一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种利用空气和燃油的双工质外涵道换热器，该结构包括外涵通道内、外壁面，引气管，引油管，冷却腔体，内、外散热翅片。该结构的主体为冷却腔体。引气管沿周向将外涵通道内壁面与冷却腔体相连；引油管沿轴向布置，且管道直接从冷却腔体内部贯通；冷却腔体上下两侧及内部布置一定数量的翅片。本发明专利技术利用外涵的低温空气和燃油，通过换热器装置，同时对压气机高压级引气进行冷却，一方面充分利用外涵道空气和燃油作为冷却介质，降低压气机引气温度，提高冷却空气品质，另一方面利用压气机高压级引气的热量对燃油进行预热，以此降低燃油在燃烧室中的吸热量，提高燃烧效率。

An External Channel Duplex Heat Exchanger Using Air and Fuel

【技术实现步骤摘要】
一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器
本专利技术涉及一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器，属于航空发动机空气系统

技术介绍
在航空燃气涡轮发动机发展的过程中，高温问题一直是限制其发展的一大重要因素。现阶段对于高温部件的冷却途径主要是从压气机部分引低温冷却气体，对高温部件进行冷却，从而达到降低热端部件温度的效果。其主要冷却方式包括：气膜冷却、冲击冷却、发散冷却等。这些以大量空气消耗为主的冷却方式越来越难以适应高性能航空发动机的发展需求。航空发动机的高温升发展一方面使得参与燃烧的空气量增加，必然导致冷却用气量的减少；另一方面，为了获得高温升压气机压缩比增大，导致从高压级压气机引出的空气温度升高，降低了冷却空气的品质。因而，如何挖掘有限的冷却气的冷却潜力，提高其冷却品质，成为需要解决的航空发动机冷却问题。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术提供一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器，目的是提高冷却空气品质同时提高航空发动机燃油的燃烧效率。技术方案：一种利用空气和燃油的双工质外涵道换热器，包括外涵通道，在所述的外涵通道中布置有换热装置，换热装置包括冷却腔体、位于冷却腔体周向两侧且与冷却腔体连通的引气管、沿轴向布置且贯通冷却腔体的引油管、位于冷却腔体内部的内散热翅片、连接与冷却腔体外表面的外散热翅片；所述的引气管的外端与外涵通道内壁面相连；所述的引油管的外端与外涵通道内壁面相连。进一步的，所述的冷却腔体外部沿轴向的前后两端设置有减阻椎体，该减阻椎体为半圆型、椭圆型或扁椭圆型。进一步的，所述的冷却腔体内部设置为跑道型冷却通道。进一步的，所述的内部跑道型冷却通道进气和出气端各设置有一段集气腔。进一步的，所述内散热翅片、外散热翅片形式为平板式、波纹式、壁面开孔式、壁面开槽式中的一种或多种。进一步的，所述的外散热翅片沿轴向布置；所述的内散热翅片沿周向布置。进一步的，所述的引气管数目为若干个。进一步的，所述的引气管沿轴向均匀分布在所述的冷却腔体周向两侧；所述的引油管沿周向均匀分布在所述的冷却腔体中。进一步的，所述的引油管数目为若干个。进一步的，所述引油管直径小于所述的冷却腔体内部高度。有益效果：采用本专利技术提供的外涵道双工质换热器，能够利用外涵道的低温空气和低温燃油同时对压气机高压级引气进行冷却，一方面充分利用外涵冷气，降低引气温度，提高冷却空气品质，另一方面利用压气机高压级引气对燃油进行预热，以此降低燃油在燃烧室中的吸热量，提高燃烧效率。附图说明图1为利用外涵通道中冷气和燃油冷却压气机引气的冷却结构外部结构示意图。图2为利用外涵通道中冷气和燃油冷却压气机引气的冷却结构轴向剖面内部结构示意图。