(57)【要約】【課題】理想的な空気力学設計に影響を与えずに、縮小されたスペースに組み込むことができる熱交換器アセンブリを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン用の熱交換器アセンブリは、非平面外壁と、非平面外壁から径方向内側に離間してフレームキャビティを間に形成するように配置された非平面内壁とを含むフレーム、非平面外壁と非平面内壁の間に延在する入口面、入口面を貫通して延びる入口通路、入口面の反対側で非平面外壁と非平面内壁の間に延在する出口面、出口面を貫通して延びる出口通路、及びフレームキャビティ内に配置され、入口通路及び出口通路と流体的に連通している連続非平面コア部を備える。【選択図】図２
2016079984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン用の熱交換器アセンブリであって、前記熱交換器アセンブリはフレームを備え、
前記フレームが
非平面外壁と、
フレームキャビティを間に形成するように前記非平面外壁から径方向内側に離間して配置された非平面内壁と、
前記非平面外壁と前記非平面内壁の間に延在する入口面と、
前記入口面を貫通して延びる入口通路と、
前記入口面の反対側で前記非平面外壁と前記非平面内壁の間に延在する出口面と、
前記出口面を貫通して延びる出口通路と、
前記フレームキャビティ内に配置され、前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通している連続非平面コア部と
を備える、熱交換器アセンブリ。
【請求項２】
前記連続非平面コア部が
前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通している少なくとも一つの非平面チャネルと、
前記の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結された複数の冷却フィンと
を備える、請求項１に記載の熱交換器アセンブリ。
【請求項３】
前記フレームキャビティ内に配置されるとともに第一ディフューザキャビティを含む第一ディフューザをさらに備え、前記第一ディフューザが前記連続非平面コア部と流体的に連通している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第一ディフューザキャビティ内に少なくとも一つの第一ベーンが配置される、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記フレームキャビティ内に配置されるとともに第二ディフューザキャビティを含む第二ディフューザをさらに備え、前記第二ディフューザが前記連続非平面コア部と流体的に連通している、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第二ディフューザキャビティ内に少なくとも一つの第二ベーンが配置される、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記フレーム及び前記連続非平面コア部が付加製造技術を使って形成される、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項８】
コアガスタービンエンジンと、
ファンバイパスダクトを成すように前記コアガスタービンエンジンを囲むナセルと、
前記ファンバイパスダクト内に配置された熱交換器アセンブリと
を備え、前記熱交換器アセンブリはフレームを備え、
前記フレームが
非平面外壁と、
フレームキャビティを間に形成するように前記非平面外壁から径方向内側に離間して配置された非平面内壁と、
前記非平面外壁と連続する前記非平面内壁の間に延在する入口面と、
前記入口面を貫通して延びる入口通路と、
前記入口面の反対側で前記非平面外壁と前記非平面内壁の間に延在する出口面と、
前記出口面を貫通して延びる出口通路と、
前記フレームキャビティ内に配置され、前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通している連続非平面コア部と
を備える、ガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項９】
前記連続非平面コア部が
前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通している少なくとも一つの非平面チャネルと、
