ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Для настоящей заявки на патент испрашивается приоритет по европейской заявке на патент № 18187435.5, поданной 08.06.2018, описание которой включено путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение касается теплообменника для летательного аппарата, в частности вертолета.
Более конкретно, теплообменник представляет собой газожидкостный теплообменник, в показанном случае - воздушно-масляный.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Как известно, вертолеты, как правило, оборудуются множеством трансмиссионных блоков, которые адаптированы для передачи движущей силы от одной или нескольких турбин на главный и/или хвостовой винт, и/или от турбины на множество вспомогательных устройств, предназначенных, например, для обеспечения электропитания, необходимого для работы пилотажно-навигационных приборов.
В известных образцах конструкции смазочная текучая среда (обычно масло) циркулирует внутри трансмиссионного блока для одновременного смазывания движущихся частей трансмиссионного блока и охлаждения упомянутых движущихся частей.
Для обеспечения эффективности процесса смазывания и охлаждения необходимо охлаждать смазочную текучую среду, циркулирующую внутри трансмиссионных блоков.
С этой целью вертолеты оборудуются охлаждающими системами, которые содержат, в основном, следующее:
- теплообменник для обеспечения обмена теплом между маслом трансмиссионного блока и воздухом, циркулирующим внутри системы охлаждения; и
- вентилятор, адаптированный для обеспечения циркуляции воздуха между теплообменником и вентилятором.
В известных решениях теплообменник содержит следующее:
- контур транспортировки масла, соединяющий первичную впускную станцию с первичной выпускной станцией; и
- контур транспортировки масла, соединяющий вторичную впускную станцию с вторичной выпускной станцией.
В частности, масло характеризуется первым температурным значением на первичной впускной станции и вторым температурным значением (более низким, чем первое температурное значение) на первичной выпускной станции.
С другой стороны, воздух характеризуется третьим температурным значением на вторичной впускной станции и четвертым температурным значением (более высоким, чем первое температурное значение) на вторичной выпускной станции.
Другими словами, масло отдает тепло воздуху, охлаждаясь внутри теплообменника, в то время как воздух одновременно с этим нагревается.
Известные типы теплообменников также содержат множество модулей, каждый из которых образован следующим:
- стенкой, взаимно противоположные поверхности которой окружены, соответственно, маслом и воздухом;
- множеством первичных ребер, обращенных к внутренней стороне контура транспортировки масла и выступающих в виде консоли с первичной поверхности; и
- множеством вторичных ребер, обращенных к внутренней стороне контура транспортировки воздуха и выступающих в виде консоли с вторичной поверхности.
В частности, вторичные ребра распространяются ортогонально по отношению к стенке и имеют участки определенной длины вдоль первичного направления, продолжающегося от вторичной впускной станции к вторичной выпускной станции.
Вторичные ребра также размещаются в порядке, обеспечивающем образование множества последовательных рядов, располагающихся вдоль первичного направления.
Вторичные ребра взаимно непосредственно соседствующих рядов расположены вразбежку вдоль вторичного направления, ортогонального по отношению к первичному направлению.
В частности, ребра в каждом ряду располагаются на медианном срезе непосредственно соседствующего ряда.
Вследствие вышеуказанной конфигурации воздух нагревается особенно интенсивно в конце каждого из рядов, что снижает остаточную теплообменную способность воздуха.
Более конкретно, периферические области участка воздушного потока, находящиеся в контакте с вторичными ребрами, нагреваются за счет процесса переноса тепла, в то время как центральная область указанного участка начинает нагреваться тогда, когда вступает в контакт со вторичными ребрами следующего ряда.
Такое явление частичного нагрева наблюдается в конце каждого ряда, пока не достигается состояние, при котором температура воздуха практически сравнивается с температурой рядов вторичных ребер, на которые попадает воздух. В таких условиях обмена теплом между воздухом и вторичными ребрами практически не происходит, вследствие чего масло не охлаждается.
