辐条536在这个实施例中是略微螺旋形状的以便提供间隙、但可以是真正径向的或在其他实施例中具有其他构型。
[0244]图18示出了对热交换器的修改，该热交换器结合有用来防止该热交换器由于形成霜冻或冰而被堵塞的甲醇或其他防冻剂的再循环。空气流像之前那样、如气流箭头A、B方向上示意性所示、向内环形地流经该热交换器，该空气流被这些氦导管120(为清楚起见在图18中未示出)冷却并且在图18中未示出(为清楚起见)。甲醇(或其他防冻剂)从来源/栗550沿着管道552被供送至位于热交换器52气流中的相对冷的下游位置处的第一注入器歧管554中。甲醇接着被收集，或其显著部分与空气流中的水一起在第一下游捕捉或去除安排556处被收集。所捕捉的、被水稀释的甲醇接着被栗558沿着管道560再循环到更上游的甲醇/水注入歧管562，并且此混合物接着(至少部分地)与来自空气流中的更多水一起在另外一个捕捉或去除安排564处被捕捉。甲醇(与水一起)接着被另外一个栗566沿着另外一个管道568栗送，其中进一步稀释的甲醇被栗送至上游的甲醇/水注入器歧管570，在这里它被注入空气流中。该进一步稀释的甲醇(被水稀释)接着在上游捕集器或去除安排572处被收集、或基本上全部被收集，从这里该甲醇被引导离开到达出口 574，该出口可以通向发动机的燃烧或推力产生区段以便从发动机喷出而供应额外的推力。这种甲醇再循环(其中它每次在更上游的位置(并且因此在概念上可以被认为是与空气流逆流，即使如示意性箭头577所示甲醇是在空气流中与空气一气流动也是如此)被再注入)确保了甲醇或其他防冻剂的消耗被优化至最小值。
[0245]已设想到在一些实施例中，甲醇和水可以从出口574被引导离开到达甲醇分离器，例如蒸馏系统，以用于重新浓缩该甲醇以便重新使用来降低总体甲醇消耗和要携带的甲醇重量。
[0246]代替图18所示的安排，有可能在每个注入歧管(像562)之后并且在下一个喷出歧管之前具有串联的(沿着空气流路径一个在另一个之后)两个或更多捕集器区段(像捕集器安排572)。
[0247]如图21A所示，热交换器52(或预冷却器)可以在试验台架580中是与前部被动热交换器模拟器582和后部被动热交换器模拟器584组装到一起的。这些模拟器582、584具有与热交换器52相似的空气流动特性。这些空气流模拟器582、584和热交换器52是以中心线或轴线588绕出口输送管586环形地安排的。实际上对于具有彼此并排的三个(或另外数量的多个)热交换器52的准备好飞行的安排而言，这些前部和后部被动空气流模拟器582、584可以是用额外的、与中间热交换器52基本上相同的热交换器52来替代的。这三个热交换器52因此可以接受来自从入口 43引出的输送管592的进入空气流590，并且出口输送管586可以通向图3所示的涡轮压缩机46的空气压缩机54。
[0248]这些空气流模拟器582、584和热交换器52各自被一系列594、596、598重叠的导向叶片600径向向内地界定，每个导向叶片是与中央轴线588共轴的环形的或环状的元件。每个导向叶片沿着轴线588具有纵向范围并且在如图21B所示的截面中具有延伸了该导向叶片的纵向范围的大致20%的一个弯曲的、总体上圆化的前导部分602、以及延伸了导向叶片600的纵向范围的剩余大致80 %的一个基本上锥形的尾随部分604，虽然图21B示出了该前导边缘604为若干个平坦的部分，但事实上它优选地是平滑地弯曲的。由于这种叶片构型(其中叶片是弯曲的且相互嵌套的并且其中相邻导向叶片600之间的出口区域606远小于其前导边缘610之间或附近的入口区域608(记住如截面中所示的横向于流动的较小槽缝长度以及在出口区域606处的较小周长二者))，流动被转向并且加速经过导向叶片600。每个导向叶片600从其前导边缘610到其尾随边缘612—路上具有基本上相同的宽度，但在其他实施例中这可以改变。每个导向叶片600的前导边缘610(或前导边缘部分614)相对于径向方向成大致10度角，即图21B中的角度A。每个导向叶片600的尾随边缘612(或尾随边缘部分616)相对于输送管586的纵向轴线588成大致10度角，即图21B中的角度B。