前記の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結された複数の冷却フィンと
を備える、請求項８に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１０】
前記フレームキャビティ内に配置されるとともに第一ディフューザキャビティを含む第一ディフューザをさらに備え、前記第一ディフューザが前記連続非平面コア部と流体的に連通している、請求項８に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１１】
前記第一ディフューザキャビティ内に少なくとも一つの第一ベーンが配置される、請求項１０に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１２】
前記フレームキャビティ内に配置されるとともに第二ディフューザキャビティを含む第二ディフューザをさらに備え、前記第二ディフューザが前記連続非平面コア部と流体的に連通している、請求項１１に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１３】
前記第二ディフューザキャビティ内に少なくとも一つの第二ベーンが配置される、請求項１２に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１４】
前記フレーム及び前記連続非平面コア部が付加製造技術を使って形成される、請求項７に記載のガスタービンエンジンアセンブリ。
【請求項１５】
付加製造工程を実行して、非平面外壁と、フレームキャビティを間に形成するように前記非平面外壁から径方向内側に離間して配置された非平面内壁と、前記フレームキャビティ内に配置された連続非平面コア部とを形成すること
を含む、熱交換器アセンブリの製造方法。
【請求項１６】
付加製造工程を実行して、前記非平面外壁と前記非平面内壁の間に延在する入口面、及び前記入口面の反対側で前記非平面外壁と前記非平面内壁の間に延在する出口面を形成すること
をさらに含み、
入口通路が前記入口面を貫通して延び、かつ出口通路が前記出口面を貫通して延び、
前記連続非平面コア部が前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通している、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
付加製造工程を実行して、前記連続非平面コア部内に少なくとも一つの非平面チャネルを形成すること
をさらに含み、
前記の少なくとも一つの非平面チャネルが前記入口通路及び前記出口通路と流体的に連通し、かつ複数の冷却フィンが前記の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
付加製造工程を実行して、前記フレームキャビティ内に配置されたディフューザキャビティを含む少なくとも一つのディフューザを形成すること
をさらに含み、
前記の少なくとも一つのディフューザが前記連続非平面コア部と流体的に連通する、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
付加製造工程を実行して、前記ディフューザキャビティ内に配置された少なくとも一つの第一ベーンを形成すること
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記実行のステップは、
前記熱交換器アセンブリの三次元モデルを定義し、
前記三次元モデルを、前記熱交換器アセンブリの断面層をそれぞれ定義する複数の切片に変換すること
を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的にガスタービンエンジンに関し、特にガスタービンエンジン内で使用される熱交換器アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンには一般的に、入口、ファン、低圧及び高圧圧縮器、燃焼器、及び少なくとも一つのタービンが含まれる。圧縮器は空気を圧縮し、圧縮された空気は燃焼器に送られ、燃焼器において燃料と混ぜられる。そして混合気は燃焼され、高温燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは一つまたは複数のタービンへ送られ、タービンは燃焼ガスからエネルギーを抽出し、一つまたは複数の圧縮器に動力を供給すると同時に、飛行中の航空機を推進させる、または発電機などの負荷に電力を供給するといった有用な作業を行う。