Поэтому в данной отрасли хорошо известна необходимость в оптимизации процесса теплообмена между воздухом и маслом, при одних и тех же значениях веса теплообменника и перепада давлений между вторичной впускной и вторичной выпускной секцией.
Кроме того, известные типы теплообменников изготовляются с использованием технологии пайки, т.е. путем сваривания различных частей в одно целое.
Использование данной технологии налагает ограничения на геометрические формы и конфигурации используемых первичных и вторичных ребер.
В данной отрасли также известна необходимость в обеспечении возможности конструирования теплообменника, который характеризовался бы особой гибкостью в отношении геометрических форм и расположения первичных ребер и вторичных ребер.
В US 2016/0115864, EP-B-2712805, FR-A-2988822 и WO2016/018498 описаны теплообменники для известных типов летательных аппаратов.
В GB-A-2496692 раскрыт теплообменник по ограничительной части п. 1.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание такого теплообменника для летательного аппарата, который бы обеспечивал простое и недорогое решение хотя бы одной из перечисленных выше задач.
Вышеуказанная задача решается в настоящем изобретении в той мере, в которой она касается теплообменника для трансмиссионного блока летательного аппарата, по п. 1.
Настоящее изобретение также касается способа охлаждения первичной текучей среды, подлежащей охлаждению с использованием процесса обмена теплом с вторичной охлаждающей текучей средой внутри летательного аппарата, по п. 14.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведен предпочтительный вариант осуществления исключительно в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, где
Фиг. 1 представляет собой частично покомпонентное изображение в перспективе вертолета, содержащее теплообменник, выполненный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг. 2 представляет собой вид спереди (в сильно увеличенном масштабе) теплообменника, показанного на Фигуре 1, с удаленными для наглядности частями;
Фиг. 3 представляет собой покомпонентное изображение в перспективе теплообменника, показанного на Фигурах 1 и 2, с удаленными для наглядности частями;
Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, выполненном вдоль линии IV-IV Фиг. 2; и
Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе, выполненном вдоль линии V-V Фиг. 2.
На Фиг. 1 номеру позиции 1 соответствует вертолет, содержащий пару турбин, главный винт и хвостовой винт (показан не полностью).
НАИЛУЧШИЙ СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вертолет 1 также содержит
- главный трансмиссионный блок 3, который адаптирован для передачи движущей силы от турбин на вал 4, приводящий в действие главный винт; и
- группа вторичных трансмиссионных блоков 6, которые известны сами по себе и показаны только схематически, адаптированных для передачи движущей силы от главного трансмиссионного блока 3 (т.е. предназначенных, например, для обеспечения мощности, необходимой для работы соответствующего бортового оборудования или приводного вала 5 хвостового винта).
Вертолет 1 также содержит
- теплообменник 10 для охлаждения смазочной текучей среды (в показанном случае - масла), циркулирующей внутри трансмиссионного блока 3; и
- вентилятор 11 (показан только схематически на Фиг. 1), адаптированный для обеспечения циркуляции воздуха в теплообменнике 10.
В показанном случае теплообменник 10 представляет собой газожидкостный теплообменник, в частности - воздушно-масляный.
Другими словами, в теплообменнике 10 реализован процесс обмена теплом между охлаждаемым потоком масла и нагреваемым потоком воздуха.
На сопровождающих чертежах потоки масла (охлаждаемый поток) и воздуха (нагреваемый вследствие обмена теплом с маслом поток) обозначены соответствующими серыми стрелками.
С другой стороны, потоки масла, охлажденного после обмена теплом с воздухом, и холодного воздуха обозначены соответствующими белыми стрелками.
Теплообменник 10 содержит, в основном,
- контур 20 подачи масла; и
- контур 30 подачи воздуха.
Контур 20, в свою очередь, содержит
- впуск 21 для масла, подлежащего охлаждению;
- выпуск 22 для охлажденного масла; и
- группа модулей 23 подачи масла (Фиг. 2, 3 и 5), которые гидравлически соединены с впуском 21 и выпуском 22.
