一种换热器及发动机的制作方法

本发明涉及航空发动机，具体涉及一种换热器及发动机。

背景技术：

1、氢能作为一种清洁可再生能源极具前景，将氢燃料应用于航空及燃机动力领域的优势与潜力正在显现。氢燃料航空发动机的结构与现役航空发动机基本相同，氢燃料在燃烧室内燃烧，然后推动涡轮产生轴功，并通过减速器带动螺旋桨或者风扇旋转做功。

2、现有技术中，为了方便氢燃料的携带，氢燃料都是以低温液体状态储存于飞机的燃料罐中，而为了满足发动机的燃料要求，液氢需要加热成为氢气之后才能注入到燃烧室内，以在燃烧室内燃烧，并为飞机提供动力；而对液氢的加热主要通过换能器实现的，换能器通过发动机排出的燃气对液氢进行加热，使液氢被气化为氢气。

3、但是，现有的换能器，其与发动机排放的燃气进行热交换后，直接对液氢进行加热，导致液氢加热的均匀性较低。

技术实现思路

1、因此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有的换能器与发动机排放的燃气进行热交换后，直接对液氢进行加热，导致液氢加热的均匀性较低的缺陷。

2、为此，本发明提供一种换热器，包括：

3、壳体，具有供燃气流通的换热通道以及供氢燃料流通的第一流通腔和第二流通腔，所述第一流通腔和所述第二流通腔均相对所述换热通道设置在所述壳体上，所述第一流通腔被分隔为若干第一隔室，所述第二流通腔被分隔为若干第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室相对错位设置；

4、若干换热件，各所述换热件具有供所述氢燃料流通的换热腔，且任一所述换热件的两端分别与对应的所述第一隔室和所述第二隔室连通，以使所述氢燃料通过所述换热腔在所述第一隔室和所述第二隔室之间流通；

5、其中，沿所述氢燃料的输送方向，位于其中一所述第一隔室内的所述氢燃料通过与其连通设置的一所述换热件流入与该所述第一隔室相对错位设置且通过该所述换热件连通设置的第二隔室内，该所述第二隔室内的所述氢燃料通过与该所述换热件相邻设置的另一所述换热件流入与该所述第二隔室相对错位设置的另一所述第一隔室内。

6、可选地，上述的换热器，在相邻的两个所述换热件中，其一所述换热件的两端分别与一所述第一隔室和一所述第二隔室连通，另一所述换热件的两端分别与该所述第一隔室和另一所述第二隔室连通，以使所述第一隔室和所述第二隔室相对错位连通设置。

7、可选地，上述的换热器，还包括若干分隔件，所述分隔件间隔设置在所述第一流通腔内，以使所述第一流通腔被分隔为若干第一隔室；所述分隔件还间隔设置在所述第二流通腔内，以使所述第二流通腔被分隔为若干第二隔室。

8、可选地，上述的换热器，在任一所述分隔件的两侧均设置有所述换热件，且每相邻的两个所述分隔件之间设置有两个所述换热件。

9、可选地，上述的换热器，所述壳体还具有与一所述第一隔室连通的介质进口以及与另一所述第一隔室连通的介质出口；

10、或，所述壳体还具有与一所述第二隔室连通的介质进口以及与另一所述第二隔室连通的介质出口。

11、可选地，上述的换热器，所述壳体具有两端呈开口设置的中空腔体，所述中空腔体形成所述换热通道，两端开口分别作为燃气进口和燃气出口，以使所述燃气通过所述燃气进口进入所述换热通道内、且通过所述燃气出口流出所述换热通道外。

12、可选地，上述的换热器，所述壳体还具有安装部，所述安装部设置在所述燃气进口远离所述燃气出口的一侧，所述壳体适于通过所述安装部与发动机连接。

13、可选地，上述的换热器，部分所述壳体设置为锥形，以使部分所述换热通道适配所述发动机的尾喷管。

14、可选地，上述的换热器，所述换热件环设在所述换热通道设置，以与所述燃气接触。

15、一种发动机，包括上述的换热器。

16、本发明提供的技术方案，具有如下优点：

17、1.本发明提供的换热器，包括壳体和若干换热件，壳体具有供燃气流通的换热通道以及供氢燃料流通的第一流通腔和第二流通腔，第一流通腔和第二流通腔均相对换热通道设置在壳体上，第一流通腔被分隔为若干第一隔室，第二流通腔被分隔为若干第二隔室，第一隔室和第二隔室相对错位设置；各换热件具有供氢燃料流通的换热腔，且任一换热件的两端分别与对应的第一隔室和第二隔室连通，以使氢燃料通过换热腔在第一隔室和第二隔室之间流通；其中，沿氢燃料的输送方向，位于其中一第一隔室内的氢燃料通过与其连通设置的一换热件流入与该第一隔室相对错位设置且通过该换热件连通设置的第二隔室内，该第二隔室内的氢燃料通过与该换热件相邻设置的另一换热件流入与该第二隔室相对错位设置的另一第一隔室内。