【０００３】
エンジンの稼働中には著しい量の熱が生成され、エンジンシステムの温度は許容不能なレベルにまで上昇する。その寿命と信頼性を高めるために、これらのエンジンシステムは冷却されなければならない。一実施例として、ガスタービンエンジン内の構成部分を潤滑しやすくするために使用される潤滑システムがある。潤滑システムは、ガスタービンエンジン内の様々な軸受アセンブリへ潤滑流体を流すように構成される。稼働中、以下の二つの熱源から潤滑流体へ熱が伝導する。潤滑流体溜め内の軸受及びシール等の構成部品による摺動及び回転摩擦から発生する熱から、及び潤滑流体溜めの筐体を囲む高温の空気による潤滑流体溜めの壁を通した熱伝導から、潤滑流体へ熱が伝わる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に熱交換器は四角または立方体の形をしている。しかしながら数多くの設置空間は、ターボ機械の構成部品及び付属のナセルの形により、湾曲した表面を有する環状の形をしている。新たなエンジンのデザインにより、熱交換器が使用できるスペースは縮小され、そしてこのようなスペースの数多くは、複数の構成部品と共有される。
【０００５】
よって、理想的な空気力学設計に影響を与えずに、縮小されたスペースに組み込むことができる熱交換器アセンブリの改善された製造方法が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、熱交換器アセンブリが提供される。熱交換器アセンブリは、非平面外壁及び、非平面外壁から径方向内側（エンジン回転軸Ａに関して）に離間してフレームキャビティを間に形成するように配置された非平面内壁を含むフレームを備える。フレームはさらに入口面を含み、その入口面は入口面を貫通して延びる入口通路を含む。入口面は非平面外壁と非平面内壁の間に延在する。フレームはさらに出口面を含み、その出口面は出口面を貫通して延びる出口通路を含む。出口面は、入口面の反対側で非平面外壁と非平面内壁の間に延在する。
【０００７】
熱交換器アセンブリはさらに、フレームキャビティ内に配置された連続非平面コア部を備える。一実施形態において、フレーム及び連続非平面コア部は付加製造技術を使って形成される。
【０００８】
一実施形態において、連続非平面コア部は入口通路及び出口通路と流体的に連通している非平面チャネルを少なくとも一つ含む。連続非平面コア部はさらに、当該の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結された複数の冷却フィンを含む。
【０００９】
一実施形態において、熱交換器アセンブリはさらに、フレームキャビティ内に配置され第一ディフューザキャビティを含む第一ディフューザを備える。第一ディフューザは連続非平面コア部と流体的に連通している。一実施形態において、第一ディフューザキャビティ内に少なくとも一つのベーンが配置される。一実施形態において、第一ディフューザ及び少なくとも一つのベーンは付加製造技術を使って形成される。
【００１０】
一実施形態において、熱交換器アセンブリはさらに、フレームキャビティ内に配置され第二ディフューザキャビティを含む第二ディフューザを備える。第二ディフューザは連続非平面コア部と流体的に連通している。一実施形態において、第二ディフューザキャビティ内に少なくとも一つのベーンが配置される。一実施形態において、第二ディフューザ及び当該の少なくとも一つのベーンは付加製造技術を使って形成される。
【００１１】
一態様において、熱交換器アセンブリの製造方法が提供される。方法は、熱交換器アセンブリのモデルを生成するステップを含む。
【００１２】
方法はさらに、熱交換器アセンブリを形成する付加製造工程を実行するステップを含む。熱交換器アセンブリは、非平面外壁と、非平面外壁から径方向内側に離間してフレームキャビティを間に形成するように配置された非平面内壁と、フレームキャビティ内に配置された連続非平面コア部を備える。一実施形態において、付加製造工程の実施は、モデルを熱交換器アセンブリの断面層をそれぞれ定義する複数の切片に変換することを含む。
【００１３】
