带冷却器的风扇壳组件制造技术

一种风扇壳组件、连接组件和用于移动风扇壳冷却器的方法。用于涡轮发动机的风扇壳组件可包括具有周向壁的环形风扇壳，该周向壁具有限定穿过壳的流径。风扇壳冷却器可沿周向壁安装，以便面对流径内的冷却流体流，以便冷却穿过风扇壳冷却器的流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带冷却器的风扇壳组件
本公开涉及涡轮发动机，并且更具体地，涉及风扇壳组件。
技术介绍
飞行器中使用的当代发动机产生相当大量的热量，其必须以一种方式或另一方式传递远离发动机。热交换器提供将热传递远离此类发动机的方式。例如，热交换器可绕着发动机的部分布置成环。油可用于从发动机构件，如发动机轴承、发电机等耗散热。热典型地通过空气冷却式油冷却器，以及更具体地，表面空气冷却式油冷却器系统从油传递至空气，以将油温保持在从约100oF到300oF的期望范围处。在许多情况下，环境可低至-65oF。如表面空气冷却式油冷却器的热交换器可放置在涡轮喷气发动机风扇壳中，使用旁通空气来通过强制对流移除润滑油能量。冷却器可包括多个翅片，通过该多个翅片实现强制对流。翅片几何形状和关于气流速度的高度是用于能量传递的至关重要参数，并且针对最大发动机负载确定尺寸。在非峰值要求条件期间，冷却器在热方面尺寸过大，并且不优化成最小化空气动力学阻力。
技术实现思路
在一方面中，本公开涉及一种风扇壳组件，其包括环形风扇壳，该环形风扇壳具有限定纵轴线的周向壁和沿纵轴线延伸的流径。风扇壳冷却器包括面对周向壁的第一表面，并且具有与第二端间隔的第一端，具有相对的前边缘和后边缘。连接组件将风扇壳冷却器安装于环形风扇壳。连接组件包括至少一个热敏连接器，该至少一个热敏连接器构造成响应于热条件的变化将风扇壳冷却器被动地定位到流径中。在另一方面中，本公开涉及一种用于将风扇壳冷却器安装于环形壳的连接组件。连接组件包括至少一个热敏连接器，其构造成响应于热条件的变化而改变形状。在又一方面中，本公开涉及一种在由飞行器发动机的风扇壳组件限定的环形通路内移动风扇壳冷却器的方法，其包括当达到第一参考温度时将风扇壳冷却器被动地定位在环形通路中。被动定位包括热敏连接器可操作地联接于风扇壳冷却器，响应于热条件的变化而改变形状。附图说明在附图中：图1是根据本专利技术的实施例的涡轮发动机组件的示意性局部剖视图，该涡轮发动机组件具有沿环形风扇壳的代表性翅片式冷却器。图2是根据本专利技术的实施例的图1的分区段翅片式冷却器的透视图。图3A是根据本专利技术的实施例的图1的冷却器的示意性侧视图，其中热敏连接器处于第一位置。图3B是根据本专利技术的实施例的处于第二位置的图3A的冷却器的示意性侧视图。图4A是根据本专利技术的实施例的处于第一位置的图1的冷却器的示意性侧视图，该冷却器具有沿径向方向延伸的热敏连接器。图4B是根据本专利技术的实施例的处于第二位置的图4A的冷却器的侧视图。图4C是图4B的冷却器的透视图，示出呈周向布置的两个热敏连接器。图5A是根据本专利技术的实施例的图1的冷却器的侧视图，该冷却器具有在第一位置的沿切线方向延伸的热敏连接器。图5B是根据本专利技术的实施例的处于第二位置的图5A的冷却器的侧视图。图5C是图5B的冷却器的透视图，其更好地示出处于第二位置的热敏连接器的形状。具体实施方式本文中公开的实施例涉及风扇壳冷却器，如表面空气冷却式油冷却器，并且更具体地涉及如飞行器发动机的发动机中的可被动定位表面冷却器。示例性表面冷却器可用于提供有效的冷却。此外，如本文中所用的用语"表面冷却器"可与用语"热交换器"互换使用。如本文中使用的，表面冷却器适用于各种类型的应用，如但不限于涡轮喷气发动机、涡扇、涡轮推进发动机、飞行器发动机、燃气涡轮、蒸汽涡轮、风力涡轮和水力涡轮。当前的表面冷却器是静态结构，典型地延伸到气流路径中以借助于强制对流从表面冷却器传递热。表面冷却器可包括一组翅片，其延伸到气流路径中以面对气流。关于气流速度的翅片几何形状对于确定和最大化能量传递而言是至关重要的。翅片针对峰值要求条件期间的最大发动机负载条件确定尺寸。在非峰值条件期间，表面冷却器和翅片尺寸过大，造成不必要的空气动力学阻力，导致由发动机的增加特定燃料消耗。因此，存在如下需求：在峰值要求条件期间由表面冷却器适应性地平衡冷却性能和阻力，以便改进特定燃料消耗同时保持足够的能量传递。本公开的方面具有改进的设计，其导致优化的发动机冷却，同时减小阻力以改进特定的燃料消耗。在表面冷却器可构造用于在飞行器发动机的油冷却系统中使用时，图1提供描述本专利技术的实施例可用于其中的环境的简要说明。更确切地说，图1示出具有纵轴线12的示例性涡轮发动机组件10。可沿纵轴线12限定流径14。涡轮发动机16、风扇组件18和机舱20可包括在涡轮发动机组件10中。涡轮发动机16可包括发动机芯部22，其具有(多个)压缩机24、燃烧区段26、(多个)涡轮28和排气装置30。内罩32沿径向包绕发动机芯部22。为清楚起见，切除机舱20的部分。机舱20包绕包括内罩32的涡轮发动机16。