[0249]这些导向叶片600用于局部地使空气流转向且加速到在出口输送管586中的总体空气速度，使得上游(即，在前部和后部被动空气流模拟器582、584和热交换器52上游的)速度分布被迫变得更均匀，从而使得相同或基本上相同的空气质量流速将流经每一者，即使它们沿着输送管586在不同距离处亦是如此。
[0250]虽然最初假设的是插入出口输送管586中的中心体将消除在朝向发动机的方向上沿着出口输送管的静态压力分布问题，但当本申请人进行测试时，出乎意料地这样的中心体并没有所希望的效果并且迫使甚至更多的流动被抽吸穿过设施的后部，其原因(本申请人已经找出)是进入出口输送管的空气在径向方向上进入、但随后遵循弯曲路径以便使其转过90度而离开该出口输送管并且只要流体遵循弯曲路径就存在垂直于流动的压力梯度，并且发现了朝设备的后部(更靠近输送管出口 589)进入出口输送管的流动与从更靠近其前部591的位置进入输送管中的空气相比将遵循更紧的曲率半径，其中更紧的曲率半径和朝向后部的高速度造成了更大的压力梯度并在前部被动空气流模拟器582下方与在后部被动空气流模拟器584相比产生更高压力区域，从而因此致使被抽吸跨过后部被动空气流模拟器584的速度与前部被动空气流模拟器582相比更高。
[0251]这些转向叶片600在滚筒状空气流模拟器582、584和热交换器52的出口处局部地消除了这个问题。虽然在相邻叶片600之间仍在轴向方向上存在压力梯度，但现在这被限制在叶片对的边界之间。因此通过将流动拆分成足够数量的转向片段，可以消除或至少减少较大的出口输送管压力梯度。不仅抽吸穿过这三个滚筒582、584、52质量流速更均匀，而且跨过热交换器52的流线也变成几乎径向的(减小了在没有叶片的情况下在一个轴线位置而非另一个位置有更多流穿过热交换器的趋势)，由此帮助确保穿过热交换器52的流场更均匀，以用于热传递的目的。
[0252]在安装了这些转向叶片600的情况下，看到压力比(S卩，在前部空气流模拟器586的区域中输送管586中的压力与在后部模拟器584的区域中的压力之比)从没有导向叶片600情况下的比率72%改善到了如图21A所述安装有导向叶片情况下的89%。
[0253]因此显示这些叶片600提供了对穿过具有纵向范围的热交换器组件并且通向轴流输送管的和/或穿过具有多个热交换器模块(像模块52)以及类似模块来取代被动空气流模拟器582、584的安排的质量流量进行重新分布的解决方案。这些叶片600提供了穿过热交换器52的更均匀的径向速度分布。
[0254]叶片出口角度(B)可以沿着设备的轴向长度改变以便更进一步地增大流动均匀性，并且已设想到还可以添加中心体603，使得可以利用组合式转向叶片与中心体几何形状来提供高度均匀的流动分布而具有最小的总压力损失。在出口输送管586为总体上圆柱形的情况下，中心体603的截面可以是抛物线形的，如示意性示出的，以便对每单位长度提供总体上线性的面积增大(由于该3D环形形状)从而使得质量通量能保持基本上恒定。
[0255]如图21A所示，与内部导向叶片600—样，每个热交换器52还可以配备有一系列沿着其轴线长度完全延伸的、或基本上如此的外部导向叶片601。为清楚起见在图21A中仅示出了三个这样的外部叶片601。这些外部叶片601优选地各自如图21A所示开槽，因为当流经过这些叶片601并且开槽结构阻挡该流到失速时，压力增加并且流速减慢。在内部叶片606上不需要开槽，因为跨过它们压力减小并且流动减速。在流动径向向外反向的其他实施例中，这些内部叶片可以开槽。在一些实施例中，可以省略内部叶片600或外部叶片601。
[0256]例如图13B中所示，这些捕集器板270具有短粧700，这些短粧伸入导管120矩阵中的捕集器凹座之中，这允许它们在该矩阵在热位移和压力位移下移动时跟随这些捕集器凹座。将了解的是，这些捕集器板270重叠从而防止在其间出现轴向空气泄露；并且要注意的是，这些捕集器板正常情况下并不径向地承载在彼此上或前舱壁和后舱壁上。
