使用环形换热器冷却流体的方法技术

本发明专利技术涉及使用环形换热器冷却流体的方法。具体而言，提供了冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法。该方法可包括引导热流体穿过多个冷却通道，该多个冷却通道在环形管道内沿径向分层以限定热传递区域，以及使冷却流体传送穿过环形管道，使得冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。此外或作为备选，该方法可包括将热流体传送到第一内径向管中，穿过限定于在环形管道内沿径向分层的多个弯曲板内的多个冷却通道，且到第二内径向管中；以及使冷却流体穿过环形管道。

Method of cooling a fluid using an annular heat exchanger

The present invention relates to a method of cooling a fluid using an annular heat exchanger. In particular, a method of cooling a hot fluid in an annular pipe of a gas turbine engine is provided. The method may include guiding thermal fluid through a plurality of cooling channels, the plurality of cooling passages in the annular pipe along the radial stratification to define the heat transfer area, and the cooling fluid is transported through the annular pipeline, the cooling fluid is transferred between the cooling channel along the radial stratification. Additionally or alternatively, the method may include thermal fluid is transferred to the first inner diameter to tube, through a plurality of cooling channels defined in a plurality of ring pipe along the radial layered bending plate inside, and second radial tube; and the cooling fluid through the annular pipe.

【技术实现步骤摘要】
使用环形换热器冷却流体的方法联邦政府资助研究本专利技术是在海军部门授予的合同号N00014-10-D-0010下利用政府资助作出的。政府可具有本专利技术中的一定权利。
本专利技术大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于冷却高压热放出空气的燃气涡轮发动机的风扇管道中的换热布置。
技术介绍
许多商用飞行器燃气涡轮发动机使用从核心发动机压缩机放出的高压热空气来由飞行器上的不同系统使用。具体而言，高压空气是飞行器上的多种任务所需的，诸如防冰和客舱冷却。然而，在使用空气之前，空气的温度必须根据各个特定任务的要求降到合理水平。冷却高压压缩机放出空气的一种当前方法在于从嵌入发动机壳内的发动机风扇管道获得或放出空气。来自风扇管道的较冷的放出空气和来自核心发动机压缩机的高压的较热的放出空气然后传送穿过换热器，在该处，较热的高压空气将其一些热能让给较冷的风扇管道放出空气。换热过程的使用是必需的，但用于获得热传递的当前系统过于复杂。在一个系统中，管路的精细布局用于使高压放出空气传送至飞行器，且将较冷的风扇管道放出空气传递至换热器的位置。当较冷的风扇管道放出空气到达换热器且执行其冷却任务时，由于管路的各种弯头和转向的摩擦损失，其失去其大部分压力(推力潜能)。在从换热器流出之后，风扇管道放出空气从飞行器结构向外排放，具有可忽略的推力益处。风扇管道放出空气推力损失对发动机燃料消耗率的影响是显著的。此外，过于复杂的放出空气管路显著地增加飞行器的重量。因此，仍然保持对于用于执行将避免现有技术经历的风扇管道放出空气损失的热传递操作的布置中的改善的需要。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术理解到。大体上提供了一种弯曲板。在一个实施例中，弯曲板包括限定多个第一凹槽的内板以及限定多个第二凹槽的外板。外板附接至内板，其中多个第一凹槽和多个第二凹槽大致对准以在其间限定多个通道。各个通道从弯曲板的第一端的第一部分上的第一开口延伸至第一端的第二部分上的第二开口。大体上还提供了一种用于形成弯曲板的方法。在一个实施例中，该方法包括冲压第一金属板材以形成限定多个第一凹槽的第一板；冲压第二金属板材以形成限定多个第二凹槽的第二板；以及此后，将第一板材层压至第二板材以形成弯曲板，使得多个第一凹槽和多个第二凹槽大致对准以在其间限定多个通道。各个通道从弯曲板的第一端的第一部分上的第一开口延伸，穿过限定在各个通道中的弯曲部，且延伸至第一端的第二部分上的第二开口。大体上还提供了一种跨管道节段。在一个实施例中，跨管道节段包括从第一端延伸至第二端且在其间限定中空通路的主管，在限定于主管内的孔口的第一侧上附接至主管的外表面的下平台，以及在与第一侧相对的孔口的第二侧上附接至主管的外表面的上平台。上平台与下平台整体结合以在其间限定供应通道，且供应通道通过由主管限定的孔口与主管的中空通路流体连通。下平台和上平台限定对接部，其限定与由主管限定的中空通路流体连通的多个通道。在一个实施例中，大体上对于燃气涡轮发动机提供了环形换热器。环形换热器可包括第一环形环，其包括由多个跨管道节段限定的第一主管；第二环形环，其包括由多个跨管道节段(诸如上文所述的)限定的第二主管，以及弯曲板，弯曲板限定其中的至少一个通道，该至少一个通道与第一主管的跨管道节段和第二主管的跨管道节段流体连通。大体上还提供了冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法。