Контур 30, в свою очередь, содержит
- впуск 31 для воздуха, все еще подлежащего нагреву, гидравлически соединенный с вентилятором 9;
- выпуск 32 для нагретого воздуха, гидравлически соединенный с вентилятором 9; и
- группа модулей 33 подачи воздуха (Фиг. 2-4), которые гидравлически соединены с впуском 31 и выпуском 32.
На Фиг. 2 и 3 модули 23 и 33 попеременно чередуются вдоль направления Z и удлинены вдоль направления Y, ортогонального по отношению к направлению Z.
Внутри каждого из модулей 23 масло течет по соответствующему U-образному тракту P, образованному парой секций Q и R подачи и возврата, обе из которых располагаются параллельно направлению Y (Фиг. 5).
Каждый тракт P, кроме того, содержит секцию S, размещающуюся между секциями Q и R.
На Фиг. 3 и 5 каждый из модулей 23 содержит впускную секцию 24, которая гидравлически соединяется с впуском 21, и выпускную секцию 25, которая гидравлически соединяется с выпуском 22.
Каждый из модулей 23 содержит
- пару параллельных стенок 26, располагающихся друг напротив друга вдоль направления X и лежащих на соответствующих плоскостях, ортогональных по отношению к направлению X;
- стенку 27, размещающуюся между стенками 26 напротив секций 24 и 25 вдоль направления Y и лежащую на плоскости, ортогональной по отношению к направлению Y;
- разделитель 28, размещающийся ортогонально по отношению к стенке 27, который продолжается от секций 24 и 25 по направлению к стенке 27 вдоль направления Y, будучи отделенным от стенки 27; и
- пару стенок 29, продолжающихся между стенками 26, а также между стенкой 27 и секциями 24 и 25.
В частности, стенки 29 располагаются друг напротив друга и ортогонально по отношению к направлению Z.
Разделитель 28 также располагается параллельно стенкам 26.
Каждый из модулей 23, кроме того, содержит группу ребер 15, удлиненных вдоль направления Z и продолжающихся между стенками 29.
Разделитель 28, стенки 29 и участок стенки 26, ограничивающий секцию 24 каждого из модулей 23, ограничивают ветвь Q подачи масла тракта P внутри модуля 23.
Разделитель 28, стенки 29 и участок стенки 26, ограничивающий секцию 25 каждого из модулей 23, ограничивают ветвь R возврата масла тракта P внутри модуля 23.
Разделитель 28, стенка 27, стенки 29 и участки стенок 26, непосредственно прилегающие к стенке 27, ограничивают изогнутую ветвь S тракта P.
Плотность расположения ребер 15 является более низкой в секции S в сравнении с ветвями Q и R, что необходимо для обеспечения проходимости изогнутого тракта для масла внутри соотнесенного модуля 23.
Впуск 31 и выпуск 32 контура 30 располагаются друг напротив друга вдоль направления X.
На Фиг. 2-4 каждый из модулей 33 содержит
- пару параллельных стенок 35, располагающихся друг напротив друга вдоль направления Z и лежащих на соответствующих плоскостях, ортогональных по отношению к направлению Z и находящихся в тепловом контакте с соответствующими стенками 29 взаимно непосредственно прилегающих модулей 23 вдоль направления Z;
- группа стенок 36а и 36b, продолжающихся между стенками 35 и вдоль направления X, а также
- пару взаимно противоположных и параллельных стенок 37 и 38, лежащих на соответствующих плоскостях, ортогональных по отношению к направлению X, и ограничивающих группу соответствующих впусков и выпусков 39 и 40 воздуха, рассредоточенных вдоль направления Y.
В частности, стенки 29 и 35 соответствующих модулей 23 и 33, взаимно соседствующих вдоль направления Z, накладываются друг на друга.
Каждый из модулей 33 ограничивает собой группу ячеек 45, расположенных рядом друг с другом вдоль направления Y и продолжающихся, в основном, вдоль направления X.
Каждая из ячеек 45 ограничивается
- парой взаимно параллельных и противоположных стенок 36a и 36b, вдоль направления X;
- соответствующими секциями пары стенок 35, вдоль направления Z; и
- соответствующими секциями стенок 37 и 38, продолжающимися между соответствующими стенками 36a и 36b.
