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在第三流中包括渐扩的热交换器的三流轴向涡轮机制造技术

技术编号:42946717 阅读:8 留言:0更新日期:2024-10-11 16:03
公开了轴向涡轮机(2),该轴向涡轮机包括:第一分离喷嘴(10),第一分离喷嘴能够将进入的空气流(F)分成径向内空气流(F’)和径向外空气流,径向外空气流被称为次级流(F2);第二分离喷嘴(14),第二分离喷嘴能够将径向内空气流分成主流(F1)和第三流(F3),所述第三流位于在所述主流径向外侧的第三流动通道(16)中;以及空气/油型热交换器(18),空气/油型热交换器布置在第三流动通道中,并且包括与空气热交换的热交换表面和油通路,油通路在所述第三流动通道中延伸;以及结构臂(60),结构臂径向延伸穿过第三流动通道。轴向涡轮机(2)的特征在于,每个结构臂在第三流动通道中包括具有下游部分(62)的横截面,下游部分具有朝向下游减小的宽度,热交换器与结构臂的所述下游部分相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及涡轮机领域,更特别地涉及三流涡轮机。本专利技术涉及一种旨在对涡轮机的油进行冷却的热交换器的布置。


技术介绍

1、在涡轮机(涡轮喷气发动机)中,通常需要对润滑回路中的油进行冷却。为此,已知在次级流中(即在风扇的下游)布置一个或多个热交换器。

2、然而,在次级回路处设置热交换器会损害涡轮机的性能和整体效率。实际上,风扇产生的推力被庞大的交换器部分地减缓。此外,次级流中可能发生空气动力学扰动,导致振动和噪声污染。

3、公开的专利文献ep 3 674 531 a1公开了一种布置在次级流的通道中的空气-油型热交换器。这种热交换器在次级流动通道中产生了显著的扰动。实际上,在该通道中行进的空气的速度太高,空气动力学或推力损失可以忽略。

4、公开的专利文献us2021/0108597a1公开了一种包括被定位在风扇通道中的热交换器的涡轮机。

5、因此,现有技术存在与性能损失相关的缺点,增加了与交换器的易碎性相关的约束。实际上,特别是由于与可能进入到涡轮机中的外来体发生碰撞的风险,热交换器不能直接布置在涡轮机的上游以避免干扰涡轮机的推力。


技术实现思路

1、技术问题

2、本专利技术旨在解决现有技术的涡轮机的设计/制造的缺点。特别地,本专利技术旨在提出一种使得能够在受限空间中进行有效冷却同时减少对涡轮机效率的影响的解决方案。

3、技术方案

4、本专利技术涉及一种轴向涡轮机,该轴向涡轮机包括:第一分离喷嘴,第一分离喷嘴能够将进入的空气流分成径向内空气流和径向外空气流,径向外空气流被称为次级流;第二分离喷嘴,第二分离喷嘴能够将径向内空气流分成主流和第三流,所述第三流位于在所述主流径向外侧的第三流动通道中;以及空气/油型热交换器,空气/油型热交换器布置在第三流动通道中并且包括与空气热交换的热交换表面和油通路,油通路在所述第三流动通道中延伸;以及结构臂,结构臂径向延伸穿过第三流动通道;其中,每个结构臂在第三流动通道中包括具有下游部分的横截面,下游部分具有朝向下游减小的宽度,热交换器与结构臂的所述下游部分相邻。

5、根据本专利技术的有利实施例,热交换表面与结构臂的下游部分相邻,所述热交换表面具有与结构臂的下游部分相符合的渐扩的周向轮廓。

6、根据本专利技术的有利实施例,从热交换表面渐扩的周向轮廓由与结构臂直接相邻的侧轮廓形成,所述侧轮廓各自包括相对于轴向方向倾斜的侧轮廓。

7、根据本专利技术的有利实施例,轴向涡轮机包括定子,定子被布置在第三流的通道中并且位于每个结构臂的上游。

8、根据本专利技术的有利实施例,每个结构臂轴向地布置在低压压缩机与高压压缩机之间。

9、根据本专利技术的有利实施例,每个结构臂包括上游部分,上游部分包括前缘,热交换器被布置在所述前缘的下游。

10、根据本专利技术的有利实施例,每个结构臂的下游部分包括后缘,热交换器被布置在前缘与所述后缘之间。

11、根据本专利技术的有利实施例,热交换器被布置在结构臂的最大宽度处。

12、根据本专利技术的有利实施例,轴向涡轮机包括布置在主流与第三流之间的内壳体,所述内壳体包括“vbv”管道,“vbv”管道在第三流动通道处具有出口,所述出口位于热交换器的下游。

13、根据本专利技术的有利实施例,交换器在两个结构臂之间周向延伸,使得所述热交换器与所述两个结构臂中的每一个结构臂直接接触。

14、根据本专利技术的有利实施例,热交换表面在第三流动通道中径向延伸并且成角度地分布,所述热交换表面与结构臂的下游部分相邻并且相对于轴向方向具有倾斜度以符合所述下游部分。

