本公開內(nèi)容的領(lǐng)域大體上涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣-油的熱交換的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括需要由發(fā)動(dòng)機(jī)油潤滑的構(gòu)件。代表燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要熱源的兩個(gè)此類構(gòu)件是發(fā)動(dòng)機(jī)軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)，如綜合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(idg)或變頻發(fā)電機(jī)(vfg)系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)需要燃料-油冷卻器和空氣-油冷卻器來將油保持在特定溫度極限內(nèi)。已知的空氣-油冷卻器包括緊湊換熱器、表面冷卻器和緊湊板翅式冷卻器(compactbarandplatecoolers)。此類已知的空氣-油冷卻器形成燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的風(fēng)扇殼安裝的油熱管理架構(gòu)的一部分，包括油儲(chǔ)存器和空氣-油冷卻器，以及相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)管和安裝構(gòu)件。

已知的風(fēng)扇殼安裝的油熱管理架構(gòu)可呈現(xiàn)出影響比燃料消耗、性能和維護(hù)效率的顯著尺寸、重量、風(fēng)扇阻力(即，dp/p)和復(fù)雜性成本。此外，使用包括出口導(dǎo)葉(ogv)作為油在內(nèi)部導(dǎo)管中流過其間來在其中冷卻的冷凝器的熱管理架構(gòu)需要保持油壓預(yù)算。此外，已知的空氣-油冷卻器需要增大油壓降預(yù)算來有效地冷卻較高性能燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤滑油。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流體冷卻系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)和環(huán)形風(fēng)扇殼。流體冷卻系統(tǒng)包括定位在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器。系統(tǒng)還包括定位在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于流體的溫度的冷卻散熱器。系統(tǒng)還包括熱管，其包括第一端、第二端和在其間延伸的管道，第二端熱聯(lián)接到冷卻散熱器上，且第一端熱聯(lián)接至流體，其中熱管便于熱量從流體傳遞至冷卻散熱器。

另一方面，提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)、環(huán)形風(fēng)扇殼，以及冷卻流體系統(tǒng)。流體冷卻系統(tǒng)包括定位在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器。系統(tǒng)還包括定位在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于流體的溫度的冷卻散熱器。系統(tǒng)還包括熱管，其包括第一端、第二端和在其間延伸的管道，第二端熱聯(lián)接到冷卻散熱器上，且第一端熱聯(lián)接至流體，其中熱管便于熱量從流體傳遞至冷卻散熱器。

又一方面，提供了一種冷卻燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體的方法。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)、構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器，以及具有低于流體的溫度的冷卻散熱器。該方法包括選擇具有便于遵循包括流體與冷卻散熱器之間的熱阻的預(yù)定傳熱特性的性能參數(shù)的熱管。該方法還包括將熱管的第一端熱聯(lián)接至流體。該方法還包括將熱管的第二端熱聯(lián)接到冷卻散熱器上。該方法還包括將來自流體的熱接收到第一端中。該方法還包括將熱經(jīng)由熱管傳遞至冷卻散熱器。

技術(shù)方案1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)(102)和環(huán)形風(fēng)扇殼(202)，所述流體冷卻系統(tǒng)包括：

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體(408)的流體儲(chǔ)存器(402)；

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于所述流體的溫度的冷卻散熱器(415)；以及

包括第一端(418)、第二端(420)和在其間延伸的管道(422)的熱管(416)，所述第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上，所述第一端熱聯(lián)接到所述流體，其中所述熱管便于將熱量從所述流體傳遞至所述冷卻散熱器。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器(402)包括油箱(402)。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述流體(408)包括潤滑油(408)。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器(402)進(jìn)一步定位在所述環(huán)形風(fēng)扇殼(202)的徑向外部上。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)還包括熱聯(lián)接到所述第二端(420)與所述冷卻散熱器(415)上且在所述第二端與所述冷卻散熱器之間的至少一個(gè)冷凝器(414)。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)還包括熱聯(lián)接到所述第一端(418)與所述流體(408)且在所述第一端(418)與所述流體(408)之間的至少一個(gè)蒸發(fā)器(412)。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述冷卻散熱器(415)包括環(huán)形風(fēng)扇殼(202)、環(huán)形內(nèi)殼體(316)、出口導(dǎo)葉(ogv)(302)和推力連桿支承件(602)。