一実施形態において、方法はさらに、非平面外壁と非平面内壁の間に延在する入口面、及び入口面の反対側で非平面外壁と非平面内壁の間に延在する出口面を形成することを含む。入口通路は入口面を貫通して延び、かつ出口通路は出口面を貫通して延び、そして連続非平面コア部は入口通路及び出口通路と流体的に連通する。
【００１４】
一実施形態において、方法はさらに、連続非平面コア部内に少なくとも一つの非平面チャネルを形成することを含む。当該の少なくとも一つの非平面チャネルは入口通路及び出口通路と流体的に連通し、かつ複数の冷却フィンが当該の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結される。一実施形態において、方法はさらに、フレームキャビティ内に配置されディフューザキャビティを含む少なくとも一つのディフューザを形成することを含む。当該の少なくとも一つのディフューザは連続非平面コア部と流体的に連通する。一実施形態において、方法はさらに、ディフューザキャビティ内に配置された少なくとも一つの第一ベーンを形成することを含む。
【００１５】
前述の特徴及び要素は、特に指定されない限り非排他的に多様に組み合わされる。これらの特徴及び要素と同様にその動作も、下記の説明及び添付図面を参照することで一層明白になるであろう。しかしながら下記の説明及び図面は、本質的に例示するためのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。
【００１６】
他の実施形態もまた開示される。
【００１７】
本開示の様々な例示的実施形態に関する下記の説明を添付図面と併せて参照することで、本明細書に含まれる実施形態、他の特徴、利点及び開示、及びそれらの実現の仕方は明らかになり、本開示はより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の実施形態が使用されるガスタービンエンジンの一実施例の断面図である。
【図２】一実施形態における熱交換器アセンブリの概略的透視断面図である。
【図３】熱交換器アセンブリの製造方法に関する実施形態の概略的流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の原理に対する理解を促進するために、ここで図面に例示される実施形態を参照し、特定の言語を使ってその実施形態を説明する。しかしこれにより本開示の範囲は限定されないことは理解されよう。
【００２０】
図１は、エンジン中心線またはＡ軸中心線周りに円周方向に配置された、発電または推進に利用されるガスタービン等のガスタービンエンジン２０を示す。本明細書においてガスタービンエンジン２０は一般に、ファン部２２、圧縮部２４、燃焼部２６、及びタービン部２８を搭載する２スプールターボファンとして開示される。代替エンジンの場合、他のシステムまたは特徴部内にオグメンタ部（図示せず）を含みうる。ファン部２２はバイパスダクト内のバイパス流路Ｂに沿って空気を送り、圧縮部２４はコア部流路Ｃに沿って空気を送って、空気を圧縮し、燃焼部２６へ送り込み、そしてタービン部２８を通して膨張させる。開示された非限定的実施形態において、２スプールターボファンガスタービンエンジンが示されるが、本明細書で記述される概念は２スプールターボファンに限定して使用されるものではなく、それらの教示は３スプール構造を含む他の種類のタービンエンジンにも適用可能であることを理解されたい。
【００２１】
例示的エンジン２０は、エンジン静止構造３６に対し長手方向エンジン中心Ａ軸の周りを複数の軸受システム３８を介して回転するように搭載された、低速スプール３０及び高速スプール３２を一般に含む。様々な位置に様々な軸受システム３８を代替的にまたは追加的に設けることが可能であり、軸受システム３８の位置は本出願に関して適切な位置に変更可能であることを理解されたい。
【００２２】
低速スプール３０は一般に、ファン４２、低圧圧縮器４４、及び低圧タービン４６を相互接続する内側シャフト４０を含む。例示的ガスタービンエンジン２０においてギア付構成物４８として例示され、ファン４２を低速スプール３０よりも遅い速度で駆動する速度変更機構を介して、内側シャフト４０はファン４２に接続される。高速スプール３２は、高圧圧縮器５２及び高圧タービン５４を相互接続する外側シャフト５０を含む。例示的ガスタービン２０において燃焼器５６は、高圧圧縮器５２及び高圧タービン５４の間に配置される。エンジン静止構造３６は一般に、高圧タービン５４と低圧タービン４６の間に配置される。エンジン静止構造３６はさらに、タービン部２８内の軸受システム３８を支える。内側シャフト４０及び外側シャフト５０は、同心を有し、かつそれぞれの長手方向軸の同一直線上にある長手方向エンジン中心Ａ軸の周りを軸受システム３８を介して回転する。
