[发明专利]燃气涡轮发动机导叶换热器和燃气涡轮发动机出口导叶

说明书

燃气涡轮发动机导叶换热器具有导叶换热器，导叶换热器包括设置在翼型件内的电铸换热器管或换热器芯中的电铸流体通道。非可燃导热液体或非金属泡沫可填充管或芯与翼型件间的空间。流体回路可包括电铸换热器管或换热器芯内的通道，并从入口歧管延伸至出口歧管来将流体或油引导穿过通道，并包括连接到入口歧管上来用于接收流入入口歧管中的流体或油的流体或油供应入口，及连接到流体或油供应出口上来用于排出流出流体或油出口歧管的流体或油的流体或油供应出口。换热器管或换热器芯、入口歧管、出口歧管、供应入口和供应出口可一体地且整体地电铸在一起。本发明也涉及燃气涡轮发动机出口导叶、燃气涡轮发动机和用于制作燃气涡轮发动机导叶的方法。

技术领域

本发明大体上涉及燃气涡轮发动机涡轮油冷却，且更确切地涉及包含用于冷却油或其它流体的换热器的出口导叶。

背景技术

燃气涡轮发动机通常设有用于润滑和冷却各种发动机部件(如，轴承、变速箱、发电机等)的循环油系统。在操作中，油吸收大量热，热必须排放到外部环境，以便将油保持在可接受的温度。发电机油冷却通常使用一个或多个空气-油换热器，其有时与复杂冷却网络中的燃料-油换热器和燃料回流至箱系统串联。

也称为砖冷却器或表面冷却器的紧凑换热器已经用于此冷却，但两者都具有风扇空气阻力损失。已经提出油冷却回路包括发动机中的轮叶且具体是在风扇出口导叶(OGV)中的空气-油换热器。使用OGV作为换热器是穿过OGV的零风扇空气压力损失，因为油在OGV内传送。由于OGV没有翅片(与砖冷却器或表面冷却器相比，交换面积较小)，故将需要许多OGV来冷却发动机油或发电机油。OGV内的细通道中传送油不是自由的，且可通过OGV通道内的油压降完成。使用许多OGV将需要比油润滑系统或集成驱动发电机(IDG)或变频发电机(VFG)油系统中的现有或预算的更大油压降。因此，非常需要使用许多OGV作为换热器并且能够满足空气-油冷却器油压降要求的油冷却系统和回路。它们昂贵且难以制造，因此也很需要廉价、相对不复杂且更容易制造的方法。特别需要一种制造具有集成换热器的风扇出口导叶(OGV)的方法。

发明内容

燃气涡轮发动机导叶换热器包括设置在翼型件内的电铸换热器管或换热器芯中的电铸流体通道。

不可燃的导热液体可填充电铸换热器管或换热器芯与翼型件之间的空间。该空间可为实心的并填充有金属。电铸换热器管具有大约0.030英寸到0.1英寸的范围中的沉积壁厚(WT)。

燃气涡轮发动机导叶换热器可具有包括电铸换热器管或换热器芯内的通道的流体回路，流体回路从入口歧管延伸至出口歧管来将流体或油引导穿过通道，包括连接到入口歧管上来用于接收流入入口歧管中的流体或油的流体或油供应入口，以及连接到流体或油供应出口上来用于排出流出流体或油出口歧管的流体或油的流体或油供应出口。换热器管或换热器芯、入口歧管、出口歧管、供应入口和供应出口所有都可一体地且整体地电铸在一起。

一种燃气涡轮发动机具有圆形排的风扇出口导叶，风扇出口导叶延伸穿过环形风扇壳与位于风扇壳的径向内侧的内毂之间的风扇流径，燃气涡轮发动机可具有风扇出口导叶中的一个或多个中的每一个中的导叶换热器，其包括设置在翼型件内的电铸换热器管或换热器芯中的电铸流体通道，以及支承导叶换热器的外端部凸缘和内端部凸缘。

一种用于制作燃气涡轮发动机导叶的方法可包括电铸用于燃气涡轮发动机导叶换热器的换热器管或换热器芯中的流体或油通道。电铸包括制作流体或油通道的第一模具、将金属或合金电沉积到第一模具上，以及化学地移除或熔化第一模具且留下换热器管或换热器芯和其中的通道。该方法还可包括将换热器管或换热器芯置于铸造模具中，将铝或合金倒入铸造模具中，在铸造模具中固化铝或合金，以及将固化的铝或合金轮廓磨削成包括外端部凸缘和内端部凸缘的燃气涡轮发动机导叶。铸造模具的至少一部分包括燃气涡轮发动机导叶的翼型件形状。

该方法可包括用非可燃导热液体或在将铝或合金倒入铸造模具中时用铝或合金填充电铸换热器管或换热器芯与燃气涡轮发动机导叶的翼型件之间的空间。