Каждая ячейка 45 также содержит
- один из впусков 39, ограниченный соответствующей секцией стенки 37; и
- пару выпусков 40 воздуха, ограниченных соответствующими секциями стенки 38.
Впуски 39 и выпуски 40 каждой из ячеек 45 гидравлически связаны с впуском 31 и выпуском 32, соответственно, контура 30.
Модуль 33 также содержит группу ребер 55, размещающихся между стенками 36 и адаптированных для ускорения теплообмена между воздухом, поток которого проходит внутри каждого из модулей 33, и маслом, протекающим внутри модулей 23, непосредственно прилегающих к модулям 33.
Предпочтительно, каждая из ячеек 45 содержит ряд 61 ребер 55, лежащих на соответствующих плоскостях, ортогональных по отношению к направлению X; ребра 55 ряда 61 выступают на все более увеличивающихся расстояниях из стенки 36a вдоль направления Y (если двигаться вдоль направления X от соответствующего впуска 39 по направлению к соответствующим выпускам 40).
Каждая из ячеек 45 также содержит ряд 62 дополнительных ребер 55, которые выступают на все более увеличивающихся расстояниях из стенки 36b вдоль направления Y (если двигаться вдоль направления X от соответствующего впуска 39 по направлению к соответствующим выпускам 40).
Ряды 61 и 62 ребер 55 каждой из ячеек 45 сближаются по направлению друг к другу, если двигаться от соответствующего впуска 39 по направлению к соответствующим выпускам 40, параллельно направлению X.
Каждая из ячеек 45 ограничивает собой
- камеру 52, ограниченную соотнесенным впуском 39 и соотнесенными рядами 61, 62; и
- пару камер 53, каждая из которых ограничена соотнесенной стенкой 36a, соотнесенным рядом 61 или 62 и соотнесенной секцией 51.
Ребра 55 каждой из ячеек 45 продолжаются вдоль направления Z между соотнесенными стенками 35.
Ребра 55 каждой из ячеек 45 характеризуются толщиной вдоль направления X и длиной вдоль направления Y.
В частности, взаимно соседствующие ребра 55 каждой из ячеек 45 рассредоточены вдоль направления X, будучи разделены соответствующими воздушными каналами 56.
Взаимно соседствующие ребра 55, располагающиеся вдоль направления X одного и того же ряда 61 и 62, частично перекрывают друг друга вдоль направления Y.
Каналы 56 обеспечивают гидравлическую связь между камерой 52 и камерами 53.
Каждый из каналов 56 продолжается вдоль направления Y и является открытым на своем противоположном конце по отношению к направлению Y и закрытым вдоль направлений X и Z.
В силу указанной конфигурации воздух перемещается внутри каждого из модулей 33 по тракту T, содержащему (Фиг. 4)
- секцию U, по существу параллельную направлению X и изображенную внутри камеры 52, начиная с впуска 39;
- секцию V, по существу параллельную направлению Y и изображенную внутри каналов 56;
- секцию W, по существу параллельную направлению X и изображенную начиная с внутренних камер 53 до соответствующих выпусков 40;
Общая сумма площадей секций, ортогональных по отношению к направлению Y каналов 56, превышает площадь впуска 39 каждой из ячеек 45.
Как следствие, движение воздуха при его перемещении от камер 52 до каналов 56 замедляется, и воздух вступает в контакт с ребрами 55, располагающимися вдоль секции V соответствующего тракта T.
Площадь каждого из выпусков 40 меньше площади соотнесенного впуска 39.
В показанном случае периметр каждой из ячеек 45 в секции, ортогональной по отношению к направлению X, является ромбовидным.
В частности, стенки 35 и стенки 36a и 36b, ограничивающие каждую из ячеек 45, образуют между собой острый угол α величиной менее 45 градусов (Фиг. 2).
Кроме того, теплообменник 10 изготовляется как цельный предмет.