图3为利用外涵通道中冷气和燃油冷却压气机引气的冷却结构周向剖面内部结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：1-外涵通道外壁面、2-外散热翅片、3-冷却腔体、4-减阻椎体、5-引气管、6-引油管、7-外涵通道内壁面、8-内散热翅片、9-集气腔、10-引气进口、11-引气出口、12-引油进口、13-引油出口、14-外涵冷气进口、15-外涵冷气出口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的原理、结构和具体实施方式作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术提供一种利用空气和燃油外涵道双工质换热器，包括外涵通道及在所述的外涵通道中布置的换热装置。所述的换热装置具有冷却腔体3。所述的冷却腔体3周向两侧均匀的布置有若干弯曲的引气管5，所述的引气管5一端与冷却腔体3连通，一端与外涵通道内壁面7相连。压气机引气从引气进口10流入，通过引气管5流入冷却腔体3内部，通过冷却腔体3内部各壁面与外界进行换热，再经由另一侧的引气管5流出。所述的冷却腔体3上下两侧沿轴向布置有一定数目的外散热翅片2，外涵冷气从外涵冷气进口14流入，经过冷却腔体3、外散热翅片2、引气管5、引油管6外表面，对压气机引气和燃油进行同时进行冷却，外散热翅片2的主要作用是在一定程度上增加整体的换热面积，从而提高换热装置的整体换热效率。在所述的冷却腔体3轴向前后两端各布置有一个减阻椎体4，所述减阻椎体4的主要作用是减小外涵冷气流经冷却腔体3外表面时所产生的压力损失。如图2所示，所述的冷却腔体3轴向两侧均匀的布置有若干弯曲的引油管6，所述的引油管6直接从冷却腔体3内部沿轴向贯通，其中流动的燃油与冷却腔体3内部流动的压气机引气彼此隔离开。燃油从引油进口12流入，经由引油管6从引油出口13流出，其流经冷却腔体3内部时，燃油与冷却腔体3内部的压气机引气通过引油管6壁面进行换热，彼此流动互不干扰。所述的冷却腔体3内部冷却通道中沿周向布置有一定数目的内散热翅片8，所述内散热翅片8将冷却通道分隔为多个流道，使得压气机引气换热面积增大。如图3所示，所述的冷却腔体3内部设置为跑道型冷却通道，通道设置为跑道型的主要作用在于减小压气机引气在内部冷却通道流动时的压力损失。内部冷却通道周向两侧与引气管5连通处各设置有一段集气腔9，所述集气腔9的主要作用是对不同引气管5引入的压气机引气进行掺混，以减小由于外涵冷气在引气管5处对压气机引气进行冷却所造成的温度不均匀性。以上描述为本专利技术的优选实施方式，但本专利技术并不仅限于以上实施方式。在本专利技术的技术构思及原理的范围内，对本专利技术的技术改进(如数量、形状、位置等)，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器，包括外涵通道，在所述的外涵通道中布置有换热装置，其特征在于：换热装置包括冷却腔体(3)、位于冷却腔体(3)周向两侧且与冷却腔体(3)连通的引气管(5)、沿轴向布置且贯通冷却腔体(3)的引油管(6)、位于冷却腔体内部的内散热翅片(8)、连接与冷却腔体外表面的外散热翅片(2)；所述的引气管(5)的外端与外涵通道内壁面(7)相连；所述的引油管(6)的外端与外涵通道内壁面(7)相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用空气和燃油的外涵道双工质换热器，包括外涵通道，在所述的外涵通道中布置有换热装置，其特征在于：换热装置包括冷却腔体(3)、位于冷却腔体(3)周向两侧且与冷却腔体(3)连通的引气管(5)、沿轴向布置且贯通冷却腔体(3)的引油管(6)、位于冷却腔体内部的内散热翅片(8)、连接与冷却腔体外表面的外散热翅片(2)；所述的引气管(5)的外端与外涵通道内壁面(7)相连；所述的引油管(6)的外端与外涵通道内壁面(7)相连。2.根据权利要求1所述的外涵道双工质换热器，其特征在于：所述的冷却腔体(3)外部沿轴向的前后两端设置有减阻椎体(4)，该减阻椎体(4)为半圆型、椭圆型或扁椭圆型。3.根据权利要求1所述的外涵道双工质换热器，其特征在于：所述的冷却腔体(3)内部设置为跑道型冷却通道。4.根据权利要求3所述的外涵道双工质换热器，其特征在于：所述的内部跑道型冷却通道进气和出...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷熠，谭晓茗，张靖周，张义宁，宫继双，孟皓，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32