用于飞机的放气系统和相关方法技术方案

本发明专利技术公开了用于飞机的放气系统和相关方法。一种实例设备包括涡轮压缩机，其包括的压缩机具有压缩机入口，该压缩机入口流体连接到飞机发动机的低压压缩机和该飞机发动机的高压压缩机的中间端口。该压缩机入口基于该飞机的第一系统参数从该低压压缩机或该高压压缩机接收流体。涡轮具有涡轮入口，该涡轮入口流体连接到该飞机发动机的高压压缩机的中间端口和该高压压缩机的高压端口。该涡轮入口基于该飞机的第二系统参数从该高压压缩机的中间端口或该高压压缩机的高压端口接收流体。

【技术实现步骤摘要】
用于飞机的放气系统和相关方法
本公开一般涉及飞机且更具体地，涉及用于飞机的放气系统和相关方法。
技术介绍
商用飞机或喷气客机通常采用环境控制系统增压飞机的客舱和/或采用热防结冰系统来为防结冰应用提供加热空气。到这些系统的空气供给通常由从飞机发动机的压缩机提取的放气提供或者由飞机发动机的压缩机提供。为了满足各种飞机系统的压力和/或温度需求，放气通常从飞机发动机的高阶低压压缩机提取。例如，放气通常从飞机发动机的第八阶压缩机提取。然后，在提供放气到飞机的系统(例如，环境控制系统)之前，增压的放气经常经由预冷器冷却。因此，当经由该预冷器冷却放气时，浪费许多发动机消耗的能量以产生放气。因此，从压缩机提取的高压放气可显著降低发动机的效率。为了减少放气的提取，一些已知的系统采用从大气入口接收环境空气的涡轮压缩机。该涡轮压缩机在供给各种飞机系统之前增压环境空气。然而，大气入口产生阻力。另外，大气入口往往易于结冰，且因此要求增加成本和系统复杂性的防结冰系统。进一步地，该压缩机可能必须相对大，以产生足以为飞机的系统提供动力的压力变化。
技术实现思路
实例设备包括涡轮压缩机。该涡轮压缩机包括具有压缩机入口的压缩机，该压缩机入口流体连接到飞机发动机的低压压缩机和该飞机发动机的高压压缩机的中间端口。该压缩机入口基于飞机的第一系统参数从低压压缩机或高压压缩机接收流体。涡轮具有涡轮入口，该涡轮入口流体连接到飞机发动机的高压压缩机的中间端口和高压压缩机的高压端口。该涡轮入口基于飞机的第二系统参数从高压压缩机的中间端口或高压压缩机的高压端口接收流体。另一实例设备包括涡轮压缩机，该涡轮压缩机具有压缩机和涡轮。第一入口通道流体连接来自飞机发动机的低压端口到压缩机的压缩机入口。第二入口通道流体连接来自飞机发动机的第一中间端口到压缩机入口。第三入口通道流体连接来自飞机发动机的高压端口到涡轮的涡轮入口。第四入口通道流体连接来自飞机发动机的第二中间端口到涡轮入口。实例方法包括经由第一入口通道流体连接涡轮压缩机的压缩机入口到由飞机发动机的低压压缩机提供的低压放气源，并且经由第二入口通道流体连接压缩机入口到由飞机发动机的高压压缩机提供的中间放气源。该方法包括经由第三入口通道流体连接涡轮压缩机的涡轮入口到由飞机发动机的高压压缩机提供的高压放气源，并且经由第四入口通道流体连接涡轮入口和由高压压缩机提供的中间放气源。已讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立实现，或者可以在其他实施方式中进行结合，其进一步细节可以参照下列描述和附图看到。附图说明图1A是可体现本文所描述实例的实例飞机的图示。图1B示出具有本文所公开的实例放气系统的实例飞机发动机。图2示出具有本文所公开的实例放气系统的另一飞机发动机。图3示出具有本文所公开的另一实例放气系统的另一飞机发动机。图4示出具有本文所公开的另一实例放气系统的另一飞机发动机。图5示出具有本文所公开的另一实例放气系统的另一飞机发动机。图6示出本文所公开的另一实例飞机发动机。图7示出具有本文所公开的另一实例放气系统的另一飞机发动机。图8是表示可由图1B和图2-7的实例放气系统执行的实例方法的流程图。图9是流程图，其示出实施图1B和图2-7的实例放气系统的方法。图10示出具有本文所公开的另一实例放气系统的另一飞机发动机。图11是流程图，其示出实施图10的实例放气系统的方法。图12是流程图，其示出实施图10的实例放气系统的方法。