18、此结构的换热器，通过设置在壳体上的若干换热件，其中，壳体具有换热通道以及第一流通腔和第二流通腔，换热通道能够供燃气流通，第一流通腔和第二流通腔均能够供氢燃料流通，且第一流通腔和第二流通腔均相对换热通道设置在壳体上，使得在换热通道内流通的燃气能够将热量传递到第一流通腔和第二流通腔内，以对第一流通腔和第二流通腔内的液体氢燃料和液气混合的氢燃料进行加热，同时，第一流通腔被分隔为若干第一隔室，第二流通腔被分隔为若干第二隔室，且第一隔室和第二隔室之间为相对错位设置，各换热件均具有换热腔，换热腔能够供氢燃料流通，且所有的换热件的两端均分别与对应的第一隔室和第二隔室连通，从而使氢燃料能够通过换热腔在第一隔室和第二隔室之间流通，且氢燃料在换热腔内流动的过程中，始终被换热通道内流通的燃气加热，同时，由于第一隔室和第二隔室之间为相对错位设置，使得在氢燃料的输送方向上，位于其中一个第一隔室内的氢燃料能够通过与其连通的一个换热件流入到与该第一隔室相对错位设置且通过该换热件连通的第二隔室内，且该第二隔室内的氢燃料能够通过与该换热件相邻设置的另一个换热件流入到与该第二隔室相对错位设置的另一个第一隔室内，从而使得氢燃料始终在相对错位设置的第一隔室和第二隔室之间来回流动，并不断在第一隔室或第二隔室内进行混合，同时，氢燃料被燃气加热的时间也在此过程中被增加了，最终提高了氢燃料的加热均匀性，且使液态的氢燃料能够完全被加热为气态的氢燃料，并作为燃料进行使用。

技术特征：

1.一种换热器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在相邻的两个所述换热件(2)中，其一所述换热件(2)的两端分别与一所述第一隔室(121)和一所述第二隔室(131)连通，另一所述换热件(2)的两端分别与该所述第一隔室(121)和另一所述第二隔室(131)连通，以使所述第一隔室(121)和所述第二隔室(131)相对错位连通设置。

3.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于，还包括若干分隔件(3)，所述分隔件(3)间隔设置在所述第一流通腔(12)内，以使所述第一流通腔(12)被分隔为若干第一隔室(121)；所述分隔件(3)还间隔设置在所述第二流通腔(13)内，以使所述第二流通腔(13)被分隔为若干第二隔室(131)。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，在任一所述分隔件(3)的两侧均设置有所述换热件(2)，且每相邻的两个所述分隔件(3)之间设置有两个所述换热件(2)。

5.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述壳体(1)还具有与一所述第一隔室(121)连通的介质进口(14)以及与另一所述第一隔室(121)连通的介质出口(15)；

6.根据权利要求5所述的换热器，其特征在于，所述壳体(1)具有两端呈开口设置的中空腔体，所述中空腔体形成所述换热通道(11)，两端开口分别作为燃气进口(16)和燃气出口(17)，以使所述燃气通过所述燃气进口(16)进入所述换热通道(11)内、且通过所述燃气出口(17)流出所述换热通道(11)外。

7.根据权利要求6所述的换热器，其特征在于，所述壳体(1)还具有安装部(18)，所述安装部(18)设置在所述燃气进口(16)远离所述燃气出口(17)的一侧，所述壳体(1)适于通过所述安装部(18)与发动机连接。

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，部分所述壳体(1)设置为锥形，以使部分所述换热通道(11)适配所述发动机的尾喷管(4)。

9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热件(2)环设在所述换热通道(11)设置，以与所述燃气接触。

10.一种发动机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述换热器。

技术总结
本发明公开了一种换热器及发动机，换热器包括壳体和若干换热件，壳体具有供燃气流通的换热通道以及供氢燃料流通的第一流通腔和第二流通腔，第一流通腔和第二流通腔均相对换热通道设置在壳体上，第一流通腔被分隔为若干第一隔室，第二流通腔被分隔为若干第二隔室，第一隔室和第二隔室相对错位设置；各换热件具有供氢燃料流通的换热腔，且任一换热件的两端分别与对应的第一隔室和第二隔室连通，以使氢燃料通过换热腔在第一隔室和第二隔室之间流通。上述结构的换热器，能够使氢燃料不断的在第一隔室和第二隔室内进行混合，且增加了氢燃料被燃气加热的时间，最终提高了氢燃料的加热均匀性，并使液态的氢燃料能够完全被加热为气态的氢燃料。

技术研发人员：谢昌坦,凌季,周志翔,胡彦孜,陈杜,曹俊,肖为,黄功
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24