管理推进系统中的热能量的方法技术方案

一种管理推进系统中的热能量的方法包括从推进系统的压缩机区段转向引气流。从压缩机区段转向的引气流的量是压缩机区段的高压压缩机的入口处的入口流量的至少5％。引气流被提供给热管理系统。引气流通过热管理系统的膨胀涡轮。引气流被提供给热负载。胀涡轮。引气流被提供给热负载。胀涡轮。引气流被提供给热负载。

【技术实现步骤摘要】
管理推进系统中的热能量的方法


[0001]本公开涉及推进系统中的热能量管理。特别地，本公开涉及管理来自推进系统中的压缩机的引气流。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机通常包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机，例如涡轮风扇发动机，可用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，转子组件可以配置为风扇组件。
[0003]通常，燃气涡轮发动机结合使用一个或多个热管理系统来控制通过发动机的各种部件的各种流体的热能量。然后，热管理流体可以被发动机或飞行器的其他部分使用，例如环境控制系统、辅助动力单元或空气循环机。
[0004]在推进系统(如燃气涡轮发动机)的现有热管理系统中，并入了各种小型离心压缩机，以管理和冷却空气流。本公开的专利技术人已经发现，由于压缩机中的叶尖间隙与叶片高度的大比率，这种小型压缩机可能效率低下。对这种热管理系统的改进将在本领域中受到欢迎。
附图说明
[0005]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公开的完整且有效的公开，包括其最佳模式，其中：
[0006]图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的横截面视图。
[0007]图2是发动机和第一高引气压缩机架构热管理系统的简化示意图。
[0008]图3是发动机和第二高引气压缩机架构热管理系统的简化示意图。
[0009]图4是发动机和第三高引气压缩机架构热管理系统的简化示意图。
[0010]图5是发动机和第四高引气压缩机架构热管理系统的简化示意图。
具体实施方式r/>[0011]现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的类似或相似的标号已用于指代本公开的类似或相似的部分。
[0012]本文使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于其他实施方式或比其他实施方式有利。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0013]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来，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0014]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载工具内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载工具的正常运行姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0015]术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流出的方向，而“下游”是指流体流向其的方向。
[0016]术语“联接”、“固定”、“附接到”等既指直接联接、固定或附接，也指通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有说明。
[0017]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指代。
[0018]在本文整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言被应用于修改可以允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由一个或多个术语(例如“约”、“近似”和“基本上”)修饰的值，不限于指定的精确值。在至少某些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的裕度。
[0019]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0020]本公开通常涉及用于推进系统的热管理系统。所公开的热管理系统从高压压缩机中提取相对大量的引气并用引气驱动预冷却系统。本公开提供了来自高压压缩机的引气的多种有效用途。
[0021]所提出的高引气架构有助于增加失速裕度并避免在低功率下的额外燃料流。此外，虽然更多的气流从高压压缩机排出，降低了整个推进系统的压缩机区段的效率，但这种配置允许热管理系统在没有相对于发动机的压缩机区段效率低的专用压缩机的情况下运行，从而为整个系统带来净效率效益。
[0022]现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，图1是根据本公开的示例性实施例的推进系统10的示意性横截面视图。更具体地，对于图1的实施例，推进系统10包括燃气涡轮发动机，本文称为“涡轮风扇发动机12”。在一个示例中，涡轮风扇发动机12可以是高旁通涡轮风扇喷气发动机。如图1所示，涡轮风扇发动机12限定轴向方向A(平行于以供参考的纵向中心线14延伸)和径向方向R。通常，涡轮风扇发动机12包括风扇区段16和设置在风扇区段16下游的核心涡轮发动机18。
[0023]所示的示例性核心涡轮发动机18通常包括限定环形入口22的基本管状外壳体20。外壳体20以串行流动顺序/关系包围压缩机区段，压缩机区段包括增压器或低压压缩机24(“LP压缩机24”)和高压压缩机26(“HP压缩机26”)；燃烧区段28；涡轮区段，涡轮区段包括高压涡轮30(“HP涡轮30”)和低压涡轮32(“LP涡轮32”)；和燃烧区段28。高压轴或线轴34(“HP线轴34”)将HP涡轮30驱动连接到HP压缩机26。低压轴或线轴36(“LP线轴36”)将LP涡轮32驱动连接到LP压缩机24。
[0024]对于所描绘的实施例，风扇区段16包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40通常沿径向方向R从盘42向外延伸。由于风扇叶片40被可操作地联接到合适的致动构件44，每个风扇叶片40能够围绕俯仰轴线P相对于盘42旋转，致动构件44被配置为共同地，例如一致地改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42和致动构件44能够通过跨越动力齿轮箱46的LP线轴36一起绕纵向中心线14旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，用于将LP线轴36的旋转速度降低到更有效的风扇转速。
[0025]仍然参考图1的示例性实施例，盘42被可旋转的前轮毂48覆盖，该前轮毂48具有空气动力学轮廓以促进气流通过多个风扇叶片40。另外，风扇区段16包括环形风扇壳体或外机舱50，其周向围绕可变桨距风扇38和/或核心涡轮发动机18的至少一部分。应当理解，在一些实施例中，机舱50可配置成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于核心涡轮发动机18被支撑。此外，机舱50的下游区段54可以在核心涡轮发动机18的外部部分上方延伸，以便在其间限定旁通气流通道56。
[0026]在涡轮风扇发动机12操作期间，一定体积的空气58通过机舱50和/或风扇区段16的相关入口60进入涡轮风扇发动机12。当一定体积的空气58穿过风扇叶片40时，如箭头62所示的空气58的第一部分被引导或导向到旁通气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管理推进系统中的热能量的方法，其特征在于，所述方法包括：使引气流从所述推进系统的压缩机区段转向，其中从所述压缩机区段转向的所述引气流的量是所述压缩机区段的高压压缩机的入口处的入口流量的至少5％；为热管理系统提供所述引气流；使所述引气流通过所述热管理系统的膨胀涡轮；和将所述引气流提供到热负载。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在将所述引气流提供到所述膨胀涡轮之前，将所述引气流提供到第一热交换器；和利用所述第一热交换器冷却所述引气流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括向所述第一热交换器提供冷却剂，其中所述冷却剂由燃料系统提供，其中所述燃料系统包括：燃料箱；和脱氧系统，所述脱氧系统位于所述燃料箱和所述第一热交换器之间并且流体连接到所述燃料箱和所述第一热交换器。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，使所述引气流通过所述膨胀涡轮包括：利用所述引气流驱动所述膨胀涡轮的涡轮元件；利用所述膨胀涡轮使所述引气流膨胀；并且利用所述膨胀涡轮降低所述引气流的热能量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其...

【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：