以该方式，机舱20形成沿径向包绕内罩32的外罩34。外罩34与内罩32间隔，以在内罩32和外罩34之间形成环形通路36。环形通路36表征、形成或以其它方式限定喷嘴和大体上从前到后的旁通气流路径。具有环形前壳40和后壳42的带周向壁43的环形风扇壳组件38可形成由机舱20形成的外罩34的部分，或者可经由支柱(未示出)从机舱20的部分悬挂。在操作中，空气沿流径14流过风扇组件18，并且分离成气流的第一部分44和气流的第二部分46。气流的第一部分44引导通过(多个)压缩机24，其中气流进一步压缩并输送到燃烧区段26。来自燃烧区段26的热燃烧产物(未示出)用于驱动(多个)涡轮28并因此产生发动机推力。环形通路36用于使从风扇组件18排出的气流的第二部分气流46围绕发动机芯部22绕过。涡轮发动机组件10可造成独特的热管理挑战，并且热交换器系统或表面空气冷却式油冷却器(如风扇壳冷却器50)可附接于涡轮发动机组件10以帮助热耗散。冷却器50包括面对周向壁43的第一表面52(图2)和面对环形通路36的第二表面54。冷却器50还包括与第二端58间隔的第一端56，以及相对的前边缘60和后边缘62。在示例性实施例中，冷却器50可以可操作地联接于风扇壳组件38，其形成外罩34的内部部分。冷却器50可为任何合适的冷却器或热交换器，包括空气冷却式油冷却器。虽然冷却器50示为在后壳42附近，但应当理解，冷却器50可沿风扇壳组件38定位在任何地方。还设想，冷却器50可沿外罩34的内部或内罩32的外部定位在任何地方，以面对穿过环形通路36的气流48的第二部分。因此，冷却器50可沿由罩32,34限定的环形通路36在任何位置处联接于发动机组件10。图2示出冷却器50的一个示例性实施例。冷却器50包括连接组件70。连接组件70构造成将冷却器50安装于环形风扇壳组件38(图1)。连接组件70包括至少一个热敏连接器72。例如，热敏连接器72可包括将环形风扇壳组件38联接于冷却器50的托架74。应当认识到，托架74仅是一个示例性热敏连接器72，并且本专利技术不应限于如示出的托架74，而是适用于将冷却器50联接于风扇壳组件38的任何热敏连接器72。托架74可包括本体76。本体76可包括一组或多组层，如金属层78。虽然示出金属层78是单独的元件，但是应当认识到，金属层78可为集成的。在非限制性实例中，金属层78可包括镍钛(Ni-Ti)形状记忆箔，或者可包括铝或铝碳化硅(AlSiC)层，或它们的任何组合。在非限制性实例中，金属层78可通过添加制造，如超声添加制造(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风扇壳组件，包括：风扇壳冷却器，其具有面对周边壁的第一表面，并且具有与第二端间隔的第一端和相对的前边缘和后边缘，安装于环形风扇壳的周边壁，以限定沿所述风扇壳的纵轴线的流径；以及连接组件，其构造成将所述风扇壳冷却器安装于所述环形风扇壳，并且其中所述连接组件包括至少一个热敏连接器，所述至少一个热敏连接器构造成响应于热条件的变化将所述风扇壳冷却器被动地定位到所述流径中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 IN 2016410306821.一种风扇壳组件，包括：风扇壳冷却器，其具有面对周边壁的第一表面，并且具有与第二端间隔的第一端和相对的前边缘和后边缘，安装于环形风扇壳的周边壁，以限定沿所述风扇壳的纵轴线的流径；以及连接组件，其构造成将所述风扇壳冷却器安装于所述环形风扇壳，并且其中所述连接组件包括至少一个热敏连接器，所述至少一个热敏连接器构造成响应于热条件的变化将所述风扇壳冷却器被动地定位到所述流径中。2.根据权利要求1所述的风扇壳组件，其特征在于，所述热敏连接器包括托架，所述托架安装于所述环形风扇壳和所述风扇壳冷却器。3.根据权利要求2所述的风扇壳组件，其特征在于，所述托架包括本体，所述本体由响应于所述热条件变化的一组金属层形成。4.根据权利要求3所述的风扇壳组件，其特征在于，所述一组层包括铝碳化硅。5.根据权利要求2所述的风扇壳组件，其特征在于，所述风扇壳冷却器包括分段本体，并且所述连接组件安装于所述分段本体。6.根据权利要求2所述的风扇壳组件，其特征在于，所述托架具有上板和下板。7.根据权利要求6所述的风扇壳组件，其特征在于，所述下板构造成响应于所述热条件的变化而使所述风扇壳冷却器竖直地平移远离所述环形风扇壳。8.根据权利要求7所述的风扇壳组件，其特征在于，上板构造成响应于所述热条件的所述变化而增加所述风扇壳冷却器的冲角定向。9.根据权利要求7所述的风扇壳组件，其特征在于，所述下板和所述上板包括导热层和可热致动层。10.根据权利要求6所述的风扇壳组件，其特征在于，所述托架还...

【专利技术属性】
技术研发人员：G塔吉里，MT肯沃希，Y杨，DG琼纳拉加达，E特纳，
申请(专利权)人：和谐工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US