В частности, теплообменник 10 изготовлен из алюминия.
В показанном случае теплообменник 10 изготовлен с использованием технологии послойной печати.
В частности, направление печати теплообменника 10 параллельно направлению Y.
В процессе эксплуатации работа трансмиссионного блока 3 приводит к перегреву смазочного масла, содержащегося в нем.
В теплообменнике 10 осуществляется процесс обмена теплом между потоком воздуха и смазочным маслом, что приводит к охлаждению последнего.
Более подробно, масло поступает в теплообменник 10 через впуск 21, проходит через контур 20 внутри модулей 23 и выходит из теплообменника 10 через выпуск 22.
Внутри каждого из модулей 23 масло течет от соотнесенной секции 24 по ветвям Q, R и S соотнесенного тракта P, пока оно не достигнет соотнесенной секции 25, а оттуда оно возвращается через выпуск 22.
Ввиду присутствия ребер 15 масло, протекая через модули 23, отдает тепло стенкам 29.
В то же самое время, пока что холодный воздух под действием вентилятора 11 поступает в теплообменник 10 через впуск 31, проходит через контур 30 внутри модулей 33 и выходит из теплообменника 10 в нагретом состоянии через выпуск 32.
Внутри каждого из модулей 33 поток воздуха движется внутри соотнесенных ячеек 45 между соответствующим впуском 39 и соответствующими выпусками 40 по соответствующему тракту T.
Кроме того, воздух вступает в контакт с ребрами 55 рядов 61 и 62 каждого из модулей 33.
Эти ребра 55 выступают из соотнесенной стенки 29 и, следовательно, нагреваются маслом, которое протекает внутри модулей 23, прилегающих к каждому из модулей 33.
Другими словами, тепло отдается маслом в каждом из модулей 23 ребрам 15 и стенке 29, от последней - ребрам 55, а от ребер 55 - воздуху, поток которого перемещается в модулях 33, прилегающих к вышеуказанному модулю 23.
Более подробно, пока что холодный поток воздуха перемещается внутри каждого из модулей 33, сначала внутри камеры 52 вдоль секции U соотнесенного тракта T; при этом основная составляющая вектора его скорости по существу параллельна направлению X.
Затем поток воздуха отклоняется и перемещается внутри каналов 56 между ребрами 55 вдоль секции V соотнесенного тракта T; при этом основная составляющая вектора его скорости по существу параллельна направлению Y.
В такой ситуации движение воздуха замедляется и, таким образом, повышается эффективность процесса обмена теплом с ребрами 55.
Наконец, поток воздуха опять отклоняется и перемещается внутри камер 53 каждого из модулей 33 вдоль секции W соотнесенного тракта T (при этом основная составляющая вектора его скорости по существу параллельна направлению Х) до тех пор, пока не выходит из модуля 23 через секции 52.
Поток нагретого воздуха затем перемещается из секций 51 к выпуску 32.
По результатам анализа теплообменника 10 и метода охлаждения, реализованного в соответствии с настоящим изобретением, становятся ясными преимущества, которых можно достичь при их применении.
В частности, ребра 55 рядов 61 и 62 лежат на соответствующих плоскостях, ортогональных по отношению к направлению X, и выступают на все более увеличивающихся расстояниях из соответствующих стенок 36a и 36b, продолжаясь вдоль направления Y (если двигаться вдоль направления X от соотнесенного впуска 39 по направлению к соотнесенным выпускам 40).
Как следствие, траектория каждой частицы воздуха, поток которого перемещается от впуска 39 к одному из выпусков 40, проходит через один канал 56 и обеспечивает контакт с одним ребром 55.
Из этого следует, что температура воздуха по существу всегда ниже температуры ребер 55, с которыми он контактирует, в противоположность ситуации, наблюдающейся в известных решениях, описанных ранее.
Как результат, эффективность процесса обмена теплом между маслом и воздухом повышается еще больше в сравнении с известными решениями, описанными во введении к данному описанию, при одних и тех же значениях веса теплообменника 10 и перепада давлений воздуха между впуском 31 и выпуском 32.