技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述冷卻散熱器(415)包括出口導(dǎo)葉(ogv)(302)，所述ogv包括限定在其內(nèi)的腔(415)，所述腔構(gòu)造成便于將所述熱管(416)定位在所述ogv內(nèi)。

技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其特征在于，所述第一端(418)包括增大的表面面積(418)。

技術(shù)方案10.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，包括：

核心發(fā)動(dòng)機(jī)(102)；

環(huán)形風(fēng)扇殼(202)；

流體冷卻系統(tǒng)(400,500,600)，其包括：

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體(408)的流體儲(chǔ)存器(402)；

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于所述流體的溫度的冷卻散熱器(415)；

包括第一端(418)、第二端(420)和在其間延伸的管道(422)的熱管(416)，所述第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上，所述第一端熱聯(lián)接到所述流體，其中所述熱管便于將熱量從所述流體傳遞至所述冷卻散熱器。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器(402)包括油箱(402)，并且所述流體(408)包括潤滑油(408)。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器(402)進(jìn)一步定位在所述環(huán)形風(fēng)扇殼(202)的徑向外部上。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括以下至少一者：

熱聯(lián)接到所述第二端(420)與所述冷卻散熱器(415)上且在所述第二端(420)與所述冷卻散熱器(415)之間的至少一個(gè)冷凝器(414)；以及

熱聯(lián)接到所述第一端(418)與所述流體(408)且在所述第一端(418)與所述流體(408)之間的至少一個(gè)蒸發(fā)器(412)。

技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，其特征在于，所述冷卻散熱器(415)包括所述環(huán)形風(fēng)扇殼(202)、環(huán)形內(nèi)殼體(316)、出口導(dǎo)葉(ogv)和推力連桿支承件。

技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述冷卻散熱器包括出口導(dǎo)葉(ogv)(302)，所述ogv包括限定在其內(nèi)的腔(415)，所述腔構(gòu)造成便于將所述熱管(416)定位在所述ogv內(nèi)。

實(shí)施方案1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流體冷卻系統(tǒng)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)和環(huán)形風(fēng)扇殼，所述流體冷卻系統(tǒng)包括：

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器；

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于所述流體的溫度的冷卻散熱器；以及

包括第一端、第二端和在其間延伸的管道的熱管，所述第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上，所述第一端熱聯(lián)接到所述流體，其中所述熱管便于將熱量從所述流體傳遞至所述冷卻散熱器。

實(shí)施方案2.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器包括油箱。

實(shí)施方案3.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述流體包括潤滑油。

實(shí)施方案4.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器進(jìn)一步定位在所述環(huán)形風(fēng)扇殼的徑向外部上。

實(shí)施方案5.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述流體冷卻系統(tǒng)還包括熱聯(lián)接到所述第二端與所述冷卻散熱器上且在所述第二端與所述冷卻散熱器之間的至少一個(gè)冷凝器。

實(shí)施方案6.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述流體冷卻系統(tǒng)還包括熱聯(lián)接到所述第一端與所述流體且在所述第一端與所述流體之間的至少一個(gè)蒸發(fā)器。

實(shí)施方案7.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻散熱器包括環(huán)形風(fēng)扇殼、環(huán)形內(nèi)殼體、出口導(dǎo)葉(ogv)和推力連桿支承件。

實(shí)施方案8.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻散熱器包括出口導(dǎo)葉(ogv)，所述ogv包括限定在其內(nèi)的腔，所述腔構(gòu)造成便于將所述熱管定位在所述ogv內(nèi)。

實(shí)施方案9.根據(jù)實(shí)施方案1所述的流體冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述第一端包括增大的表面面積。

實(shí)施方案10.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括：

核心發(fā)動(dòng)機(jī)；

環(huán)形風(fēng)扇殼；

流體冷卻系統(tǒng)，其包括：

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器；

定位在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)且具有低于所述流體的溫度的冷卻散熱器；

包括第一端、第二端和在其間延伸的管道的熱管，所述第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上，所述第一端熱聯(lián)接到所述流體，其中所述熱管便于將熱量從所述流體傳遞至所述冷卻散熱器。

實(shí)施方案11.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器包括油箱，并且所述流體包括潤滑油。

實(shí)施方案12.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述流體儲(chǔ)存器進(jìn)一步定位在所述環(huán)形風(fēng)扇殼的徑向外部上。

實(shí)施方案13.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)還包括熱聯(lián)接到所述第二端與所述冷卻散熱器上且在所述第二端與所述冷卻散熱器之間的至少一個(gè)冷凝器。

