[发明专利]用于使用热管来热集成油储存器和出口导叶的系统和方法

说明书

技术领域

本公开内容的领域大体上涉及涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机内的空气-油的热交换的系统及方法。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括需要由发动机油润滑的构件。代表燃气涡轮发动机中的主要热源的两个此类构件是发动机轴承、发动机变速箱和发动机的发电机，如综合驱动发电机(IDG)或变频发电机(VFG)系统。燃气涡轮发动机需要燃料-油冷却器和空气-油冷却器来将油保持在特定温度极限内。已知的空气-油冷却器包括紧凑换热器、表面冷却器和紧凑板翅式冷却器(compact bar and plate coolers)。此类已知的空气-油冷却器形成燃气涡轮发动机中的风扇壳安装的油热管理架构的一部分，包括油储存器和空气-油冷却器，以及相关联的导管和安装构件。

已知的风扇壳安装的油热管理架构可呈现出影响比燃料消耗、性能和维护效率的显著尺寸、重量、风扇阻力(即，dP/P)和复杂性成本。此外，使用包括出口导叶(OGV)作为油在内部导管中流过其间来在其中冷却的冷凝器的热管理架构需要保持油压预算。此外，已知的空气-油冷却器需要增大油压降预算来有效地冷却较高性能燃气涡轮发动机中的润滑油。

发明内容

一方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的流体冷却系统。燃气涡轮发动机包括核心发动机和环形风扇壳。流体冷却系统包括定位在燃气涡轮发动机内且构造成容纳流体的流体储存器。系统还包括定位在燃气涡轮发动机内且具有低于流体的温度的冷却散热器。系统还包括热管，其包括第一端、第二端和在其间延伸的管道，第二端热联接到冷却散热器上，且第一端热联接至流体，其中热管便于热量从流体传递至冷却散热器。

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、环形风扇壳，以及冷却流体系统。流体冷却系统包括定位在燃气涡轮发动机内且构造成容纳流体的流体储存器。系统还包括定位在燃气涡轮发动机内且具有低于流体的温度的冷却散热器。系统还包括热管，其包括第一端、第二端和在其间延伸的管道，第二端热联接到冷却散热器上，且第一端热联接至流体，其中热管便于热量从流体传递至冷却散热器。

又一方面，提供了一种冷却燃气涡轮发动机中的流体的方法。燃气涡轮发动机包括核心发动机、构造成容纳流体的流体储存器，以及具有低于流体的温度的冷却散热器。该方法包括选择具有便于遵循包括流体与冷却散热器之间的热阻的预定传热特性的性能参数的热管。该方法还包括将热管的第一端热联接至流体。该方法还包括将热管的第二端热联接到冷却散热器上。该方法还包括将来自流体的热接收到第一端中。该方法还包括将热经由热管传递至冷却散热器。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机(100)的流体冷却系统(400,500,600)，所述燃气涡轮发动机包括核心发动机(102)和环形风扇壳(202)，所述流体冷却系统包括：

定位在所述燃气涡轮发动机内且构造成容纳流体(408)的流体储存器(402)；

定位在所述燃气涡轮发动机内且具有低于所述流体的温度的冷却散热器(415)；以及

包括第一端(418)、第二端(420)和在其间延伸的管道(422)的热管(416)，所述第二端热联接到所述冷却散热器上，所述第一端热联接到所述流体，其中所述热管便于将热量从所述流体传递至所述冷却散热器。

技术方案2. 根据技术方案1所述的流体冷却系统(400,500,600)，其特征在于，所述流体储存器(402)包括油箱(402)。

技术方案3. 根据技术方案1所述的流体冷却系统(400,500,600)，其特征在于，所述流体(408)包括润滑油(408)。

技术方案4. 根据技术方案1所述的流体冷却系统(400,500,600)，其特征在于，所述流体储存器(402)进一步定位在所述环形风扇壳(202)的径向外部上。

技术方案5. 根据技术方案1所述的流体冷却系统(400,500,600)，其特征在于，所述流体冷却系统(400,500,600)还包括热联接到所述第二端(420)与所述冷却散热器(415)上且在所述第二端与所述冷却散热器之间的至少一个冷凝器(414)。

技术方案6. 根据技术方案1所述的流体冷却系统(400,500,600)，其特征在于，所述流体冷却系统(400,500,600)还包括热联接到所述第一端(418)与所述流体(408)且在所述第一端(418)与所述流体(408)之间的至少一个蒸发器(412)。