Кроме того, общая сумма площадей секций, ортогональных по отношению к направлению Y каналов 56, превышает площадь впуска 39 каждой из ячеек 45.
Как следствие, поток воздуха претерпевает не только отклонение, но и замедление, когда он вступает в соприкосновение с ребрами 55.
Это еще больше повышает эффективность процесса обмена теплом между маслом и воздухом в сравнении с известными решениями, описанными во введении к данному описанию, при одних и тех же значениях веса теплообменника 10 и перепада давлений воздуха между впуском 31 и выпуском 32.
Наконец, ячейки 45 не имеют вырезов, что делает возможным изготовление теплообменника 10 в качестве цельного предмета с использованием технологии, известной как "послойная печать". Данная технология обеспечивает особенную гибкость в том, что касается возможности изготовления ребер 55 различных форм.
Наконец, ясно, что, не отклоняясь от рамок настоящего изобретения, можно использовать различные модификации и варианты изготовления/применения теплообменника 10 и способа охлаждения, описанных и проиллюстрированных в настоящем документе.
В частности, каждая ячейка 45 может содержать лишь один из рядов 61 или 62 ребер 55.
Модуль 33 может быть образован лишь одной ячейкой 45, вместо группы ячеек 45.
Трансмиссионный блок 3 может являться одним из трансмиссионных блоков 6.
Теплообменник 10 может устанавливаться не только на вертолет 1, но и на летательные аппараты иных типов, например, на конвертопланы или на аэропланы.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ КРУПНОМАСШТАБНЫЙ МОНТИРУЕМЫЙ НА МЕСТЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПАРОВОЙ КОНДЕНСАТОР С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ | 2020 |
|
RU2800622C1 |
ГЕНЕРАТОР | 2011 |
|
RU2604408C2 |
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ КРУПНОМАСШТАБНЫЙ МОНТИРУЕМЫЙ НА МЕСТЕ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ПАРОКОНДЕНСАТОР С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ | 2019 |
|
RU2799475C2 |
КАНИСТРОВАЯ СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ СО СТОКОМ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИМ С ФИЛЬТРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ | 2011 |
|
RU2581868C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКУПЕРАЦИИ ТЕПЛА ИЗ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ | 2018 |
|
RU2727499C1 |
Теплообменник с контролем волны ребра | 2016 |
|
RU2712563C2 |
ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ | 2013 |
|
RU2631847C2 |
ДЕРЖАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ | 2016 |
|
RU2697544C1 |
ОТЛИТАЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ФОРСУНКА И ИНЖЕКТОР, СОДЕРЖАЩИЙ ЭТУ ОТЛИТУЮ ПОД ДАВЛЕНИЕМ ФОРСУНКУ | 2008 |
|
RU2442017C1 |
ВОЗДУШНО-ЖИДКОСТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2633280C2 |
Изобретение относится к теплообменникам для летательного аппарата, в частности, теплообменник представляет собой газожидкостный теплообменник. Теплообменник для трансмиссионного блока летательного аппарата содержит первичный и вторичный модули и первый ряд ребер, лежащий на плоскости, ортогональной по отношению к первичному направлению (X). Первичный модуль определяет первичный тракт подачи для первичной текучей среды, подлежащей охлаждению. Вторичный модуль определяет вторичный тракт подачи для вторичной охлаждающей текучей среды. Первичный и вторичный тракты подачи находятся в тепловом контакте между собой. Каждый вторичный модуль содержит ячейку, образованную впуском для вторичной охлаждающей текучей среды; выпуск для вторичной охлаждающей текучей среды, который размещается на стороне, противоположной впуску вдоль первичного направления; первичную стенку, находящуюся в тепловом контакте с первичным трактом; пару вторичных стенок; и группу ребер, выступающих в виде консоли из первичной стенки. При этом ребра первого ряда выступают на увеличивающихся расстояниях из одной из вторичных стенок вдоль вторичного направления (Y), ортогонального по отношению к первичному направлению (X). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Теплообменник (10) для трансмиссионного блока летательного аппарата (1), содержащий:
