用于排流发电的方法和系统技术方案

提供了一种用于排流发电的方法和系统。该发动机包括由压缩机区段、加热系统和膨胀区段串联流动布置形成的核心流动路径。排气回路从核心流动路径延伸以从核心流动路径提取一部分压缩流体。该方法和系统包括通过与发动机的核心流动路径流体连通地延伸的排气回路排气压缩流体；使压缩流体通过排气回路流到位于排气回路处的涡轮转子；经由涡轮转子从穿过涡轮转子的压缩流体动中提取能量；以及在可操作地连接到涡轮转子的电机处接收能量。连接到涡轮转子的电机处接收能量。连接到涡轮转子的电机处接收能量。

【技术实现步骤摘要】
用于排流发电的方法和系统


[0001]本主题大体上涉及用于由燃气涡轮发动机和推进系统发电的方法和系统。

技术介绍

[0002]诸如飞行器和其他集成了燃气涡轮发动机和推进系统的运载器，需要越来越大的电力来满足电力需求。例如，飞行器子系统的电气化可能包括执行器、环境控制系统、热管理系统、防冰加热器和流量装置，以及电动动力总成推力生成。某些系统可包括与发动机的线轴的直接连接，例如经由与线轴的机械联接在附件齿轮组件处产生能量。然而，这种系统降低了用于产生推力的线轴的效率。
[0003]因此，需要发电系统和方法，其产生电能同时减轻或消除与机械功率提取相关的损失。此外，需要执行泄漏检测或故障检测的方法和发电系统，以减轻或消除与从燃气涡轮发动机的功率提取相关的损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本专利技术的实践获知。
[0005]本公开的一个方面涉及提供一种用于泄流发电的方法和系统。该发动机包括由压缩机区段、加热系统和膨胀区段串联流动布置形成的核心流动路径。排气回路从核心流动路径延伸以从核心流动路径提取一部分压缩流体。该方法和系统包括通过与发动机的核心流动路径流体连通地延伸的排气回路排气压缩流体；使压缩流体通过排气回路流到位于排气回路处的涡轮转子；经由涡轮转子从穿过涡轮转子的压缩流体动中提取能量；以及在可操作地联接到涡轮转子的电机处接收能量。
[0006]参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图说明了本专利技术的实施例，并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
附图说明
[0007]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0008]图1是包括根据本公开的方面的发电系统的运载器的示例性实施例；
[0009]图2是根据本公开的方面的发电系统的示意性实施例；
[0010]图3
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5是根据本公开的方面的发电系统的涡轮组件的示意性实施例；
[0011]图6
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7是根据本公开的方面的涡轮组件的涡轮转子的实施例；
[0012]图8
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9是根据本公开的方面的发电系统的示意性实施例；
[0013]图10是概述根据本公开的方面的发电方法的步骤的流程图；以及
[0014]图11是概述根据本公开的方面的用于故障检测的方法的步骤的流程图。
[0015]在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
[0016]现在将详细参考本专利技术的实施例，附图中示出了本专利技术的一个或多个示例。提供每个实施例是为了解释本专利技术，而不是对本专利技术的限制。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本专利技术旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
[0017]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0018]术语“上游”和“下游”是指相对于流体通路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体来流的方向，“下游”是指流体流向的方向。
[0019]本文提供了泄流发电系统的实施例，以及用于发电和故障检测的方法。发电系统和方法的实施例可以产生电能，同时减轻或消除与机械功率提取相关的损失。此外，本文提供的实施例允许泄漏检测或故障检测，其减轻或消除与从燃气涡轮发动机的功率提取相关的损失。