[0257]虽然在大多数附图中示出的实施例在导管120矩阵的径向外部仅具有单一防冻剂/甲醇注入点，但已设想到，准备好飞行的发动机可以在不同的径向位置或更多的径向位置具有至少两个注入点，如图18所示。
[0258]图9B所示的过渡导管702在试验台架中可能是有用的并且在实际运行的发动机中可以去除掉。
[0259]这些捕集器元件126中的凹盘式凹座为大致50mm长。丝网258被紧密包裹在这些捕集器导管周围并且固定至其上。这形成了多个50mm长的凹座，其中每个捕集器导管126是盘状的、被多个凸台254分开的，在这些凸台处丝网258接触导管从而将这些抽吸空腔分隔成多个分开的凹座，这样使得在丝网损坏的情况下，剩余凹座仍工作。
[0260]包括温度传感器350和控制器352在内的这些温度控制部件可以在其他实施例中被适配成具有本领域技术人员已知的其他设备形式或用其替换，从而通过在这些具体捕集器位置处提供正确量的甲醇/水冷凝来为霜冻控制而维持恒定的空气侧温度轮廓。在至少一些实施例中这种控制被适配成将最后(最冷的)捕集器排控制成处于约-80°C至-100°C的空气温度，此时甲醇浓度应为约80%摩尔分数或88%质量分数，以便将冰冻点延迟到最低可能温度。
[0261]该霜冻控制系统与上述以前的公开案相比要求非常少的消耗材料，即所需的甲醇的质量非常少，对应于增加的交通工具有效载荷和改进的经济性。
[0262]甲醇歧管174与这些辐条536的连接优选地是经由带槽的孔(未示出)的以允许径向热膨胀。
[0263]附图中所示的甲醇注入器环174是由多个主动注入导管710以及较大直径的交替的普通非流体注入导管712构成的。这种安排在靠近这些注入导管710处提供了增大的空气速度，但是在其他实施例中可以去掉这些普通导管712。
[0264]使用弹簧542将外部集管110轻微压靠在导管120矩阵上施加了初始预载荷，这种初始预载荷在发动机运转时被空气侧压降所扩增，并且它还防止这些模块螺旋段108在热交换器52的轴线为水平时摆动张开。可以在其他实施例中替换氦旁路控制件350、352、354，并且可以改变回路以包括再循环回路以及用于捕集器温度控制的替代性设计。
[0265]该热交换器可以用在除了具有所示发动机的情形之外的其他应用中并且不局限于用于所描述的具体航空航天应用中、并且可以用于各种其他的航空航天应用和工业应用中。
[0266]附图中所示的各个特征可以改变成所示出和描述的，而不背离本发明的范围。例如，在一些实施例中可以用片材形成由这些捕集器板127和舱壁530、532形成的端壁。
[0267]在具有总体上径向向外的空气流(代替径向向内)的实施例中，该导管支撑结构(包括鸟笼滚筒84和I形梁130)可以颠倒而使得滚筒84被定位在螺旋导管120的径向外部以便抵抗其上的向外加载。
[0268]在被冷却的流体(例如空气)不包含水蒸气的情形下，或者如果流体不会被冷却到低于O度，霜冻形成会妨碍热交换器运行的可能性较低。在这样的情形下，可能有利的是从热交换器中去除霜冻控制设备(例如，该甲醇注入系统、这些捕集器组件240、这些垫片500、这些折线部112’、114’、在螺旋区段108的区域中的I形梁130、弧形凹座160、径向部分122以及箔/榫124)，以便例如在将该热交换器与发动机(例如在GB 1318111.0中披露的发动机)一起使用时减轻重量。
[0269]在不背离如所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，可以针对所描述的实施例进行多种不同修改。
【主权项】
