一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器制造技术

本申请属于航空发动机散热系统领域，特别涉及一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，包括周向连接的多个分体涵道换热器，弧形的外侧机匣与弧形的内侧机匣径向分层布置形成间隙；所述间隙在轴向方向的两个端面通过端板封堵，所述间隙在周向方向的第一端面分别安装进口接头和出口接头，第二端面通过侧端板封堵，分程隔板沿进口接头和出口接头的分界面将所述间隙分成进口换热通道与出口换热通道；多个换热管轴向穿过端板与分程隔板布置于进口换热通道与出口换热通道中；本申请降低涵道换热器对发动机外涵的阻力损失，换热管的轴心方向与外涵气流流动方向平行，有效避免的回弯阻力损失，同时在换热芯体两侧设置旁流口，有效避免外涵阻力损失过大。免外涵阻力损失过大。免外涵阻力损失过大。

【技术实现步骤摘要】
一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器


[0001]本申请属于航空发动机散热系统领域，特别涉及一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器。

技术介绍

[0002]随着航空发动机技术的不断发展，发动机的滑油系统及二次流空气系统散热需求增加，需要在发动机外涵安装涵道换热器对高温滑油和空气进行冷却。发动机外涵的空间位置有限，要求涵道换热器紧凑高效，对外涵的阻力损失影响小。现有31F发动机涵道换热器采用带有多个回弯的管式换热器，安装在发动机外涵对高温空气进行冷却。
[0003]现有的技术方案为蛇形管式换热器，单位体积换热面积小，换热管径向布置需要涵道高度大，对于涵道高度小、散热要求高的发动机无法安装及满足散热要求。弯管处阻力损失大，加工难度大、强度薄弱，容易发生破坏。换热器需要安装在机匣上，换热器的壳体与外涵机匣单独设计。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提供了一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，包括周向连接的多个分体涵道换热器，每个分体涵道换热器包括：
[0005]外侧机匣、内侧机匣、端板、换热管、分程隔板、进口接头和出口接头；
[0006]弧形的外侧机匣与弧形的内侧机匣径向分层布置形成间隙；所述间隙在轴向方向的两个端面通过端板封堵，所述间隙在周向方向的第一端面分别安装进口接头和出口接头，第二端面通过侧端板封堵，分程隔板沿进口接头和出口接头的分界面将所述间隙分成进口换热通道与出口换热通道；多个换热管轴向穿过端板与分程隔板布置于进口换热通道与出口换热通道中；热气由进口接头进入所述进口换热通道，并在分程隔板末端进入出口换热通道，最后从出口接头流出；其中热气在进口换热通道与出口换热通道横掠通有外涵冷气的换热管。
[0007]优选的是，所述第一端面与进口接头、出口接头在周向上具有第一空隙，所述第一空隙形成外涵冷气流通的通道；所述第二端面与侧端板之间具有第二空隙，所述第二空隙形成外涵冷气流通的通道。
[0008]优选的是，进口接头穿过内侧机匣将内侧机匣内的热气引入分体涵道换热器；出口接头穿过外侧机匣将分体涵道换热器内的热体排出外侧机匣之外。
[0009]优选的是，出口换热通道与进口换热通道均安装有周向分布的导流板，导流板将出口换热通道与进口换热通道的热气导流。
[0010]优选的是，端板与分程隔板均开设有安装换热管的管孔。
[0011]优选的是，每个分体涵道换热器的轴向端面分别具有外侧机匣安装边与内侧机匣安装边；外侧机匣安装边与内侧机匣安装边具有连接轴向相邻的分体涵道换热器。
[0012]优选的是，所述第一端面与所述第二端面具有半圆柱形的密封槽，周向相邻两个
分体涵道换热器连接时，所述密封槽间通过插入圆柱状密封材料进行密封，圆柱状密封材料与所述密封槽间通过正偏差的公差配合装配。
[0013]优选的是，进口接头具有进口集气腔，出口接头具有出口集气腔；
[0014]优选的是，侧端板通过弯折形成中间集气腔。
[0015]优选的是，换热管外径在1～6mm，壁厚0.1～0.4mm，换热管在端板上均匀布置，管间距为1.2～6倍管外径。
[0016]本申请的优点包括：
[0017]1.紧凑式涵道换热器设计
[0018]为了将涵道换热器安装在发动机环状外涵内，将涵道换热器的壳体与发动机外涵机匣一体化设计，涵道换热器的壳体同时承担外涵机匣的功能和涵道换热器的外廓支撑功能，节省了总重量。
[0019]2.外涵道减阻设计
