[发明专利]隔热板

说明书

一种隔热板，其具有高温侧和低温侧，高温侧位于最靠近热源处。隔热板包括具有热侧脊和冷侧脊的波纹状复合材料芯部。热侧外皮附接至热侧脊以形成多个第一单元格。冷侧外皮附接至冷侧脊以形成多个第二单元格。第一单元格和第二单元格基本上填充有绝热材料，该绝热材料的热导率低于复合材料的热导率。

技术领域

本发明总体上涉及热绝缘系统，其用于保护热敏结构免于可能由于热暴露引起的损坏。更特别地，本发明涉及喷气式发动机和热绝缘系统，其保护喷气式发动机中的较低温度结构或主体免受燃烧区段中产生的热量的影响。

背景技术

喷气式发动机包括位于发动机内中央位置处的燃烧区段或热区段。热区段产生大量热燃烧气体。热区段被环形通道包围，其中空气以远远较低的温度流动通过该环形通道。当今喷气式发动机的热区段通常在500℉至750℉数量级的温度运行，最高900℉的温度也是可以的，以便于产生较低的排放量并实现较高的燃油经济性。

必须保护位于热区段附近的热敏结构和材料免于经受热区段相对较高的温度，以避免损坏。对于由复合材料制成的复合声阻尼结构(例如声学蜂窝板)，这是一个特别的问题，该复合材料使用的基质树脂的最高操作温度在350℉至500℉的数量级。当直接暴露于由热区段所产生的热量时，用于制造通常存在于此类声学蜂窝板中的声学隔膜的材料也可能受到损坏。

一种用于保护温度敏感性喷气式发动机结构免于经受由热区段产生的热量的现有方法是将绝缘结构例如隔热毯放置在热区段和待保护的结构之间。隔热毯减少热量流入到温度敏感性结构的热量中，以提供所需的热保护。隔热毯(通常称为“保温毯”)通常由包含在易燃材料(例如钢箔)中的内部绝缘体组成。绝缘体是疏松的多孔或纤维状填充物材料，其通过用耐热性线(例如玻璃纤维缝线)绗缝而固定在钢箔毯内。

尽管隔热毯提供了足够的热绝缘效果，但它们确实提出许多设计挑战。喷气式发动机的高振动环境会导致玻璃纤维缝线随时间推移而退化。结果，绝缘体的绗缝隔室变得不起作用，从而使得填充物可在毯内移动，导致填充物在某些区域集中，而其它区域则不受保护。因此，典型隔热毯的使用寿命是有限的，必须在指定的时间间隔内进行更换。

还必须移除隔热毯以检查下层结构。这种移除和重新安装过程是耗时的，并且进行多次会导致保温毯由于其非结构性质而被损坏。修理和/或更换损坏的隔热毯可花费显著增加的时间和成本。

另一种方法是用高温聚硅氧烷涂覆热敏结构的高温侧。这种高温聚硅氧烷涂层提供足够的热保护。但是，必须将绝缘涂层刮掉并剥落，以检查其下层结构。这是一个耗时的过程，也会破坏涂层。一旦检查完，必须将新涂层施涂于温度敏感性结构。施涂新的聚硅氧烷涂层是一个耗时的过程，其包括新的高温聚硅氧烷涂层材料的额外成本。

目前需要设计一种用于喷气式发动机的热保护系统，其提供足够的热保护并且在结构上坚固，使得它们比现有的隔热毯持续的时间长。热保护系统还应易于拆卸以进行检查，并易于更换而不会损坏。由于喷气式发动机的独特操作环境以及提供结构坚固且也可形成复杂的弯曲形状的轻质绝缘结构的需要，使这些设计目标尤其困难。

发明内容

根据本发明，发现可使用基于结构上坚固的波纹状芯部和非结构性的绝缘材料的组合的隔热板代替隔热层，以保护喷气式发动机中的热敏结构。隔热板在结构上是坚固的，以避免与非结构性的隔热毯相关的缺点，同时提供足够的热绝缘性。

本发明总体上涉及隔热板，特别涉及位于喷气式发动机热区段周围的隔热板，以保护热敏结构免受这种显著热源的影响。根据本发明所述的隔热板包括芯部，芯部的第一侧最靠近热源且第二侧远离热源。芯部由支撑结构组成，该支撑结构为复合材料的波纹片。所述波纹片具有位于芯部的第一侧的多个热侧脊。所述热侧脊在长度方向上延伸，并具有被隔开热侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘。波纹片还具有位于芯部的第二侧的多个冷侧脊。所述冷侧脊在长度方向上延伸，并具有被隔开冷侧脊宽度的第一脊边缘和第二脊边缘。