一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器

专利检索2026-06-20  4


本发明涉及换热器结构设计,尤其是一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器。


背景技术:

1、随着航空燃气涡轮发动机技术的发展,涡轮前温度进一步提高以获得更优秀的性能,对涡轮叶片等航空发动机热端部件的冷却提出了更高的要求。从压气机出口引出一股空气作为冷却空气对高温部件进行冷却,随着高温部件温度的提高,对冷却空气的品质提出了更高的要求。cca技术对压气机引出的冷却空气进行冷却,使用外涵道空气或者燃油作为冷源与高温冷却空气进行换热,得到品质更高的低温冷却空气。cca技术的核心部件之一是空气-空气换热器与空气-燃油换热器。随着cca技术的发展,对所设计的换热器提出了更高要求,具体体现在:高紧凑度,高结构强度,高振动量级耐受,换热效果好,低重量,能够适应超高温,高压的工况;不同型号的发动机内部的结构空间不同,同类型的发动机也会因尺寸不同而重新设计换热器,需要一种适用范围更广的、结构简单、方便拆装的新型结构换热器。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,能够解决现有技术的不足,结构简单、方便拆装、换热效果好。

2、为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下。

3、一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,包括圆柱形外壳体,圆柱形外壳体内安装有若干个换热模块,所述换热模块内沿圆柱形外壳体轴线排列有若干个输油管,输油管由两个中心对称的阿基米德螺线形状的输油管总成组成,两个输油管总成的内侧端相连接,两个输油管总成的外侧端分别连接有进油管与出油管,进油管与出油管分别连接至设置在圆柱形外壳体外部的两个集油管,相邻输油管总成的间隙中安装有支撑片。

4、作为优选,所述相邻输油管内的燃油流动方向相反。

5、作为优选,所述圆柱形外壳体内安装有5个换热模块,换热模块内设置有5个输油管。

6、作为优选,相邻输油管总成的间隙中安装有4个支撑片,相同间隙中的相邻支撑片相互垂直,支撑片与相邻的进油管或出油管的夹角为45°。

7、作为优选,所述支撑片与输油管总成的卡接处设置有u形卡口。

8、作为优选,所述集油管的轴线截面为半圆形。

9、采用上述技术方案所带来的有益效果在于:

10、本换热器的紧凑度大于300m2/m3,紧凑度高,相同体积情况下具有更大的换热面积,能够更好的满足航空燃气涡轮发动机对内置换热器所占空间的要求。

11、本换热器内部多排输油管之间紧密排列,多排输油管之间的间隙设置u形支撑片结构,提高了换热器结构强度,减小了换热器结构重量,同时能够应对航空发动机内部的高振动量级环境,能够满足航空燃气涡轮发动机提出的高结构强度,高振动量级耐受,低重量的要求。

12、本换热器燃油侧采用阿基米德螺线型细圆弯管,现有阿基米德螺线型换热器仅能实现冷热流体叉流式设计,本换热器通过结构设计,达到局部叉流,整体逆流的效果,大大增强了换热效果,能满足航空发动机对换热器换热性能的要求;圆管结构耐压性能好,能够满足航空发动机内部高压燃油对燃油侧管道结构强度的要求。

13、本换热器采用单元模块化设计,由单个单元换热模块重复堆叠构成,结构简单,分块可组装,方便易拆卸,适用范围广,可满足不同型号不同尺寸航空燃气涡轮发动机的不同应用场景,对于不同尺寸的圆筒形换热器空间只需改变单元换热模块的个数以填充整个空间。

14、本换热器空气侧流程无弯折,流阻小,能够满足航空发动机对空气流动压力损失的要求,同时空气侧空气流道空间分布均匀,防止出现空气走廊,能够保证换热器的正常工作。



技术特征:

1.一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,包括圆柱形外壳体(11),圆柱形外壳体(11)内安装有若干个换热模块(12),其特征在于:所述换热模块(12)内沿圆柱形外壳体(11)轴线排列有若干个输油管(201),输油管(201)由两个中心对称的阿基米德螺线形状的输油管总成(301)组成,两个输油管总成(301)的内侧端相连接,两个输油管总成(301)的外侧端分别连接有进油管(14)与出油管(15),进油管(14)与出油管(15)分别连接至设置在圆柱形外壳体(11)外部的两个集油管(13),相邻输油管总成(301)的间隙中安装有支撑片(202)。

2.根据权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,其特征在于:所述相邻输油管(201)内的燃油流动方向相反。

3.根据权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,其特征在于:所述圆柱形外壳体(11)内安装有5个换热模块(12),换热模块(12)内设置有5个输油管(201)。

4.根据权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,其特征在于:相邻输油管总成(301)的间隙中安装有4个支撑片(202),相同间隙中的相邻支撑片(202)相互垂直,支撑片(202)与相邻的进油管(14)或出油管(15)的夹角为45°。

5.根据权利要求4所述的航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,其特征在于:所述支撑片(202)与输油管总成(301)的卡接处设置有u形卡口。

6.根据权利要求1所述的航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气-燃油换热器,其特征在于:所述集油管(13)的轴线截面为半圆形。


技术总结
本发明公开了一种航空燃气涡轮发动机用阿基米德螺线型空气‑燃油换热器,包括圆柱形外壳体,圆柱形外壳体内安装有若干个换热模块,所述换热模块内沿圆柱形外壳体轴线排列有若干个输油管,输油管由两个中心对称的阿基米德螺线形状的输油管总成组成,两个输油管总成的内侧端相连接,两个输油管总成的外侧端分别连接有进油管与出油管,进油管与出油管分别连接至设置在圆柱形外壳体外部的两个集油管,相邻输油管总成的间隙中安装有支撑片。本发明能够改进现有技术的不足,结构简单、方便拆装、换热效果好。

技术研发人员:付衍琛,徐国强,闻洁,全永凯,董苯思,张博远
受保护的技术使用者:北京航空航天大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-1164154.html

最新回复(0)