15、根据本专利技术的有利实施例,热交换表面包括在第三流动通道的内壁与外壁之间流体地延伸的油通路。

16、根据本专利技术的有利实施例,第三流动通道的内壁和外壁与交换表面一体地形成。

17、根据本专利技术的有利实施例,与侧轮廓相邻的热交换表面在每单位面积上的数量比位于交换器的中心部分中的热交换表面在每单位面积上的数量多至少20%。

18、根据本专利技术的有利实施例,热交换表面在每单位面积上的数量随着热交换表面的横截面的周向增大而增加。

19、根据本专利技术的有利实施例,与下游部分相邻的热交换表面在每单位面积上的数量随着倾斜侧轮廓的倾斜而逐渐增加。

20、专利技术优点

21、本专利技术特别有利的是,特别地由于交换器在空气的流动方向上的渐扩,使得冷的速度足够的空气能够在热交换器中流通,从而确保冷却效率。实际上,良好的冷却效率使得能够使用不太庞大的、并且因此体积更小、重量更轻且成本更低的交换器。

22、此外,交换器在第三流动通道处的定位使得能够使妨碍发动机的效率的风险减少,这导致能量效率和优化的推力,这有利地使得能够减少含碳气体排放。

23、设计描述

24、本专利技术特别有利的是,由于交换器在空气的流动方向上的渐扩,使得冷的低速度的空气能够在热交换器中流通,从而确保冷却效率。实际上,良好的冷却效率使得能够使用不太庞大的、并且因此体积更小、重量更轻且成本更低的交换器。

25、此外,交换器在第三流动通道处的定位使得能够避免妨碍发动机的效率,这导致能量效率和优化的推力,这有利地使得能够减少二氧化碳排放。

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【技术保护点】

1.轴向涡轮机(2),所述轴向涡轮机包括:

2.根据权利要求1所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换表面(26)与所述结构臂(60)的下游部分(62)相邻,所述热交换表面(26)具有与所述结构臂(60)的下游部分(62)相符合的渐扩的周向轮廓。

3.根据权利要求2所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,从所述热交换表面(26)渐扩的周向轮廓由与所述结构臂(60)直接相邻的侧轮廓(64)形成,所述侧轮廓(64)各自包括相对于轴向方向的倾斜侧轮廓(65)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述轴向涡轮机(2)包括定子,所述定子被布置在所述第三流的通道(16)中并且位于每个结构臂(60)的上游。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)轴向地布置在低压压缩机(17)与高压压缩机(15)之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)包括上游部分,所述上游部分包括前缘,所述热交换器(18,118)被布置在所述前缘的下游。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)的下游部分(62)包括后缘,所述热交换器(18,118)被布置在所述前缘与所述后缘之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换器(18,118)被布置在所述结构臂(60)的最大宽度处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述轴向涡轮机(2)包括布置在所述主流(F1)与所述第三流(F3)之间的内壳体(32),所述内壳体(32)包括“VBV”管道(19),所述“VBV”管道在所述第三流动通道(16)处具有出口,所述出口被布置在所述热交换器(18,118)的下游。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换器(18,118)在两个结构臂(60)之间周向延伸,使得所述热交换器(18,118)与所述两个结构臂(60)中的每一个结构臂直接接触。

11.根据权利要求1至11中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换表面(26)在所述第三流动通道(16)中径向延伸并且成角度地分布,所述热交换表面(26)与所述结构臂的下游部分(62)相邻并且相对于轴向方向具有倾斜度以符合所述下游部分(62)。

12.根据权利要求11所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换表面(26)包括在所述第三流动通道(16)的内壁(13)与外壁(11)之间流体地延伸的油通路(24)。

13.根据权利要求12所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述第三流动通道(16)的内壁(13)和外壁(11)与所述交换表面(26)一体地形成。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,与所述侧轮廓(64)相邻的热交换表面(26)在每单位面积上的数量比位于所述交换器(18,118)的中心部分(68)中的所述热交换表面(26)在每单位面积上的数量多至少20%。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换表面(26)在每单位面积上的数量随着所述热交换表面(26)的横截面的周向增大而增加。

16.根据权利要求15所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,与所述下游部分(62)相邻的热交换表面(26)在每单位面积上的数量随着所述倾斜侧轮廓(65)的倾斜而逐渐增加。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.轴向涡轮机(2),所述轴向涡轮机包括:

2.根据权利要求1所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换表面(26)与所述结构臂(60)的下游部分(62)相邻,所述热交换表面(26)具有与所述结构臂(60)的下游部分(62)相符合的渐扩的周向轮廓。

3.根据权利要求2所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,从所述热交换表面(26)渐扩的周向轮廓由与所述结构臂(60)直接相邻的侧轮廓(64)形成,所述侧轮廓(64)各自包括相对于轴向方向的倾斜侧轮廓(65)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述轴向涡轮机(2)包括定子,所述定子被布置在所述第三流的通道(16)中并且位于每个结构臂(60)的上游。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)轴向地布置在低压压缩机(17)与高压压缩机(15)之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)包括上游部分,所述上游部分包括前缘,所述热交换器(18,118)被布置在所述前缘的下游。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,每个结构臂(60)的下游部分(62)包括后缘,所述热交换器(18,118)被布置在所述前缘与所述后缘之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述热交换器(18,118)被布置在所述结构臂(60)的最大宽度处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轴向涡轮机(2),其特征在于,所述轴向涡轮机(2)包括布置在所述主流(f1)与所述第三流(f3)之间的内壳体(32),所述内壳体(32)包括“vbv”管道(19),所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·威克尔F·克莱耶特布鲁诺·塞维斯
申请(专利权)人:赛峰航空助推器股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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