1.一种热交换器，包括: 供第一流体流动的至少一个第一管道区段，该第一流体与在经过该至少一个第一管道区段的流动路径中的第二流体进行热交换；以及 支撑该至少一个第一管道区段的支撑件，其中该至少一个第一管道区段在第一位置处安装到该支撑件上，并且该至少一个第一管道区段在其上的第二位置处是可相对于该支撑件响应于热变化而移动的。2.如权利要求1所述的热交换器，其中，该至少一个第一管道区段包括多个导管以用于进行热交换。3.如权利要求2所述的热交换器，其中，这些导管以其第一端连接至该至少一个第一管道区段的入口集管并且以其第二端连接至出口集管。4.如权利要求3所述的热交换器，其中，该第一位置位于该入口集管和出口集管中的、固定地安装至该支撑件上的一者处，该入口集管和出口集管中的另一者是可相对于该支撑件响应于热变化而移动的。5.如权利要求4所述的热交换器，其中，这些集管中的另一者被安装至可相对于该支撑件移动的可移动支撑件上。6.如权利要求2至5中任一项所述的热交换器，其中，该至少一个第一管道区段包括螺旋区段，该螺旋区段具有多个导管，这些导管以螺旋形并排延伸并且成排地彼此间隔开。7.如权利要求6所述的热交换器，其中，该至少一个第一管道区段中的这些导管安排成在径向方向上彼此间隔开的I到40个排中，例如4个这样的排中。8.如权利要求5或权利要求6所述的热交换器，其中，这些导管被安排成在轴线方向上彼此间隔开的约10至1000个排中，例如约70至100个这样的排中。9.如权利要求2至8中任一项所述的热交换器，其中，这些导管是约I至3米长的并且从第一集管延伸至第二集管。10.如权利要求2至9中任一项所述的热交换器，其中，这些导管具有的直径为约1_。11.如权利要求2至10中任一项所述的热交换器，其中，这些导管具有的壁厚度为约20至40微米。12.如权利要求6所述的或如从属于权利要求6时的以上任一项权利要求所述的热交换器，包括互相嵌套的并且被定向成相对于彼此成角度间隔开的多个所述螺旋区段。13.如权利要求12所述的热交换器，其中，所述螺旋区段被配置成总体圆柱形滚筒的形状。14.如权利要求12或权利要求13所述的热交换器，其中，该支撑件包括至少一个圆形箍，该至少一个第一管道区段固定至该至少一个圆形箍上。15.如权利要求14所述的热交换器，其中，该支撑件包括多个所述圆形箍，这些圆形箍被配置成在大致圆柱形的穿孔滚筒结构中彼此间隔开，并且其中该至少一个第一管道区段的集管被固定至该多个所述圆形箍上;优选地包括支撑结构，该支撑结构以环形方式延伸并且至少部分地径向地在所述集管与对应的该至少一个第一管道的另外一个集管之间延伸，该另外一个集管是由引导构件支撑的，该引导构件被安排成相对于该穿孔滚筒结构响应于热变化而环圆周地移动。16.如权利要求3所述的或如从属于权利要求3时的以上任一项权利要求所述的热交换器，其中，所述入口集管和所述出口集管中的至少一者是基本上刚性的并且流体地联接至柔性管道上。17.如权利要求16所述的热交换器，其中，该柔性管道是流体地联接至基本上刚性的歧管上的。18.如权利要求17所述的热交换器，其中，该基本上刚性的歧管是相对于该支撑件轴向地固定在位、但是自由地径向地移动的，例如径向地伸长。19.如权利要求6所述的或如从属于权利要求6时的以上任一项权利要求所述的热交换器，其中，在该至少一个第一管道区段中的这些导管排包括由间隔件彼此间隔开的多个排，这些间隔件被安排成用于抵抗施加到这些导管上的空气动力学载荷。20.如权利要求6所述的或如从属于权利要求6时的以上任一项权利要求所述的热交换器，进一步包括载荷元件，例如垫片，该载荷元件位于两个相邻的所述第一管道区段的导管之间以用于在其间传输载荷、同时允许响应于热变化而在其间进行相对滑动运动。21.如从属于权利要求19时的权利要求20所述的热交换器，其中，该载荷元件与这些间隔件基本上对齐以形成总体上径向延伸的载荷路径结构，以用于对施加到这些导管上的空气动力学载荷做出反应、同时允许在相邻的所述第一管道区段之间响应于热变化而进行相对移动。22.如权利要求21所述的热交换器，进一步包括配置成系列的多个所述载荷元件，其中该多个所述载荷元件是彼此总体上环圆周地间隔开的。23.—种交通工具发动机，包括:燃烧区段；以及如以上任一项权利要求所述的热交换器，其中，该热交换器被适配成用于在引向该燃烧区段的流动路径中冷却作为该第二流体的空气。24.如权利要求23所述的交通工具发动机，进一步包括氦供应源以用于提供氦作为该第一流体。25.包括如权利要求1至22中任一项所述的热交换器的一种飞行机器，例如飞行器或轨道运载火箭。26.包括如权利要求23或权利要求24所述的交通工具发动机的一种飞行机器，例如飞行器或轨道运载火箭。27.一种热交换