用于热交换器应用的故障容错通道布置的系统技术方案

热交换器组件包括热交换器主体和在热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道。多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列。第一流体列散布在两个第二流体列之间。第一流体列包括多个第一流体通道，第一流体通道构造成引导第一流体通过热交换器主体。这至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，第二流体通道构造成引导第二流体通过热交换器主体。多个第一流体通道相对于多个第二流体通道偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热交换器应用的故障容错通道布置的系统
本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮发动机中使用的热交换器的系统。
技术介绍
至少一些已知的燃气涡轮发动机包括一个或多个热交换器，其构造成冷却和加热燃气涡轮发动机内的流体。一些热交换器包括空气-油热交换器、燃料-油热交换器和空气-空气热交换器。为了防止从热交换器内的一个流体流泄漏到同一热交换器内的另一个流体流，可以使用双壁或冗余壁结构。双壁或冗余壁结构增加了燃气涡轮发动机的重量并降低了燃气涡轮发动机的燃料效率。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种热交换器组件，其构造成在第一流体和第二流体之间传递热。热交换器组件包括热交换器主体和在热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道。多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列。第一流体列散布(interspersed)在两个第二流体列之间。第一流体列包括多个第一流体通道，第一流体通道构造成引导第一流体通过热交换器主体。多个第一流体通道每个包括椭圆形横截面流体通道。这至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，第二流体通道构造成引导第二流体通过热交换器主体。多个第二流体通道每个包括椭圆形横截面流体通道。多个第一流体通道相对于多个第二流体通道偏移。在另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心发动机，该核心发动机包括以串联流动布置的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮。燃气涡轮发动机还包括低压压缩机和低压涡轮，低压涡轮通过轴和动力齿轮箱驱动地联接到低压压缩机。燃气涡轮发动机还包括联接到动力齿轮箱的热交换器组件。热交换器组件包括热交换器主体和在热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道。多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列。第一流体列散布在两个第二流体列之间。第一流体列包括多个第一流体通道，第一流体通道构造成引导第一流体通过热交换器主体。多个第一流体通道每个包括椭圆形横截面流体通道。这至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，第二流体通道构造成引导第二流体通过热交换器主体。多个第二流体通道均包括椭圆形横截面流体通道。多个第一流体通道相对于多个第二流体通道偏移。在又另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心发动机，该核心发动机包括以串联流动布置的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮。燃气涡轮发动机还包括外接(或称为限制，即circumscribing)核心发动机的内壳体和外接内壳体的外壳体。内壳体和外壳体在其间限定了罩下空间(或称为下部空间，即undercowlspace)。燃气涡轮发动机还包括设置在罩下空间内的热交换器组件。热交换器组件包括热交换器主体和在热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道。多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列。第一流体列散布在两个第二流体列之间。第一流体列包括多个第一流体通道，第一流体通道构造成引导第一流体通过热交换器主体。多个第一流体通道每个包括椭圆形横截面流体通道。这至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，第二流体通道构造成引导第二流体通过热交换器主体。多个第二流体通道每个包括椭圆形横截面流体通道。多个第一流体通道相对于多个第二流体通道偏移。附图说明当参考附图阅读接下来详细的说明书时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点，在这些附图中在所有附图中相似的符号代表了相似的零件，其中：图1-9示出了本文描述的方法和装置的示例实施例。图1是飞行器的透视图。图2是根据本公开的示例性实施例的可以与图1中所示的飞行器一起使用的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。图3是热交换器的示意图。图4是描绘图3中所示热交换器内的椭圆形流体通道上的力的力图。图5是带有椭圆形流体通道的图3中所示的热交换器的透视图。图6是描绘图3中所示热交换器内的圆形流体通道上的力的力图。图7是带有圆形流体通道的图3中所示的热交换器的透视图。图8是描绘图3中所示热交换器内的跑道形流体通道上的力的力图。图9是带有跑道形流体通道的图3中所示的热交换器的透视图。尽管各种实施例的特定特征可在一些附图中示出且在其它附图中未示出，但这只是为了方便。任何附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或请求保护。除非另外指出，在本文中所提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。相信这些特征可在包括本公开的一个或多个实施例的多种系统中应用。因此，附图不意图包括本文公开的实施例的实践要求的由本领域的普通技术人员已知的所有常规特征。具体实施方式在以下说明书和权利要求书中，将参考许多术语，其应被定义为具有以下含义。单数形式“一个”、“一种”、和“该”包括复数参照，除非上下文另外清楚地指出。“可选”或“可选地”意思是随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。