【００２３】
コア部の気流は、低圧圧縮器４４により圧縮された後高圧圧縮器５２によりさらに圧縮され、燃焼器５６により燃料と混ぜられ燃焼され、その後高圧タービン５４及び低圧タービン４６を通して膨張される。タービン４６と５４は膨張に応じて、低速スプール３０及び高速スプール３２のそれぞれを回転させる。ファン部２２、圧縮部２４、燃焼部２６、タービン部２８、及びファン駆動ギアシステム４８のそれぞれの位置は変更可能であることは理解されよう。例えばギアシステム４８は燃焼器２６の後方に、またはタービン部２８の後方にでも配置可能であり、そしてファン部２２は当該のギアシステム４８の位置の前方または後方に配置可能である。
【００２４】
一実施例のエンジン２０は、高バイパスギア付航空機エンジンである。さらなる実施例において、エンジン２０のバイパス比は約６よりも大きく、例示的実施形態においては約１０より大きく、遊星歯車装置または他のギアシステム等のエピサイクリック歯車列であるギア付構成物４８は、その減速比は約２．３よりも大きく、そして低圧タービン４６の圧力比は約５よりも大きい。開示された一実施形態において、エンジン２０のバイパス比は約１０（１０対１）よりも大きく、ファンの直径は低圧圧縮器４４の直径より有意に大きく、そして低圧タービン４６の圧力比は５（５対１）より大きい。低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズル前の低圧タービン４６の出口で測定される圧力に対する、低圧タービン４６の入口の前で測定される圧力の比である。ギア付構成物４８は、遊星歯車装置または他のギアシステム等のエピサイクリック歯車列であり、その減速比は約２．３対１より大きい。しかしながら前述のパラメータは、ギア付構造エンジンの一実施形態の単なる例示にすぎず、本発明は直接駆動ターボファンを含む他のガスタービンエンジンに適用可能であることを理解されたい。
【００２５】
高バイパス比に起因して、著しい大きさの推力がバイパス流Ｂにより供給される。エンジン２０のファン部２２は特定の飛行条件、一般に約０．８マッハで約３５,０００フィート（１０,６８８メーター）の飛行用に設計されている。バケット巡航推力当り燃料消費率（ＴＳＦＣ）としても知られる、エンジンが最良燃費で稼働する３５,０００フィート（１０,６８８メーター）を０．８マッハで飛行するという飛行条件は、燃焼する燃料のポンド質量（ｌｂｍ）を、エンジンがその最小点で発生させる推力のポンド力（ｌｂｆ）で割ったものからなる業界標準パラメータである。低ファン圧力比とは、ファン出口ガイドベーン（ＦＥＧＶ）システムがない、ファンブレードのみの前後の圧力比である。非限定的一実施形態に従って本明細書に開示された低ファン圧力比は、約１．４５よりも小さい。低修正ファン先端速度は、実際のファン先端速度（フィート／秒）を、［（Ｔｒａｍ°Ｒ）／（５１８．７°Ｒ）］０．５の業界標準温度修正値で割ったものである。非限定的一実施形態に従って本明細書に開示された低修正ファン先端速度は、約１１５０フィート／秒（約３５０．５メートル／秒）よりも小さい。
【００２６】
ガスタービンエンジン２０はさらにナセルを備えるが、図１においては明瞭な説明のため、ナセルは開かれ取り外された状態が示される。ナセルは、ナセルとガスタービンエンジン２０の間にファンバイパスダクト（図示せず）を作るようにガスタービンエンジン２０を囲む。
【００２７】
ガスタービンエンジン２０はさらに、軸受システム３８及びギア付構成物４８等のガスタービンエンジン２０の様々な構成部品を冷却し潤滑するための潤滑油を供給する潤滑システム６２をさらに備えることが可能である。潤滑システム６２は熱交換器１００及びパイプ１０１を含む。熱交換器１００はガスタービンエンジン２０の底に配置されうる。熱交換器１００はガスタービンエンジン２０の任意の好適な位置に配置可能であることは理解されよう。熱交換器１００は、潤滑システム６２における潤滑油をバイパス流路Ｂからの空気を介して冷却する、空気−油熱交換器でありうる。
【００２８】