實(shí)施方案14.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述流體冷卻系統(tǒng)還包括熱聯(lián)接到所述第一端與所述流體且在所述第一端與所述流體之間的至少一個(gè)蒸發(fā)器。

實(shí)施方案15.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述冷卻散熱器包括所述環(huán)形風(fēng)扇殼、環(huán)形內(nèi)殼體、出口導(dǎo)葉(ogv)和推力連桿支承件。

實(shí)施方案16.根據(jù)實(shí)施方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述冷卻散熱器包括出口導(dǎo)葉(ogv)，所述ogv包括限定在其內(nèi)的腔，所述腔構(gòu)造成便于將所述熱管定位在所述ogv內(nèi)。

實(shí)施方案17.一種冷卻燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體的方法，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括核心發(fā)動(dòng)機(jī)、構(gòu)造成容納流體的流體儲(chǔ)存器以及具有低于所述流體的溫度的冷卻散熱器，所述方法包括：

選擇具有便于遵循包括所述流體與所述冷卻散熱器之間的熱阻的預(yù)定傳熱特性的性能參數(shù)的熱管；

將所述熱管的第一端熱聯(lián)接到所述流體；

將所述熱管的第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上；

將來自所述流體的熱接收到所述第一端中；以及

將熱經(jīng)由所述熱管傳遞至所述冷卻散熱器。

實(shí)施方案18.根據(jù)實(shí)施方案17所述的方法，其特征在于，將所述熱管的第一端熱聯(lián)接到所述流體包括限定所述第一端中的增大的表面面積，以便于將熱經(jīng)由所述熱管傳遞至所述冷卻散熱器。

實(shí)施方案19.根據(jù)實(shí)施方案17所述的方法，其特征在于，將所述熱管的第二端熱聯(lián)接到所述冷卻散熱器上包括將所述第二端熱聯(lián)接到環(huán)形風(fēng)扇殼、環(huán)形內(nèi)殼體、外導(dǎo)葉和推力連桿支承件上。

實(shí)施方案20.根據(jù)實(shí)施方案17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將蒸發(fā)器熱聯(lián)接所述第一端與所述流體且在所述第一端與所述流體之間；和

將冷凝器熱聯(lián)接到所述第二端和所述冷卻散熱器上且在所述第二端與所述冷卻散熱器之間。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本公開內(nèi)容的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，附圖中相似的標(biāo)號(hào)表示附圖各處相似的部分，在附圖中：

圖1至圖6示出了本文所述的設(shè)備和方法的示例性實(shí)施例。

圖1為示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的簡圖。

圖2為可用用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的示例性環(huán)形風(fēng)扇殼的前到后的透視圖。

圖3為可用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的示例性風(fēng)扇模塊的后到前的透視圖。

圖4為可用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體儲(chǔ)存器的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖。

圖5為可結(jié)合圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使用的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。

圖6為可用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的油箱的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)的備選實(shí)施例的后到前的透視圖。

盡管各種實(shí)施例的特定特征可在一些圖中示出且在其它圖中未示出，但這僅是為了方便。附圖的任何特征可在與任何其它附圖的任何特征組合參照和/或要求保護(hù)。

除非另外指出，否則本文提供的附圖意在示出本公開內(nèi)容的實(shí)施例的特征。這些特征認(rèn)作是適用于包括本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的多種系統(tǒng)。因此，附圖不意在包括本文公開的實(shí)施例的實(shí)施所需的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的所有常規(guī)特征。

零件清單：

100燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

102核心發(fā)動(dòng)機(jī)

104高壓壓縮機(jī)(hpc)

106燃燒器組件

108高壓渦輪(hpt)

110核心發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子

112核心發(fā)動(dòng)機(jī)軸

113核心整流罩(corecowl)

114核心整流罩下的空間(coreundercowlspace)

116風(fēng)扇

118低壓渦輪(lpt)

120動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子

121前

122中心軸線

123后

124動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)軸

126空氣入口

128機(jī)艙

130旁通導(dǎo)管

132排氣出口

202環(huán)形風(fēng)扇殼

204入口唇部

206內(nèi)壁

208外壁

300風(fēng)扇模塊

302出口導(dǎo)葉(ogv)

304根部

306末梢

308前緣

310后緣

312相對(duì)側(cè)

314相對(duì)側(cè)