[0020]本文提供的实施例包括涡轮转子，其定位在从发动机的压缩机区段延伸的排气回路处。涡轮转子可操作地联接到电机以产生能量。能量可以储存在能量储存装置中，或者排气到发动机、飞行器或其他运载器处的一个或多个子系统。本文提供的系统和方法的实施例提供的益处优于可将过量引气排气到船外(例如，至大气条件)的已知方法和结构。本文提供的实施例产生有用的能量和功，并且可以进一步提供热电发电的期望替代方案。
[0021]现在参照附图，在图1中，提供了根据本公开的方面的包括发动机10和发电系统60的运载器100的示例性实施例。在一个实施例中，运载器100是包括飞行器结构或机架105的飞行器。机架105包括机身110，机翼120和尾翼130附接到机身110。根据本公开的方面的发动机10附接到机身的一个或多个部分。
[0022]在某些情况下，发动机10连接到机身110的后部。在某些其他情况下，发动机10附接到机翼120和/或尾翼130的下方、上方或通过机翼120和/或尾翼130的一部分。在各种实施例中，发动机10经由挂架(pylon)或其他安装结构附接到机架105。在其他实施例中，发动机10容纳在机架内，例如可以在某些超音速军用或商用飞行器中举例说明。
[0023]运载器100的各种实施例包括计算系统140，例如被构造为控制运载器100或发动机10的航空电子设备或其他电子装置或计算装置。运载器100还可以包括环境控制系统(ECS)150，例如向运载器的舱室、计算系统140、运载器表面防冰系统160、推进系统防冰系统或运载器100或发动机10的其他系统提供热调节空气。在诸如本文所述的各种实施例中，发电系统60可被构造为提供用于操作本文所述的系统中的一个或多个的能量。
[0024]现在参考图2，提供了运载器100(图1)处的发动机10和发电系统60的示例性示意性实施例。发动机10通常可以构造为推进系统或发电系统，例如用于辅助动力单元(APU)、混合动力发动机或其他发动机构造。发动机10的特定实施例可被构造为燃气涡轮发动机或
涡轮机、冲压发动机或超音速燃烧冲压发动机(超燃冲压发动机)。发动机10的其他特定实施例可包括构造为涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机、螺旋桨发动机或开式转子发动机的涡轮机。发动机10的某些实施例包括串联流动布置的风扇区段12、压缩机区段20、加热或燃烧区段26、膨胀区段30和排气区段36。
[0025]加热系统26可以被构造为任何合适的爆燃和/或起爆燃烧系统。这样的系统包括但不限于环形、罐式、罐式环形、双环形、驻涡燃烧(TVC)、或蜗壳或涡旋式、或贫燃和/或富燃构造的其他爆燃燃烧器构造。这种系统可以另外地或替代地包括旋转爆震、脉冲爆震或其他爆震燃烧系统，或与爆燃燃烧系统的组合。
[0026]风扇区段12包括一级或多级转子和叶片。一个或多个风扇流位于一级或多级转子和叶片的下游。在某些实施例中，风扇流位于第一级风扇转子的后面，例如通常限定涡轮风扇发动机的风扇旁路。在某些实施例中，一个或多个风扇流位于第二级或更多级风扇转子(例如，低压压缩机或增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机排流发电的方法，其特征在于，所述发动机具有由压缩机区段、加热系统和膨胀区段以串联流动布置形成的核心流动路径，所述发动机进一步具有从所述核心流动路径延伸的排气回路以从所述核心流动路径中提取一部分压缩流体，所述方法包括：通过从所述发动机的所述核心流动路径以流体连通方式延伸的排气回路排气压缩流体；使所述压缩流体通过所述排气回路流到位于所述排气回路处的涡轮转子；通过所述涡轮转子从穿过所述涡轮转子的压缩流体流中提取能量；以及在可操作地联接到所述涡轮转子的电机处接收能量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在可操作地联接到所述电机的能量储存装置处接收能量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在从穿过所述涡轮转子的所述压缩流体中提取能量之后，使所述压缩流体从所述涡轮转子流到所述发动机的所述膨胀区段。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使所述压缩流体从所述涡轮转子流动是使其流到所述膨胀区段的低压涡轮。5.根据权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：