первичный модуль (23), определяющий первичный тракт (P) подачи для первичной текучей среды, подлежащей охлаждению;
вторичный модуль (33), определяющий вторичный тракт (T) подачи для вторичной, охлаждающей текучей среды;
при этом указанные первичный и вторичный тракты (P, T) подачи в процессе работы находятся в тепловом контакте друг с другом;
при этом каждый из указанных вторичных модулей (33) содержит, по меньшей мере, одну ячейку (45), образованную
впуском (39) для вторичной, охлаждающей текучей среды;
по меньшей мере одним выпуском (40) для указанной вторичной охлаждающей текучей среды, который располагается на стороне, противоположной указанному впуску (39), вдоль первичного направления (X);
по меньшей мере одной первичной стенкой (35), находящейся в тепловом контакте с указанным первичным трактом (P);
парой вторичных стенок (36a, 36b), располагающихся поперечно по отношению к указанной первичной стенке (35);
группой ребер (55), выступающих в виде консоли из указанной первичной стенки (35) и адаптированных для ускорения, в процессе использования, процесса теплового обмена между указанной вторичной текучей средой и указанной первичной стенкой (35); и
по меньшей мере первым рядом (61) указанных ребер (55), которые лежат на плоскости, ортогональной по отношению к указанному первичному направлению (X);
при этом указанные ребра (55) указанного первого ряда (62) выступают на все более увеличивающихся расстояниях из одной (36a) из указанных вторичных стенок (36a, 36b), продолжаясь вдоль вторичного направления (Y), ортогонального по отношению к указанному первичному направлению (X) (если двигаться вдоль указанного первичного направления X от указанного впуска (39) по направлению к, по меньшей мере, одному выпуску (40)); и
отличающийся тем, что указанная ячейка (45) содержит, по меньшей мере, второй ряд (62) указанных ребер (55);
при этом указанные ребра (55) указанного второго ряда (62) выступают на все более увеличивающихся расстояниях из другой (36b) из указанных вторичных стенок (36a, 36b), продолжаясь вдоль указанного вторичного направления (Y).
2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что указанные ребра (55) рассредоточены вдоль указанного первичного направления (X) и образуют группу каналов (56), продолжающихся вдоль указанного вторичного направления (Y).
3. Теплообменник по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанные взаимно соседствующие ребра (55) указанного первого ряда (61) вдоль указанного первичного направления (X) частично перекрываются вдоль указанного вторичного направления (Y).
4. Теплообменник по п. 2 или 3, отличающийся тем, что общая площадь секций указанных каналов (56), ортогональных по отношению к указанному вторичному направлению (Y), превышает площадь указанного впуска (39).
5. Теплообменник по любому из вышеуказанных пунктов, отличающийся тем, что указанная ячейка (45) содержит, по меньшей мере, два указанных выпуска (40);
при этом указанные первый и второй ряды (61, 62) ограничивают в пространстве между собой первую камеру (52), ограниченную указанным впуском (39);
одна (36a) из указанных вторичных стенок (36a, 36b) и указанный первый ряд (61) ограничивают собой вторую камеру (53), ограниченную одним из указанных выпусков (40);
а другая (36b) из указанных вторичных стенок (36a, 36b) и указанный второй ряд (62) ограничивают собой третью камеру (53), ограниченную одним из указанных выпусков (40);
при этом указанная первая камера и указанная вторая камера (52, 53) гидравлически связаны друг с другом посредством указанных первичных каналов (56), ограниченных в пространстве между соответствующими взаимно соседствующими первичными ребрами (55) указанного первого ряда (61);
указанная первая камера и указанная вторая камера (52, 53) гидравлически связаны друг с другом посредством указанных вторичных каналов (56), ограниченных в пространстве между соответствующими взаимно соседствующими первичными ребрами (55) указанного второго ряда (62).
