技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于冷卻壁的冷卻裝置，尤其涉及一種用于冷卻帶有經(jīng)受熱源的第一面和第二面的壁的冷卻裝置，外部冷卻液以低于壁的期望溫度的溫度沿著第二面流動(dòng)，另外，本發(fā)明還涉及一種裝備這種冷卻裝置的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

顯然，在眾多技術(shù)領(lǐng)域，都存在著壁的冷卻問題。這種情況特別是在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上，在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，有些壁可以達(dá)到難以接受的溫度，因此，必須使用一種冷卻系統(tǒng)。

更具體地說，本發(fā)明涉及一種只需間斷(即，當(dāng)壁大體達(dá)到其臨界溫度時(shí))產(chǎn)生冷卻效果的壁冷卻裝置。

對(duì)于飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)來講，這種壁或殼體的冷卻目前通常都是通過帶有成排孔的管來進(jìn)行，這些管能夠通過提供冷卻液體來對(duì)壁進(jìn)行冷卻。

這種冷卻系統(tǒng)的一個(gè)缺陷是，其需要特殊結(jié)構(gòu)件，所述結(jié)構(gòu)件與向其提供冷卻液體的系統(tǒng)布置在一起。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單的壁冷卻裝置，這種壁冷卻裝置只有在需要冷卻的壁達(dá)到其期望保持的溫度時(shí)才會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生冷卻效果。

根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，為了使得所述壁的溫度保持在大體上等于溫度T，壁冷卻裝置可冷卻帶有經(jīng)受熱源的第一面和第二面的壁，外部冷卻液以低于T的溫度沿著第二面流動(dòng)，該裝置的特征在于，其包括至少一個(gè)包含緊固部分和冷卻部分的冷卻部件，所述部件采用具有過渡溫度T的導(dǎo)熱形狀記憶合金制成，所述緊固部分包括可將其緊緊固定在所述壁的第二面上的緊固裝置，所述冷卻部分的形狀是這樣的，在壁的溫度低于所述溫度T時(shí)，其占據(jù)了大體上平行于所述壁的第一位置，如果壁的溫度至少等于T時(shí)，這樣，其便占據(jù)了第二位置，在這個(gè)位置上，相對(duì)于與所述壁正切的面，所述第二部分的平均平面(mean?plane)確定了一個(gè)45°到90°范圍的二面角。

通過使用導(dǎo)熱形狀記憶合金制成的冷卻部件，由于壁和冷卻部件之間的熱傳導(dǎo)作用，只有在需要冷卻的壁的溫度大體上到達(dá)導(dǎo)熱形狀記憶合金的過渡溫度時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生冷卻效果。如果未達(dá)到該溫度，冷卻部件的冷卻部分會(huì)緊緊地貼在壁上，因此不會(huì)產(chǎn)生具體的冷卻效果。相反，當(dāng)達(dá)到所述溫度時(shí)，冷卻部件進(jìn)入其第二狀態(tài)，冷卻部分相對(duì)于要冷卻的壁而形成一個(gè)45°到90°范圍的角度。

人們都知道，有許多不同的形狀記憶合金符合各種過渡溫度。另外，人們也知道，在初步成形或預(yù)成形階段，可以使形狀記憶材料制成的部件承受可使所述部件成形的條件，一旦達(dá)到其過渡溫度，在所述部件被強(qiáng)行若干次之后，提前充分形成的修改形狀。另外，人們還知道，所述部件的形狀變化次數(shù)非常多，例如，五萬多次。

另外，人們還知道，形狀記憶合金部件恢復(fù)其初始形狀時(shí)的溫度通常相對(duì)于其過渡溫度偏離大概20多度。為此，在調(diào)節(jié)壁的溫度的同時(shí)，可避免拍擊現(xiàn)象。

在第一實(shí)施例中，冷卻部分的平均平面大體上與外部冷卻液的流動(dòng)方向相平行。

在冷卻部分處于其第二位置的這種情況下時(shí)，所述部分會(huì)起到散熱片的作用，從而增加壁和外部冷卻液之間的熱交換面積。

在第二實(shí)施例中，冷卻部件的冷卻部分的平均平面與外部冷卻液的流動(dòng)方向大體上成正交。

應(yīng)該明白的是，在第二個(gè)實(shí)施例中，在工作位置的冷卻部分會(huì)在需要冷卻的壁附近引起外部冷卻液的擾動(dòng)，從而增加了所述冷卻液流的雷諾系數(shù)，改善了冷卻效果。

另外，不論預(yù)期采用哪種實(shí)施例，冷卻裝置優(yōu)選包括多個(gè)在沿著至少一個(gè)垂直于外部冷卻液流動(dòng)方向的直線上大體上成一直線的冷卻部件。

在另一個(gè)實(shí)施例中，需要冷卻的壁大體上是一個(gè)旋轉(zhuǎn)面，冷卻裝置包括多個(gè)大體上沿該旋轉(zhuǎn)面的至少一個(gè)圓布置的冷卻部件。

在又一個(gè)實(shí)施例中，冷卻部件具有不同的過渡溫度。

通過這種布置，可使冷卻裝置產(chǎn)生的冷卻效果適應(yīng)溫度梯度的變化，這種溫度梯度的存在是因?yàn)槊嫦蛐枰鋮s壁的第一表面的熱源的特性所致。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種配備上述類型冷卻裝置的飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

附圖說明

通過閱讀以非限制性示例給出的本發(fā)明幾個(gè)實(shí)施例的如下說明，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更好地顯現(xiàn)出來。所述說明參照附圖，附圖如下：

圖1A、1B和1C示出了本發(fā)明的原理，圖1A示出了冷卻部件休眠狀態(tài)下的透視圖，圖1B為冷卻部件工作位置示意圖，圖1C為沿圖1A所示C-C線的剖面圖；

圖2為應(yīng)用所述冷卻裝置的飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向剖面圖；

圖3為第一實(shí)施例中裝有冷卻裝置的壁的垂直剖面圖；

圖4為該冷卻裝置的第二實(shí)施例的垂直剖面圖；

圖5為該冷卻裝置的第三實(shí)施例的垂直剖面圖；