只要有可能，将在整个附图和随附书面描述中使用相同参考标记，以指代相同或相似部件。如本专利中所使用的，任何部件(例如，层、膜、区域或板)以任何方式定位在(例如，定位在、位于、设置在或形成在等)另一部件上这一陈述是指所引用的部件与其他部件接触，或者所引用的部件处于其中一个或多个中间部件位于其间的其他部件之上。任何部件与另一部件接触这一陈述是指这两个部件之间无中间部件。具体实施方式发动机放气通常由飞机发动机的压缩机提供，以为飞机的各种系统提供动力。例如，放气往往用于为飞机的环境控制系统(ECS)和/或热防结冰系统提供动力。放气经由压缩机外壳中的放气端口从飞机发动机的压缩机泄放。然而，放气压力随诸如发动机转速、操作高度等操作条件而变化很大。为了确保放气具有足够压力和/或温度来为飞机的各种系统提供动力，放气往往从压缩机的第一放气端口(例如，低压放气端口)提取，该压缩机为系统提供足够压力。此外，当低压放气的压力不足以供给系统时，放气也可经由高压放气端口提供。例如，放气往往在高的发动机转速期间从飞机发动机的第八级压缩机提取且在高空中和/或在低发动机转速操作过程中从第十五级压缩机提取。因此，如果不完全使用，则许多由发动机为产生放气所消耗的能量被浪费。此外，从发动机提取的放气往往超过利用放气的飞机系统的温度阈值。因此，在供给放气到例如ECS之前，冷却放气。为了降低放气温度，商用飞机通常采用预冷器(例如，空气至空气换热器)，放气经过预冷器且该预冷器通常位于邻近发动机的挂架上。由飞机的发动机操作的风扇提供冷空气到该预冷器，以在供给放气到飞机的系统之前冷却放气。风扇空气往往在流过预冷器之后向机外倾出。因此，经由风扇冷却放气往往降低飞机发动机的效率。此外，预冷器通常具有相对大的尺寸蒙皮，这增加了额外重量且要求风扇空气进入和排出——其产生阻力。因此，预冷器的相对大尺寸蒙皮也可以影响飞机发动机的效率。另外或可选地，预冷器的入口端口位于发动机放气端口的下游和/或与该发动机放气端口相对取向，其中该发动机放气端口提供放气给预冷器。因此，放气往往使用紧密弯曲肘形件输送到预冷器的入口，这造成放气的能量损失。在一些已知的实例中，到飞机各系统的压缩空气经由电驱动压缩机提供。然而，电驱动压缩机对于相对较小飞机可能不是有效的。在其他已知实例中，放气系统采用涡轮压缩机，该涡轮压缩机从大气入口接收环境空气。然而，大气入口产生阻力。此外，大气入口往往容易结冰，并且因此，要求增加成本和系统复杂性的防结冰系统。进一步地，压缩机可能必须相对大，以产生足以为飞机的系统提供动力的压力变化。本文所公开的实例放气系统和相关方法采用涡轮压缩机，以提供压缩空气或增压空气到飞机的各个系统，如环境控制系统(ECS)、热防结冰系统(例如，机翼和/或发动机防结冰系统)、气动供给系统(以供给气动装置)和/或任何其他要求使用压缩空气的飞机系统。与已知的系统不同，本文所公开的实例放气系统接收比诸如上述那些的已知放气系统相对较低压力的放气(例如，来自第五级压缩机)。因此，发动机需要较少能量来产生放气。进一步地，与采用涡轮压缩机的已知系统不同，本文所描述的实例放气系统和相关方法能够使用相对较小的涡轮压缩机。采用本文所公开的实例涡轮压缩机系统显著地减少满足飞机的环境控制系统的需求所需要的高压放气(或具有相对较高压力的放气)的量。更具体地，本文所公开的放气系统和相关方法使用具有相对较低压力和/或温度的放气来为飞机的系统提供动力。例如，本文所公开的一些实例放气系统和相关方法采用涡轮压缩机，该涡轮压缩机从低压压缩机级(例如，第五级)的低压放气端口提取放气。换句话说，本文所公开的实例放气系统和相关方法从具有比通常由已知系统提取的放气相对较低的压力的压缩机级提取放气。通过从飞机发动机的较低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：涡轮压缩机(230)，其包括：压缩机(232)，其具有的压缩机入口(236)流体连接到飞机发动机(102、200)的低压压缩机(210)和所述飞机发动机的高压压缩机(212)的中间端口(1012)，所述压缩机入口基于飞机(100)的第一系统参数从所述低压压缩机或所述高压压缩机接收流体；和涡轮(234)，其具有的涡轮入口(262)流体连接到飞机发动机的所述高压压缩机(212)的中间端口(1012)和所述高压压缩机(212)的高压端口(266)，所述涡轮入口基于所述飞机的第二系统参数从所述高压压缩机的中间端口或所述高压压缩机的高压端口接收流体。