如贯穿说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可许可修改而不造成其相关的基本功能的改变的任何数量表达。因此，由诸如“大约”、“近似”和“大致”的一个或多个用语修饰的值不限于说明的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度。这里以及贯穿说明书和权利要求，范围限制可组合和/或互换，此范围是相等的且包括包含在其中的所有子范围，除非上下文或语言另外指出。以下详细描述通过示例且非限制的方式示出了本公开的实施例。预期本公开具有用于冷却飞行器发动机中的流体的系统的一般应用。本文描述的热交换器组件的实施例在燃气涡轮发动机组件中的分离的流体之间交换热。热交换器组件包括多列流体通道。每列流体通道包括在该列中竖直布置的多个流体通道，并且在该列流体通道内的每个通道构造成引导相同的流体。在各种实施例中，每个通道包括长方形或椭圆形形状的横截面。流体通道的这些列以交替的式样水平地布置在热交换器组件内。也就是说，加热流体被引导在第一列流体通道中，并且两个相邻列的流体通道引导冷却流体。在一列内的流体通道相对于两个相邻列内的流体通道偏移。热交换器组件是通过铣削单个固体块或通过增材制造方法形成的整块结构(或称为单块结构，即monolithicconstruction)。本文描述的热交换器组件提供优于燃气涡轮发动机中的流体之间的交换热的已知方法的优点。更具体地，将列中的通道布置成以偏移式样使得不同流体之间的应力场最小化。另外，通道的椭圆形形状结合流体通道的布置也使不同流体之间的应力场最小化。流体通道的布置确保了如果一个通道泄漏，该通道将泄漏到引导相同的流体而不是引导不同流体的通道中，从而确保一个通道中的故障不会导致整个热交换器故障。最后，流体通道的形状和布置提高了热交换器组件的可靠性，消除了对双壁或冗余壁结构的需要，减少了燃气涡轮发动机的重量和成本。图1是飞行器100的透视图。在示例性实施例中，飞行器100包括机身102，机身102包括机头104、机尾106和在它们之间延伸的中空细长主体108。飞行器100也包括在横向方向112上远离机身102延伸的机翼110。机翼110包括在正常飞行期间在飞行器100的运动方向116上的前部前缘114和在机翼110的相对边缘上的后部后缘118。飞行器100还包括至少一个发动机120，其构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器组件，其构造成在第一流体和第二流体之间传递热，所述热交换器组件包括：热交换器主体；和在所述热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道，所述多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列，所述第一流体列散布在两个第二流体列之间；其中，所述至少一个第一流体列包括多个第一流体通道，所述多个第一流体通道构造成引导第一流体通过所述热交换器主体；并且其中，所述至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，所述多个第二流体通道构造成引导第二流体通过所述热交换器主体，所述多个第一流体通道相对于所述多个第二流体通道偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.08 US 15/2312071.一种热交换器组件，其构造成在第一流体和第二流体之间传递热，所述热交换器组件包括：热交换器主体；和在所述热交换器主体内沿第一方向布置的多列流体通道，所述多列流体通道包括流体通道的至少一个第一流体列和流体通道的至少两个第二流体列，所述第一流体列散布在两个第二流体列之间；其中，所述至少一个第一流体列包括多个第一流体通道，所述多个第一流体通道构造成引导第一流体通过所述热交换器主体；并且其中，所述至少两个第二流体列包括多个第二流体通道，所述多个第二流体通道构造成引导第二流体通过所述热交换器主体，所述多个第一流体通道相对于所述多个第二流体通道偏移。2.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道和所述多个第二流体通道各自包括椭圆形横截面流体通道。3.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道和所述多个第二流体通道各自包括圆形横截面流体通道。4.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道和所述多个第二流体通道各自包括跑道形横截面流体通道。5.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述热交换器主体具有整体结构。6.根据权利要求5所述的热交换器组件，其中，作用在所述多个第一流体通道的第一流体通道和所述多个第二流体通道的第二流体通道之间的力矢量的第一总和大约等于零。7.根据权利要求6所述的热交换器组件，其中，作用在所述多个第一流体通道的所述第一流体通道和所述多个第一流体通道的第三流体通道之间的力矢量的第二总和大于所述力矢量的第一总和，所述第三流体通道与所述第一流体通道相邻。8.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道构造成引导燃料流，并且所述多个第二流体通道构造成引导油流。9.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道构造成引导空气流，并且所述多个第二流体通道构造成引导油流。10.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道构造成引导燃料流，并且所述多个第二流体通道构造成引导空气流。11.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道构造成引导第一油流，并且所述多个第二流体通道构造成引导第二油流。12.根据权利要求1所述的热交换器组件，其中，所述多个第一流体通道构造成引导制冷剂流，并且所述多个第二流体通道构造成引导空气流。13.一种燃气涡轮发动机，包括：核心发动机，其包括以串联流动布置的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮；低压压缩机；低压涡轮，其通过轴和动力齿轮箱驱动地联接至所述低压压缩机；联接到所述动力齿轮箱的热交换器组件，所述热交换器组件包括：热交换器主体；和在所述热交换器主体内沿第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS波普，JM沃尔夫，R马丁内斯，JD兰博，NK萨博，CE霍根，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US