316環(huán)形內(nèi)殼體

400被動(dòng)熱管理系統(tǒng)

402儲(chǔ)存器

404入口

406出口

408流體

410熱源

412蒸發(fā)器

414冷凝器

415冷卻散熱器

416熱管

418第一端

420第二端

422管道

423密封孔口

500被動(dòng)熱管理系統(tǒng)

600被動(dòng)熱管理系統(tǒng)

602推力連桿支承件(thrustlinksupport)。

具體實(shí)施方式

在以下說明書和權(quán)利要求中，將參照一定數(shù)目的用語，它們應(yīng)當(dāng)限定為具有以下意義。

單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"該"包括復(fù)數(shù)對(duì)象，除非上下文清楚地另外指出。

"可選"或"可選地"意思是隨后描述的事件或情形可發(fā)生或可不發(fā)生，且描述包括事件發(fā)生的情況，以及其不發(fā)生的情況。

如本文在說明書和權(quán)利要求各處使用的近似語言可用于修飾可允許在不導(dǎo)致其涉及的基本功能的變化的情況下改變的任何數(shù)量表達(dá)。因此，由一個(gè)或多個(gè)用語如"大約"、"大概"和"大致"修飾的值不限于指定的準(zhǔn)確值。在至少一些情況中，近似語言可對(duì)應(yīng)于用于測量值的器具的精度。這里和說明書和權(quán)利要求各處，范圍限制可組合和/或互換，且此范圍被識(shí)別且包括包含在其中的所有子范圍，除非上下文或語言另外指出。

以下詳細(xì)描述通過舉例示出了本公開內(nèi)容的實(shí)施例，且不是通過限制的方式。構(gòu)想出了本公開內(nèi)容總體應(yīng)用于使用熱管來用于將來自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的流體的熱傳遞至其較冷部分的方法及系統(tǒng)。

本文所述的用于使用熱管來熱集成油儲(chǔ)存器和多個(gè)出口導(dǎo)葉(ogv)的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例便于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間將發(fā)動(dòng)機(jī)油保持在預(yù)定溫度極限內(nèi)。另外，本文所述的使用熱管來用于熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的系統(tǒng)和方法通過減少構(gòu)件的數(shù)量、尺寸和重量而簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)油熱管理架構(gòu)。此外，本文所述的使用熱管來用于熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的系統(tǒng)和方法允許減小比燃料消耗(sfc)、減小風(fēng)扇阻力、提高性能，且簡化燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)。此外，本文所述的使用熱管來熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的系統(tǒng)和方法便于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤滑油的有效熱交換，而不需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)油壓。

圖1為示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的簡圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100包括氣體發(fā)生器或核心發(fā)動(dòng)機(jī)102，其包括在圍繞核心發(fā)動(dòng)機(jī)軸112旋轉(zhuǎn)的核心發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子110上成軸向串流關(guān)系的高壓壓縮機(jī)(hpc)104、燃燒器組件106和高壓渦輪(hpt)108。hpc104、燃燒器組件106、hpt108、核心發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子110和核心發(fā)動(dòng)機(jī)軸112位于核心整流罩下的空間114內(nèi)的核心整流罩113的徑向內(nèi)側(cè)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括在動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子120上成軸向流動(dòng)關(guān)系布置的低壓壓縮機(jī)或風(fēng)扇116和低壓渦輪(lpt)118。

在示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的操作期間，空氣沿中心軸線122從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的前121端流至后123端，且壓縮空氣供應(yīng)至hpc104。高度壓縮的空氣輸送至燃燒器組件106。排出氣體從燃燒器組件106流動(dòng)(圖1中未示出)，且驅(qū)動(dòng)hpt108和lpt118。動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)軸124驅(qū)動(dòng)動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子120和風(fēng)扇116。另外，在示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中，位于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的前121端處的初始空氣入口126包括限定其周向邊界的機(jī)艙128。機(jī)艙128至少部分地包繞核心發(fā)動(dòng)機(jī)102。另外，機(jī)艙128限定風(fēng)扇116后的旁通導(dǎo)管130的徑向外壁。在旁通導(dǎo)管130內(nèi)的是核心整流罩113，以及上文所述的核心整流罩下方的空間114內(nèi)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的構(gòu)件。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100各處，未示出的各種類型的閥存在，且控制各種液體和氣體的流動(dòng)，包括而不限于潤滑油、冷卻劑、燃料、進(jìn)入空氣和排出氣體。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中的至少一些閥形成流體與氣體之間的溫度梯度，由此在閥的一側(cè)上的流體和氣體處于高于或低于閥的另一側(cè)的溫度。此外，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100包括后123端處的排氣出口132。