【技术特征摘要】
2013.07.25 US 13/951,1811.一种设备，其包括：飞机发动机的低压压缩机(210)和高压压缩机(212)；涡轮压缩机(230)，其包括：压缩机(232)，其具有的压缩机入口(236)流体连接到所述飞机发动机(102、200)的所述低压压缩机(210)的低压端口(238)和所述飞机发动机的所述高压压缩机(212)的中间端口(1012)，所述压缩机入口基于飞机(100)的第一系统参数从所述低压压缩机的低压部分或所述高压压缩机的所述中间端口接收流体；和涡轮(234)，其具有的涡轮入口(262)流体连接到飞机发动机的所述高压压缩机(212)的中间端口(1012)和所述高压压缩机(212)的高压端口(266)，所述涡轮入口基于所述飞机的第二系统参数从所述高压压缩机的中间端口或所述高压压缩机的高压端口接收流体，其中所述涡轮压缩机(230)经配置以增加从所述低压压缩机(210)的低压部分或所述高压压缩机(212)的所述中间端口(1012)接收的流体的压力，并且其中所述高压压缩机(212)具有比所述低压压缩机(210)更高的压力；并且其中所述设备进一步包括与所述压缩机(232)相关的第一双入口放气系统(1004)和与所述涡轮相关的第二双入口放气系统(1006)。2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一系统参数与所述第二系统参数相同。3.如权利要求2所述的设备，其中所述第一系统参数和所述第二系统参数的每个都包括所述飞机的速度。4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一系统参数包括第一压力值，并且所述第二系统参数包括第二压力值。5.如权利要求4所述的设备，其中所述设备包括控制系统(280)，所述控制系统(280)经配置使得当来自所述低压压缩机的流体压力大于所述第一压力值时，所述压缩机入口从所述低压压缩机接收流体，并且当来自所述低压压缩机的流体压力小于所述第一压力值时，所述压缩机入口从所述高压压缩机的中间端口接收流体。6.如权利要求4所述的设备，其中所述设备包括控制系统，所述控制系统经配置使得当来自所述高压端口的流体压力大于所述第二压力值时，所述涡轮入口从所述高压压缩机的中间端口接收流体，并且当来自所述高压端口的流体压力小于所述第二压力值时，所述涡轮入口从所述高压压缩机的高压端口接收流体。7.如权利要求1所述的设备，其进一步包括第一入口通道(1008)，以流体连接低压端口(238)和所述压缩机入口(236)，以及第二入口通道(1010)，以流体连接所述中间端口(1012)和所述压缩机入口(236)。8.如权利要求7所述的设备，其进一步包括第三入口通道(1014)，以流体连接所述高压端口(266)和所述涡轮入口(262)，以及第四入口通道(1016)，以流体连接所述中间端口(1012)和所述涡轮入口(262)。9.如权利要求8所述的设备，其进一步包括流动控制构件(244、268、1018、1020)，以控制所述第一流体入口通道、第二流体入口通道、第三流体入口通道和第四流体入口通道之间的流体流动。10.如权利要求9所述的设备，其中所述流动控制构件包括第一止回阀(244)和第一截流阀(1018)，所述第一止回阀(244)流体连接到所述低压端口和所述压缩机入口之间的第一入口通道，所述第一截流阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·麦金，D·W·富池，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US