図２は、エンジン２０内で使用される熱交換器アセンブリ１００の実施形態を例示する。熱交換器アセンブリ１００の製造には難しい製作課題が伴う。熱交換器アセンブリ１００はコンフォーマル空気冷却熱交換器アセンブリである。非限定的例示をいくつか挙げると、例えば直接金属レーザー焼結法（ＤＭＬＳ）、レーザーネットシェイプ製造法（ＬＮＳＭ）、電子ビーム積層造形法（ＥＢＭ）といった付加製造等の製造工程により、熱交換器アセンブリ１００は製造される。付加製造は、複数の薄板材を積層製造することにより完成部品を作成する特徴を持つ製造方法分類に該当する。付加製造では、製作マシンがモデルデータを読取り、そして連続する何層もの液体、粉、または関連材料を積み重ね、一連の横断図から成る物体を作り上げる。このような個々の層の材料特性は、最終的な形を作るために接合または溶解されるように選択される。付加製造の数多くの利点の一つに、ほぼ全ての形または幾何学的形状特徴を作成できることがある。この取組みにより、高価な材料から成る複雑な構成部品を、削減されたコストでより良い製造効率で作成することが可能になる。付加製造の使用により、熱交換器アセンブリ１００の比較的複雑な幾何学的形状の製造は簡易化され、アセンブリ細部及びマルチコンポーネントの製造は最小化される。
【００２９】
任意で熱交換器アセンブリ１００は、エンジンの内外において幅広い用途で使用することができる。例えばエンジン内で使用される発電器またはアクチュエータから熱を取り出すのに使用される流体を冷却しうる。またエンジン制御等の電子機器から熱を取り出す流体を冷却するのにも使用される。さらにガスタービンエンジンアセンブリで使用される多様な流体を冷却するのに加えて、熱交換器アセンブリ１００はエンジン外の機体に搭載された機器を冷却するのにも使用される。他の用途においては、熱交換器アセンブリ１００はガスタービンエンジンから離れた場所、例えば機体の外部表面上に搭載される。さらに熱交換器アセンブリ１００は、他の幅広い用途で使用され、その内部を流れる様々な流体を冷却または加熱することができる。
【００３０】
熱交換器アセンブリ１００は、非平面外壁１０４及び、非平面外壁１０４から径方向内側（エンジン回転軸Ａに関して）に離間してフレームキャビティ１０８を間に形成するように配置された非平面内壁１０６を含むフレーム１０２を備える。フレーム１０２はさらに入口面１１０を含み、その入口面１１０は入口面１１０を貫通して延びる入口通路１１２を含む。入口面１１０は非平面外壁１０４と非平面内壁１０６の間に延在する。入口通路１１２は、熱交換器アセンブリ１００に流体が流れ込むように構成されている。フレーム１０２はさらに出口面１１４を含み、その出口面１１４は出口面１１４を貫通して延びる出口通路１１６を含む。出口面１１４は、入口面１１０の反対側で非平面外壁１０４と非平面内壁１０６の間に延在する。出口面１１４は、熱交換器アセンブリ１００から流体が流れ出るように構成されている。熱交換器アセンブリ１００はさらに、フレームキャビティ１０８内に配置された連続非平面コア部１１８を備える。一実施形態において、フレーム１０２及び連続非平面コア部１１８は付加製造技術を使って形成される。
【００３１】
一実施形態において、連続非平面コア部１１８は入口通路１１２及び出口通路１１６と流体的に連通している非平面チャネル１２０を少なくとも一つ含む。連続非平面コア部１１８はさらに、当該の少なくとも一つの非平面チャネル１２０に動作可能に連結された複数の冷却フィン１２２を含む。
【００３２】
一実施形態において、熱交換器アセンブリ１００はさらに、フレームキャビティ１０８内に配置され第一ディフューザキャビティ１２６を含む第一ディフューザ１２４を備える。第一ディフューザ１２４は連続非平面コア部１１８と流体的に連通している。第一ディフューザ１２４は、連続非平面コア部１１８の入口で流体の特性を制御するように構成される。一実施形態において、第一ディフューザキャビティ１２６内に少なくとも一つのベーン１２８が配置される。非限定的な例示を二、三挙げると、例えば第一ディフューザ１２４を使用して、流体の速度を遅らせる、または流れを特定の一方向へ向けること等がある。一実施形態において、第一ディフューザ１２４及び少なくとも一つのベーン１２８は付加製造技術を使って形成される。
【００３３】