圖2為可在圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中使用的示例性環(huán)形風(fēng)扇殼202的前到后的透視圖。機(jī)艙128設(shè)置在環(huán)形風(fēng)扇殼202前方121。機(jī)艙128具有大體上"u"形截面，具有限定入口唇部204的彎曲部分、沿大體上軸向方向從入口唇部204向后123延伸的內(nèi)壁206，以及沿大體上軸向方向從入口唇部204向后123延伸的外壁208。環(huán)形風(fēng)扇殼202構(gòu)造成包繞風(fēng)扇116(圖2中未示出)。內(nèi)壁206形成用于空氣進(jìn)入空氣入口126的流動(dòng)通路，且外壁208暴露于外部空氣流。

圖3為可用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中的示例性風(fēng)扇模塊300的后到前的透視圖。風(fēng)扇模塊300包括多個(gè)出口導(dǎo)葉(ogv)302，其聯(lián)接到核心整流罩113和機(jī)艙128(圖3中未示出)上，且設(shè)置在環(huán)形風(fēng)扇殼202內(nèi)。多個(gè)ogv302中的各個(gè)ogv均包括根部304、末梢306、前緣308、后緣310，以及相對(duì)側(cè)312和314。ogv302為翼型件形狀，且定位和定向成從流出未示出的上游風(fēng)扇的空氣流除去切向旋流分量。

在操作中，在示例性風(fēng)扇模塊300中，ogv302用作連接核心整流罩113和機(jī)艙128的結(jié)構(gòu)部件(有時(shí)稱為"風(fēng)扇支柱")。在未示出的備選實(shí)施例中，這些支承件功能可由其它或附加構(gòu)件提供。ogv302由具有經(jīng)得起預(yù)期操作負(fù)載的足夠強(qiáng)度且可形成為期望形狀的任何材料構(gòu)成。ogv302的導(dǎo)熱材料的使用加強(qiáng)了未示出的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中的熱傳遞。

圖4為可用于圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中的流體儲(chǔ)存器402的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400的示例性實(shí)施例的示意圖。在示例性實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400包括至少一個(gè)流體儲(chǔ)存器402，其包括但不限于容納潤滑油的油箱。僅舉例來說，流體儲(chǔ)存器402包括入口404和出口406。流體儲(chǔ)存器402將流體408容納在其中，例如，潤滑油。另外，在示例性實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400包括至少一個(gè)熱源410，包括但不限于熱液體，如，來自需要潤滑的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的各種構(gòu)件的潤滑油。此外，在示例性實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400包括熱聯(lián)接至流體408的至少一個(gè)蒸發(fā)器412，以及熱聯(lián)接到冷卻散熱器415上的至少一個(gè)冷凝器414。

另外，在示例性實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400包括至少一個(gè)熱管416。熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412和冷凝器414上且在蒸發(fā)器412與冷凝器414之間。此外，在示例性實(shí)施例中，熱管416包括第一端418、第二端420以及在其間延伸的管道422。熱管416經(jīng)由密封孔口423延伸到流體儲(chǔ)存器402的內(nèi)部中，密封孔口423構(gòu)造成防止流體408和壓力中的至少一者從流體儲(chǔ)存器402的內(nèi)部泄漏。各個(gè)熱管416的至少第一部分以未示出的適合絕熱物包覆。各個(gè)第二端420的至少第二部分未絕熱。第一端418設(shè)置在蒸發(fā)器412上或內(nèi)，且熱聯(lián)接到其上。第二端420設(shè)置在冷凝器414上或內(nèi)，且熱聯(lián)接到其上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，蒸發(fā)器412和冷凝器414不是單獨(dú)的構(gòu)件，而是分別整體形成為第一端418和第二端420的部分。在未示出的又一些實(shí)施例中，不提供蒸發(fā)器412和冷凝器414中的至少一者，且熱管416熱聯(lián)接到熱源410與冷卻散熱器415上且在熱源410與冷卻散熱器415之間(位于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的至少一部分上，包括而不限于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100外側(cè)的位置，其具有低于如下文參照圖5進(jìn)一步示出和描述的熱源410的溫度)。在未示出的又一些實(shí)施例中，第一端418附近的熱管416的至少一部分盤繞來便于增大用于在熱流體408與熱管416之間的熱交換的表面面積(相對(duì)于非盤繞的第一端418)。

