[發明專利]用于飛行器的渦輪噴氣發動機

無效

• 申請號: 200880021702.0
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN101730791A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 吉約姆·比蘭;帕特里克·奧貝萊
• 申請（專利權）人: 空中客車營運有限公司
• 主分類號: F02C7/14
• 分類號: F02C7/14;F02K3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李春暉;陳煒

本發明涉及一種用于飛行器的渦輪噴氣發動機。更確切地說，本發明涉及一種安裝在渦輪噴氣發動機中的也被稱作表面交換器的熱交換器。根據本發明的熱交換器用于冷卻渦輪噴氣發動機的推進系統的熱流體(比如機油等)，以能夠將至少部分冷卻了的所述熱流體回注入上述推進系統。本發明還涉及包括至少一個這種渦輪噴氣發動機的飛行器。

一般而言，只要需要冷卻在渦輪噴氣發動機中或者在其周圍循環的流體，就可應用根據本發明的熱交換器。

在民用航空領域，已知使用了附屬熱交換器來冷卻在渦輪噴氣發動機的引擎中循環的機油。將熱機油引入熱交換器中，以便在將其回注入推進系統之前先在熱交換器中將其冷卻。

在現有技術中，對熱交換器通常存在兩種可能的放置位置，即在引擎機身中或者在發動機艙中。

然而，在熱交換器被安裝在發動機艙內，排氣口朝外的情況下，由于對空氣的提取不會或很少有助于引擎的推力，這種提取就導致了推進效率的直接損失。在熱交換器被安裝在引擎機身中的情況下，熱交換器的矩陣會由于其內部構造而導致較大的氣流壓力損失，并會多少有些明顯地干擾引擎的下游空氣動力氣流。

另一已知的方案是使用板式交換器，該板式交換器局部地貼合在與其連結的發動機艙的內壁上。熱交換器的上表面與發動機艙的內壁連結，而其下表面則處在穿過發動機艙內部空間的冷空氣流中。在熱交換器中運送的熱量就通過熱傳導轉移至構成所述熱交換器的下表面的板的內表面。在發動機艙中流動的冷空氣流拂過熱的板。于是積蓄在熱的板中的熱量就通過強制對流而消散到渦輪噴氣發動機的空氣動力氣流中。

上述現有技術熱交換器的第二種實施方式的一個缺點在于其會減小降低渦輪噴氣發動機產生的噪聲危害的現有系統的可用面積。事實上，為了降低這種噪聲危害，已知可將發動機艙內壁至少部分地覆上聲學防護層。更通常地，只要發動機艙和發動機罩的內壁和外壁中的兩個是相對的，就將此聲學防護層覆在發動機艙和發動機罩的內壁和外壁上。這種聲學防護層的存在與將板式熱交換器連結到發動機艙內壁是不兼容的。為了使用上述板式熱交換器，就必須局部去除聲學防護層，鑒于與噪聲危害相關的尺寸確定標準，這顯得較為困難。

在本發明中，尋求提供一種適于冷卻來自引擎的推進系統的流體(比如機油或其它載熱流體等)的熱交換器，該熱交換器可容易地安裝在渦輪噴氣發動機中，并適應現有規范和制約(尤其是與聲音相關的)。還尋求提供一種熱交換器，其具有與現有技術熱交換器的效率相比提高了的效率，即具有更強的冷卻能力。

為此，在本發明中，提出在渦輪噴氣發動機的下分岔處布置一個或多個熱交換器。下分岔通常在渦輪噴氣發動機的下部、在引擎外壁和發動機艙內壁之間延伸。所謂渦輪噴氣發動機的下部，是指當飛行器的渦輪噴氣發動機被安裝在機翼下表面上時朝向地面的那部分。下分岔被布置在風扇和風扇整流柵的葉片的下游。由于與發動機艙的內壁或者發動機罩的外壁并不直接相對，下分岔通常并不會被加以聲學處理。因此，根據本發明，在下分岔處集成一個或多個表面熱交換器，以將廢熱消散到引擎的內部氣流中，同時限制所產生的空氣動力阻力，且不影響對發動機艙的聲學處理。下分岔通常會一直延伸到發動機艙的頸口，并因此相對地體積較大，以便可在其內部空間中設置必須從引擎一直通到發動機艙內包含的設備或者從發動機艙內包含的設備一直通到引擎的部件，比如管路、電纜、附件箱的傳動軸等。在一些渦輪噴氣發動機中，在引擎本身中集合了部分設備，這樣的渦輪噴氣發動機就去除了部分管路和線路。因此，下分岔的內部空間和它的總體積可被縮小。在下分岔被縮小的情況下，優選地，根據本發明的一個或多個熱交換器可被布置在所述下分岔的延長部分中。或者，這些熱交換器可在分岔的兩側、與所述分岔平行地延伸。在一些情況下，可以將熱交換器的外壁與分岔的外壁連結以減小整體體積。但是，在這種情況下，所考慮的每個熱交換器只有一個熱交換表面。

因此本發明的目的是一種用于飛行器的渦輪噴氣發動機，所述渦輪噴氣發動機包括安裝在發動機艙中的引擎和至少一個熱交換器，所述熱交換器用于冷卻在渦輪噴氣發動機的推進系統中提取的熱流體，之后將部分冷卻的所述熱流體回注入所述推進系統，所述渦輪噴氣發動機的特征在于至少一個熱交換器是在渦輪噴氣發動機的下部、在渦輪噴氣發動機的下分岔處延伸的徑向熱交換器。

所謂徑向，是指與渦輪噴氣發動機的縱軸垂直。換言之，根據本發明的熱交換器從引擎一直延伸到發動機艙內壁，且部分地橫貫了所述發動機艙的內部空間。

根據本發明的渦輪噴氣發動機的實施例，可設定至少一個徑向熱交換器沿著下分岔的側壁延伸。