[0020]为了降低涵道换热器对发动机外涵的阻力损失，换热管的轴心方向与外涵气流流动方向平行，有效避免了回弯阻力损失，同时在换热芯体两侧设置旁流口，有效避免外涵阻力损失过大。
[0021]3.分体式设计
[0022]多个涵道换热器周向拼接形成一体化的机匣结构，能够有效降低制作成本与维修成本。
附图说明
[0023]图1是本申请一优选实施方式涵道换热器工作原理；
[0024]图2是本申请一优选实施方式与外涵机匣一体化设计的涵道换热器轴向视角图；
[0025]图3是本申请一优选实施方式涵道换热器内部结构；
[0026]图4是本申请一优选实施方式涵道换热器进出口集气腔示意图；
[0027]图5是本申请一优选实施方式机匣安装密封槽示意图。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0029]本申请提供了一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，如图2图3所示，包括周向连接的多个分体涵道换热器，多个分体涵道换热器周向布置，多个分体涵道换热器形成360度完整机匣轮廓。每个分体涵道换热器包括：
[0030]外侧机匣12、内侧机匣13、端板9、换热管8、分程隔板10、进口接头1和出口接头2，形成涵道换热器的框架结构；
[0031]弧形的外侧机匣12与弧形的内侧机匣13径向分层布置形成间隙；所述间隙在轴向方向的两个端面通过端板9封堵，所述间隙在周向方向的第一端面分别安装进口接头1和出口接头2，第二端面通过侧端板14封堵，分程隔板10沿进口接头1和出口接头2的分界面将所述间隙分成进口换热通道与出口换热通道；多个换热管8轴向穿过端板9与分程隔板10布置于进口换热通道与出口换热通道中；热气由进口接头1进入所述进口换热通道，并在分程隔板10末端进入出口换热通道，最后从出口接头2流出；其中热气在进口换热通道与出口换热通道横掠通有外涵冷气的换热管8。
[0032]在一些可选实施方式中，所述第一端面与进口接头1、出口接头2在周向上具有第一空隙，所述第一空隙形成外涵冷气流通的通道；所述第二端面与侧端板14之间具有第二空隙，所述第二空隙形成外涵冷气流通的通道。
[0033]在一些可选实施方式中，进口接头1穿过内侧机匣13将内侧机匣13内的热气引入分体涵道换热器；出口接头2穿过外侧机匣12将分体涵道换热器内的热体排出外侧机匣12之外。
[0034]在一些可选实施方式中，出口换热通道与进口换热通道均安装有周向分布的导流板11，导流板11将出口换热通道与进口换热通道的热气导流，导流板11成对出现，同一导流板的两侧流体流动方向不发生改变，对热流体起导流的作用。
[0035]在一些可选实施方式中，端板9与分程隔板10均开设有安装换热管8的管孔。
[0036]在一些可选实施方式中，每个分体涵道换热器的轴向端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，包括周向连接的多个分体涵道换热器，其特征在于，每个分体涵道换热器包括：外侧机匣(12)、内侧机匣(13)、端板(9)、换热管(8)、分程隔板(10)、进口接头(1)和出口接头(2)；弧形的外侧机匣(12)与弧形的内侧机匣(13)径向分层布置形成间隙；所述间隙在轴向方向的两个端面通过端板(9)封堵，所述间隙在周向方向的第一端面分别安装进口接头(1)和出口接头(2)，第二端面通过侧端板(14)封堵，分程隔板(10)沿进口接头(1)和出口接头(2)的分界面将所述间隙分成进口换热通道与出口换热通道；多个换热管(8)轴向穿过端板(9)与分程隔板(10)布置于进口换热通道与出口换热通道中；热气由进口接头(1)进入所述进口换热通道，并在分程隔板(10)末端进入出口换热通道，最后从出口接头(2)流出；其中热气在进口换热通道与出口换热通道横掠通有外涵冷气的换热管(8)。2.如权利要求1所述的与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，其特征在于，所述第一端面与进口接头(1)、出口接头(2)在周向上具有第一空隙，所述第一空隙形成外涵冷气流通的通道；所述第二端面与侧端板(14)之间具有第二空隙，所述第二空隙形成外涵冷气流通的通道。3.如权利要求1所述的与外涵机匣一体化设计的涵道换热器，其特征在于，进口接头(1)穿过内侧机匣(13)将内侧机匣(13)内的热气引入分体涵道换热器；出口接头(2)穿过外侧机匣(12)将分体涵道换热器内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞晓冬，梁义强，隋宏人，刘国朝，张筱喆，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：