一実施形態において、熱交換器アセンブリ１００はさらに、フレームキャビティ１０８内に配置され第二ディフューザキャビティ１３２を含む第二ディフューザ１３０を備える。第二ディフューザ１３０は連続非平面コア部１１８と流体的に連通している。第二ディフューザ１３０は、連続非平面コア部１１８の出口で流体の特性を制御するように構成される。一実施形態において、第二ディフューザキャビティ１３２内に少なくとも一つのベーン１３４が配置される。非限定的な例示を二、三挙げると、例えば第二ディフューザ１３０を使用して、流体の速度を速める、または流れを当該の少なくとも一つのベーン１３４を介して特定の一方向へ向けること等がある。一実施形態において、第二ディフューザ１３０及び当該の少なくとも一つのベーン１３４は付加製造技術を使って形成される。
【００３４】
図３は、図２に表されるような熱交換器アセンブリ１００の、全体を２００で示す製造方法を例示する。方法は、熱交換器アセンブリ１００のモデルを生成するステップ２０２を含む。モデルは任意の好適な手法で定義されることは理解されよう。例えばモデルは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）及び／または数値流体力学（ＣＦＤ）ソフトウェアで設計され、かつ外面及び内面の両方を含む熱交換器アセンブリ１００の全体構成の三次元数値座標を含みうる。
【００３５】
方法は、熱交換器アセンブリ１００を形成する付加製造工程を実行するステップ２０４を含む。熱交換器アセンブリ１００は、非平面外壁と、非平面外壁から径方向内側に離間してフレームキャビティを間に形成するように配置された非平面内壁と、フレームキャビティ内に配置された連続非平面コア部を備える。例えば熱交換器アセンブリは、直接金属レーザー焼結法（ＤＭＬＳ）を使って形成されうる。ＤＭＬＳは、例えば三次元コンピュータモデルといった三次元情報を使って構成部品を製作する製造工程である。三次元情報は、それぞれが予め定められた高さにおける構成部品の断面を定義する、複数の切片（ｓｌｉｃｅｓ）に変換される。そして付加製造によって製造される熱交換器アセンブリ１００は、一枚一枚または一層一層、最後まで「成長」する。実施形態において、各層の寸法はおよそ０．０００５〜０．００１インチ（およそ０．０１２７〜０．０２５４ｍｍ）であることは理解されよう。一実施形態において、付加製造工程の実施は、モデルを熱交換器アセンブリ１００の断面層をそれぞれ定義する複数の切片に変換することを含む。熱交換器アセンブリ１００の構成部品の非平面的性質のため、非平面構成部品を横断する各切片は、いくつかの位置において非平面構成部品上または非平面構成部品内に配置され、かつ他の位置において非平面構成部品を横断しない。
【００３６】
一実施形態において、ステップ２０４はさらに、非平面外壁と非平面内壁の間に延在する入口面、及び入口面の反対側で非平面外壁と非平面内壁の間に延在する出口面を形成することを含む。入口通路は入口面を貫通して延び、かつ出口通路は出口面を貫通して延び、そして連続非平面コア部は入口通路及び出口通路と流体的に連通する。
【００３７】
一実施形態において、ステップ２０４はさらに、連続非平面コア部内に少なくとも一つの非平面チャネルを形成することを含む。当該の少なくとも一つの非平面チャネルは入口通路及び出口通路と流体的に連通し、かつ複数の冷却フィンは当該の少なくとも一つの非平面チャネルに動作可能に連結される。一実施形態において、ステップ２０４はさらに、フレームキャビティ内に配置されディフューザキャビティを含む少なくとも一つのディフューザを形成することを含む。当該の少なくとも一つのディフューザは連続非平面コア部と流体的に連通する。一実施形態において、ステップ２０４はさらに、ディフューザキャビティ内に配置された少なくとも一つの第一ベーンを形成することを含む。
【００３８】
熱交換器アセンブリ１００は、エンジン２０内でより小さいスペースを占め、かつ環状キャビティ内で適正レベルの熱交換を行う、フレーム１０２内に配置された連続非平面コア部１１８を備えることは理解されよう。熱交換器アセンブリ１００は、他の構成部品の配置または利用可能な容積に影響せずにエンジン２０内の利用可能な空間に合致するように、付加製造技術を使って形成されることも理解されよう。
【００３９】
図面及び前述の説明において本発明は例示され詳しく説明されているが、これらは例示であって制限する性質のものではなく、所定の実施形態のみが示され説明されていること、及び本発明の趣旨から逸脱しない全ての変更及び修正は保護されるべきものであることは理解されよう。
【図１】
2016079984.tif 000003
【図２】
2016079984.tif 000004
【図３】
2016079984.tif 000005