在操作中，在示例性實(shí)施例中，第一端418和第二端420分別安裝在蒸發(fā)器412和冷凝器414內(nèi)或上，以便于其間的熱交換。另外，在示例性實(shí)施例的操作中，熱源410和流體408中的至少一者處于高于冷凝器414的溫度，包括而不限于由于冷凝器位于更遠(yuǎn)離燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100或在具有低于熱源410和流體408中的至少一者的溫度的其區(qū)域中。在那些情況下，來自熱源410的熱從第一端418到第二端420傳送穿過熱管416。

另外，在示例性實(shí)施例的操作期間，各個(gè)熱管416均具有帶閉合端的長形外壁，它們一起限定腔(圖4中未示出)。腔襯有圖4中未示出的毛細(xì)結(jié)構(gòu)或芯，且容納工作流體(其與容納在流體儲(chǔ)存器402內(nèi)的流體408不是相同流體)。各種工作流體如氣體、水、有機(jī)物質(zhì)、相變材料和低熔點(diǎn)金屬已知用于熱管416中。熱管416高效傳熱。熱管416的數(shù)量、長度、直徑、形狀、工作流體和其它性能參數(shù)基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間以及滲回狀態(tài)(soakbackcondition)期間的期望傳熱程度來選擇。此外，在示例性實(shí)施例的操作中，熱管416、蒸發(fā)器412和冷凝器414的特征(包括而不限于其形狀、長度、直徑和厚度)可改變，以允許其在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)的獨(dú)立定向和放置。因此，取決于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)的具體應(yīng)用，用于熱管416的獨(dú)立設(shè)計(jì)可需要較強(qiáng)的毛細(xì)作用來確保足夠的冷凝物返回。

此外，在示例性實(shí)施例的操作中，來自熱源410的熱循環(huán)到蒸發(fā)器412中，在該處，其加熱熱管416的第一端418。熱管416內(nèi)的工作流體吸收此熱且蒸發(fā)。由此生成的蒸氣然后行進(jìn)穿過熱管416內(nèi)的腔，且在第二端420處冷凝，從而將熱從熱源410傳遞至冷凝器414附近的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的較冷區(qū)域。冷凝的工作流體然后從第二端420輸送(包括而不限于毛細(xì)作用)回燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的較熱區(qū)域處的第一端418，包括而不限于容納在流體儲(chǔ)存器402內(nèi)的熱源410和流體408中的至少一者，從而完成回路。此外，在示例性實(shí)施例的操作中，取決于加熱速率，從熱源410到冷凝器414的所得的熱傳遞便于被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400提供冷凝器414附近的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的區(qū)域中的冰形成(即，防結(jié)冰)和除冰的至少一者的有效防范。此外，在示例性實(shí)施例的操作中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)400是被動(dòng)的，且因此密封，且不需要閥。包括而不限于熱管416的數(shù)量、尺寸和位置的設(shè)計(jì)參數(shù)可選擇成按需要提供除熱和傳熱，且此設(shè)計(jì)參數(shù)可改變來便于遵循包括熱源410與冷卻散熱器415之間的熱阻的預(yù)定傳熱特性。

此外，在示例性實(shí)施例的操作中，取決于選擇的準(zhǔn)確構(gòu)造，系統(tǒng)性能可僅用于防結(jié)冰或除冰。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)部分中不期望的熱，且將此熱用在發(fā)動(dòng)機(jī)的另一部分中的需要位置，避免了與已知冷卻系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的損失和對(duì)單獨(dú)的防結(jié)冰熱源的需要兩者。