在一个实施例中，该方法包括引导热流体穿过多个冷却通道，该多个冷却通道在环形管道内沿径向分层以限定热传递区域，以及使冷却流体传送穿过环形管道，使得冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。此外或作为备选，该方法可包括引导热流体穿过多个冷却通道，该多个冷却通道在环形管道内沿径向分层以限定热传递区域，以及使冷却流体传送穿过环形管道，使得冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。此外或作为备选，该方法可包括将热流体传送到第一内径向管中，穿过限定于在环形管道内沿径向分层的多个弯曲板内的多个冷却通道，且到第二内径向管中；以及使冷却流体传送穿过环形管道。技术方案1.一种冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法，包括：引导所述热流体穿过多个冷却通道，所述多个冷却通道在所述环形管道内沿径向分层以限定热传递区域；以及使冷却流体传送穿过所述环形管道，使得所述冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其中，所述冷却流体大体上在所述燃气涡轮发动机的轴向方向上流过所述环形管道。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其中，所述冷却流体的至少90%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其中，所述冷却流体的至少95%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其中，所述冷却流体的至少99%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案6.根据技术方案1所述的方法，其中，所述多个冷却通道限定在多个弯曲板内，所述多个弯曲板在所述环形管道内沿径向分层，且其中各个弯曲板从径向内部部分到径向外部部分横越所述环形管道。技术方案7.根据技术方案6所述的方法，其中，间隙限定在径向相邻的弯曲板之间，所述冷却流体流过所述间隙。技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其中，所述冷却流体为所述燃气涡轮发动机的风扇空气，且其中所述热流体为所述燃气涡轮发动机的放出空气。技术方案9.一种冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法，包括：引导所述热流体穿过多个冷却通道，所述多个冷却通道在所述环形管道内沿径向分层以限定热传递区域；以及使冷却流体在所述燃气涡轮发动机的轴向方向上传送穿过所述环形管道，其中所述冷却流体的至少90%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案10.根据技术方案9所述的方法，其中，所述冷却流体的至少95%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案11.根据技术方案9所述的方法，其中，所述冷却流体的至少99%流过所述环形管道的热传递区域。技术方案12.根据技术方案9所述的方法，其中，所述多个冷却通道限定在多个弯曲板内，所述多个弯曲板在所述环形管道内沿径向分层，且其中各个弯曲板在结构上受支撑，使得各个弯曲板相对于所述环形管道的热膨胀在至少一个方向上不受限。技术方案13.根据技术方案9所述的方法，其中，所述冷却流体为所述燃气涡轮发动机的风扇空气，且其中所述热流体为所述燃气涡轮发动机的放出空气。技术方案14.一种冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法，包括：使所述热流体传送到第一内径向管中，穿过限定于在所述环形管道内沿径向分层的多个弯曲板内的多个冷却通道，且到第二内径向管中；以及使冷却流体传送穿过所述环形管道。技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其中，各个弯曲板包括限定多个第一凹槽的内板和限定多个第二凹槽的外板，其中所述外板附接至所述内板，其中所述多个第一凹槽和所述多个第二凹槽大致对准以限定其间的多个通道。技术方案16.根据技术方案14所述的方法，其中，各个冷却通道限定具有从第一开口延伸穿过所述弯曲板至第二开口的至少一个弯曲部的非线性路径，其中所述第一开口与所述第一内径向管流体连通，且其中所述第二开口与所述第二内径向管流体连通。技术方案17.根据技术方案14所述的方法，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法，包括：引导所述热流体穿过多个冷却通道，所述多个冷却通道在所述环形管道内沿径向分层以限定热传递区域；以及使冷却流体传送穿过所述环形管道，使得所述冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。

【技术特征摘要】
2016.01.08 US 14/9908981.一种冷却燃气涡轮发动机的环形管道中的热流体的方法，包括：引导所述热流体穿过多个冷却通道，所述多个冷却通道在所述环形管道内沿径向分层以限定热传递区域；以及使冷却流体传送穿过所述环形管道，使得所述冷却流体在沿径向分层的冷却通道之间传送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却流体大体上在所述燃气涡轮发动机的轴向方向上流过所述环形管道。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却流体的至少90%流过所述环形管道的热传递区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却流体的至少95%流过所述环形管道的热传递区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却流体的至少99%流过所述环形管道的热传递区域。6.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：MR切尔尼，JR梅纳，T库皮塞夫斯基，J佩格拉姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US