6. Теплообменник по п. 5, отличающийся тем, что указанные первый и второй ряды (61, 62) указанной ячейки (45) являются взаимно сходящимися, если двигаться от указанного впуска (39) по направлению к указанным выпускам (40).
7. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный вторичный модуль (33) содержит группу указанных ячеек (45), располагающихся рядом друг с другом вдоль указанного вторичного направления (Y).
8. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная ячейка (45) имеет ромбовидный периметр в сечении, ортогональном по отношению к указанному первичному направлению (X).
9. Теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что указанная первичная стенка (35) и одна из указанных вторичных стенок (36a, 36b) образуют острый угол (α) величиной менее 45 градусов.
10. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он изготовлен в качестве цельного предмета.
11. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он изготовлен с использованием технологии послойной печати.
12. Теплообменник по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная первичная текучая среда является жидкостью, в частности маслом, а указанная вторичная текучая среда является газом, в частности воздухом.
13. Вертолет (1), содержащий
силовую установку;
винт;
трансмиссионный блок (3), эксплуатационно размещающийся между указанной силовой установкой и указанным винтом;
контур смазки указанного трансмиссионного блока (3); и
теплообменник (10) по любому из предшествующих пунктов, соединенный с указанным контуром смазки.
14. Способ охлаждения первичной текучей среды, подлежащей охлаждению с использованием процесса обмена теплом с вторичной текучей средой для летательного аппарата (1), содержащий следующие этапы:
i) подачу указанной первичной текучей среды, подлежащей охлаждению, по первичному тракту (P);
ii) подачу указанной вторичной охлаждающей текучей среды по вторичному тракту (Т), находящемуся в тепловом контакте с указанным первичным трактом (P);
при этом указанный вторичный тракт (Т) содержит, по меньшей мере, один впуск (39) и, по меньшей мере, один выпуск (40), располагающиеся на противоположных концах по отношению друг к другу вдоль первичного направления (X) и ограниченные, по меньшей мере, одной стенкой (35), находящейся в тепловом контакте с указанным первичным трактом (P), и парой вторичных стенок (36a, 36b), располагающихся поперечно по отношению к указанной первичной стенке (35);
указанный этап ii) содержит следующие этапы:
iii) подачу указанной вторичной охлаждающей текучей среды через указанный впуск (39), в процессе которой основная составляющая вектора движения параллельна указанному первичному направлению (X);
iv) контактирование группы ребер (55), выступающих в виде консоли из указанной первичной стенки (35), с указанной вторичной охлаждающей текучей средой;
v) подачу указанной вторичной охлаждающей текучей среды через указанный выпуск (40), в процессе которой основная составляющая вектора движения параллельна указанному первичному направлению (X);
отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
vi) подачу указанной вторичной охлаждающей среды вдоль указанного вторичного направления (Y) и через группу каналов (56), ограниченных в пространстве между указанными взаимно соседствующими ребрами (55) первого ряда (61) и взаимно соседствующими ребрами (55) второго ряда (62); и
vii) замедление движения указанной вторичной текучей среды во время осуществления указанного этапа vi) и в конце осуществления указанного этапа iii);
при этом указанные ребра (55) указанного первого ряда (61) выступают на все более увеличивающихся расстояниях из одной (36a) из указанных вторичных стенок (36a, 36b), продолжаясь вдоль вторичного направления (Y), ортогонального по отношению к указанному первичному направлению (X), если двигаться вдоль указанного первичного направления X от указанного впуска (39) по направлению к указанному выпуску (40);
при этом указанные ребра (55) указанного второго ряда (62) выступают на все более увеличивающихся расстояниях из другой (36b) из указанных вторичных стенок (36a, 36b), продолжаясь вдоль указанного вторичного направления (Y).
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПАКОВКИ ЖИДКОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА | 2009 |
|
RU2496692C2 |
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
Способ воздушного охлаждения тепловыделяющей аппаратуры, расположенной снаружи летательных аппаратов, и система для его реализации | 2016 |
|
RU2632057C2 |
Авторы
Даты
2022-09-19—Публикация
2019-07-26—Подача