圖5為可結(jié)合圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100使用的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)500的示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。在示例性實(shí)施例中，流體儲(chǔ)存器402體現(xiàn)在安裝于環(huán)形風(fēng)扇殼202的徑向向外部分上的油箱中。如上文參照圖4所示和所述，流體儲(chǔ)存器402容納流體408(例如，潤滑油)，其中熱流體408從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中的別處經(jīng)由入口404循環(huán)至儲(chǔ)存器402。在經(jīng)由入口404進(jìn)入儲(chǔ)存器402時(shí)，流體408(例如，熱油)處于第一溫度。流體408然后與熱管416的第一端418交換其中包含的熱，由此流體408在流出儲(chǔ)存器402來再循環(huán)回燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的各種構(gòu)件之前冷卻至第二溫度(低于第一溫度)。流體408在其流過燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100且在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)操作時(shí)得到熱。另外，在示例性實(shí)施例中，冷卻散熱器415體現(xiàn)在ogv302中，其由于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的物理?xiàng)l件而處于第三溫度(低于第一溫度和第二溫度兩者)，物理?xiàng)l件包括而不限于離核心發(fā)動(dòng)機(jī)102(圖5中僅示出了其一部分)的距離，以及對(duì)初始空氣入口126和風(fēng)扇116后123的冷卻空氣流動(dòng)通路的暴露。

另外，在示例性實(shí)施例中，熱管416定位在ogv302的構(gòu)造材料內(nèi)，包括而不限于本文限定的管狀腔(圖5中未示出)。在未示出的其它實(shí)施例中，熱管416未定位在ogv302內(nèi)，而是定位在ogv302的相對(duì)側(cè)312和314中的一個(gè)或兩個(gè)上，這將在下文中參照圖5來進(jìn)一步示出和描述。圖5中包括附加的特征部件，以便圖1與圖1至圖4的交叉參照。

在操作中，在示例性實(shí)施例中，熱源410、流體408和流體儲(chǔ)存器402中的至少一者在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的操作期間(包括滲回期間)處于高于ogv302的溫度下。因此，ogv302是第二端420和冷凝器414(圖5中未示出)中的至少一者熱聯(lián)接到其上的冷卻散熱器415。如上文參照圖4所示和所述，熱源410將熱量經(jīng)由流體408傳遞至第一端418，因此加熱熱管416的第一端418。熱量經(jīng)由熱管416傳送至熱聯(lián)接到ogv302上的較冷的第二端420上，因此被動(dòng)地冷卻容納在流體儲(chǔ)存器402內(nèi)的流體408。

圖6為可在圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100中使用的油箱的被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600的備選實(shí)施例的后到前的透視圖。在備選實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600包括聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的至少一部分上的至少一個(gè)流體儲(chǔ)存器402。另外，在備選實(shí)施例中，流體儲(chǔ)存器402體現(xiàn)在容納潤滑油的油箱中，且安裝在環(huán)形風(fēng)扇殼202的徑向外部上。如上文參照圖4所示和所述，至少一個(gè)熱源410熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412上。此外，在備選實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100還包括推力連桿支承件602。被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600還包括在其面向后123的部分處聯(lián)接到推力連桿支承件602的至少一部分上的至少一個(gè)冷凝器414。環(huán)形內(nèi)殼體316在其徑向外部處聯(lián)接到推力連桿支承件602上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，冷凝器414單獨(dú)地或與其至少一個(gè)面向后123的部分組合地?zé)崧?lián)接到推力連桿支承件602的未示出的至少一個(gè)面向121的部分上。

另外，在備選實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600包括至少一個(gè)熱管416。如上文參照圖4所示和所述，熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412與冷凝器414上且在蒸發(fā)器412與冷凝器414之間。蒸發(fā)器412熱聯(lián)接到熱源410上(例如，流體儲(chǔ)存器402內(nèi)容納的熱流體408)。在未示出的其它備選實(shí)施例中，熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412上，且還聯(lián)接到熱源410上。此外，在備選實(shí)施例中，熱管416還聯(lián)接到推力連桿支承件602、環(huán)形內(nèi)殼體316、環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，熱管416未聯(lián)接到推力連桿支承件602、環(huán)形內(nèi)殼體316、環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上，而是聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上，或作為備選，未聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上。

此外，在備選實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600包括熱聯(lián)接到設(shè)置在環(huán)形風(fēng)扇殼202與環(huán)形內(nèi)殼體316之間的至少一個(gè)ogv302的相對(duì)側(cè)312和314中的至少一者上的至少一個(gè)冷凝器414。此外，在備選實(shí)施例中，如上文參照圖4所示和所述，熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412和冷凝器414上且在蒸發(fā)器412與冷凝器414之間。此外，在備選實(shí)施例中，熱管416還聯(lián)接到環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，熱管416未聯(lián)接到環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上，而是聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上，或作為備選，未聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上。

此外，在備選實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600包括聯(lián)接到環(huán)形內(nèi)殼體316的至少一部分上的至少一個(gè)冷凝器414，包括但不限于其徑向外表面上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，至少一個(gè)冷凝器414單獨(dú)地或與其至少一個(gè)徑向外表面組合地?zé)崧?lián)接到環(huán)形內(nèi)殼316的徑向內(nèi)表面的至少一部分上。如上文參照圖4所示和所述，熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412與冷凝器414上且在蒸發(fā)器412與冷凝器414之間。此外，在備選實(shí)施例中，熱管416還聯(lián)接到環(huán)形內(nèi)殼體316、環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上。在未示出的其它備選實(shí)施例中，熱管416未聯(lián)接到環(huán)形內(nèi)殼體316、環(huán)形風(fēng)扇殼202和ogv302中的至少一者上，而是聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上，或作為備選，未聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的其它部分上。

此外，在備選實(shí)施例中，被動(dòng)熱管理系統(tǒng)600包括聯(lián)接到環(huán)形風(fēng)扇殼202的至少一部分上的至少一個(gè)冷凝器414，包括但不限于其徑向內(nèi)表面上。如上文參照圖4所示和所述，熱管416熱聯(lián)接到蒸發(fā)器412與冷凝器414上且在蒸發(fā)器412與冷凝器414之間。另外，在備選實(shí)施例中，至少一個(gè)熱管416熱聯(lián)接到冷凝器414與至少一個(gè)蒸發(fā)器412上且在冷凝器414與至少一個(gè)蒸發(fā)器412之間，冷凝器414熱聯(lián)接到環(huán)形內(nèi)殼體316、ogv302、推力連桿支承件602、環(huán)形風(fēng)扇殼202和它們的組合上，且至少一個(gè)蒸發(fā)器412聯(lián)接到至少一個(gè)流體儲(chǔ)存器402上的至少一個(gè)熱源410上，其連接到環(huán)形風(fēng)扇殼202的徑向外側(cè)部分上。

在操作中，在備選實(shí)施例中，熱源410(即，容納在流體儲(chǔ)存器402內(nèi)的熱流體408)在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)100的典型操作狀態(tài)期間(包括滲回期間)溫度高于推力連桿支承件602、ogv302、環(huán)形風(fēng)扇殼202和環(huán)形內(nèi)殼體316。因此，推力連桿支承件602、ogv302、環(huán)形內(nèi)殼體316和環(huán)形內(nèi)殼體316是冷凝器414熱聯(lián)接到其上的冷卻散熱器415。如上文參照圖4所述，熱源410將熱傳遞至蒸發(fā)器412和熱管416的第一端418中的至少一者。蒸發(fā)器412加熱熱管416的第一端418。熱經(jīng)由熱管416傳送至聯(lián)接到推力連桿支承件602、ogv302、環(huán)形風(fēng)扇殼202和環(huán)形內(nèi)殼體316中的至少一者上的冷凝器414附近的較冷的第二端420，因此被動(dòng)地冷卻容納在流體儲(chǔ)存器402內(nèi)的流體408。

使用熱管來用于熱集成油儲(chǔ)存器和多個(gè)ogv的系統(tǒng)和方法的上述實(shí)施例有效地便于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間將發(fā)動(dòng)機(jī)油保持在預(yù)定溫度極限內(nèi)。另外，使用熱管來用于熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的上述系統(tǒng)和方法通過減少構(gòu)件的數(shù)量、尺寸和重量而簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)油熱管理架構(gòu)。此外，使用熱管來用于熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的上述系統(tǒng)和方法允許減小sfc、減小風(fēng)扇阻力、提高性能，且簡化燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)。此外，使用熱管來熱集成油儲(chǔ)存器和ogv的上述系統(tǒng)和方法便于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤滑油的有效熱交換，而不需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)油壓。

上文詳細(xì)描述了使用熱管來熱集成油箱和ogv的示例性系統(tǒng)、設(shè)備和方法。所示設(shè)備不限于本文所述的特定實(shí)施例，而相反，各個(gè)構(gòu)件可獨(dú)立地且與本文所述的其它構(gòu)件分開使用。各個(gè)系統(tǒng)構(gòu)件還可與其它系統(tǒng)構(gòu)件組合使用。

本書面描述使用了實(shí)例來描述本公開內(nèi)容，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍竟_內(nèi)容，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何并入的方法。本公開內(nèi)容的專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)施例具有并非不同于權(quán)利要求的書面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的書面語言無實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望此類其它實(shí)例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。