提供用于燃气涡轮发动机和/或飞行器的热管理系统(100)，其包括热传输母线(102)，该热传输母线(102)具有流过其的热交换流体。该热管理系统(100)还包括多个热源交换器(106)和至少一个热沉交换器(108)。该多个热源交换器(106)和该至少一个热沉交换器(108)与热传输母线(102)中的热交换流体热连通。该多个热源交换器(106)沿热传输母线(102)布置且构造成将热量从一个或更多个附属系统转移至该热交换流体，且至少一个热沉交换器(108)位于该多个热源交换器(106)的下游且构造成从热交换流体移除热量。
【技术实现步骤摘要】
关于联邦政府赞助的研究&开发的声明依照VCAT部分1技术开发合同N00014-10-D-0010，US政府在本专利技术中可能享有某些权利。
本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机和/或飞行器的集成冷却系统。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上包括与彼此流动连通地布置的风扇和核心。包括各种附属系统，以确保风扇和/或核心如所期望地操作。例如，主润滑系统将润滑剂提供至例如压缩机区段、涡轮区段、和动力齿轮箱(如果提供)内的轴承和齿轮啮合件。除了对此种构件提供的润滑特性之外，主润滑系统从此种构件移除热量，使得它们可在期望的温度范围内操作。燃气涡轮发动机的其他附属系统(诸如环境控制系统)在操作期间也需要热量移除。因此，燃气涡轮发动机通常包括多个热交换器，各热交换器专门用于燃气涡轮发动机的单独的附属系统。燃气涡轮发动机的这些单独的附属系统中的至少某些在燃气涡轮发动机运行周期的可能不同的阶段需要最大的热量移除。然而，因为热交换器专门用于单独的系统，故各热交换器必须在尺寸方面设定为适应相应的附属系统所需的最大热量移除。此种构造可导致热交换器的低效利用。例如，此种构造可导致某些热交换器在最大容量下操作，而其他热交换器在标称容量下(或者一点也不)操作。因此，能够有效地分配热交换器资源的用于燃气涡轮发动机的冷却系统将是有益的。更具体而言，如下用于燃气涡轮发动机的冷却系统将是特别有用的，该冷却系统能够有效地分配热交换器资源，使得更少的热交换器或更小的热交换器可包括在燃气涡轮发动机中(这还可影响尺寸、重量、和相关硬件的设计)。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可从描述变得明显，或可通过本专利技术的实施而习得。在本公开的一个示范实施例中，提供热管理系统，其用于至少部分地并入燃气涡轮发动机或飞行器中的至少一者中。该热管理系统包括热传输母线和泵，该热传输母线具有流过其的热交换流体，该泵用于在该热传输母线中生成热交换流体的流。热管理系统还包括多个热源交换器，该多个热源交换器与热传输母线中的热交换流体热连通。该多个热源交换器沿该热传输母线布置。该热管理系统还包括至少一个热沉(heatsink)交换器，该至少一个热沉交换器在该多个热源交换器的下游的场所处与热传输母线中的热交换流体持久地或选择性地热连通。在本公开的另一示范实施例中，提供燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括压缩机区段和主润滑系统，该压缩机区段通过一个或更多个轴而联接至涡轮区段，该主润滑系统用于对位于压缩机区段或涡轮区段中的至少一者中的一个或更多个构件提供润滑。该燃气涡轮发动机还包括热管理系统，该热管理系统具有热传输母线和多个热源交换器，该热传输母线具有流过其的热交换流体，该多个热源交换器与热传输母线中的热交换流体热连通。该多个热源交换器沿热传输母线布置且包括热交换器，该热交换器用于热量从主润滑系统转移至热传输母线中的热交换流体。该热管理系统还包括至少一个热沉交换器，该至少一个热沉交换器在该多个热源交换器的下游的场所处与热传输母线中的热交换流体持久地或选择性地热连通。参照下列描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并组成其一部分的附图例示了本专利技术的实施例，且与说明一起用来解释本专利技术的原理。附图说明本专利技术的针对本领域技术人员的完整且能够实现的公开，包括其最佳实施方式，在参照附图作出的说明书中得到阐述，在附图中：图1是根据本主题的各种实施例的示范涡轮发动机的示意、截面图。图2是根据本公开的示范实施例的热管理系统的简化示意图。图3是根据本公开的另一示范实施例的热管理系统的简化示意图。具体实施方式现在将详细地参考本专利技术的现有实施例，其一个或更多个示例在附图中例示出。详细描述使用数字和字母标号，以参照图中的特征。附图和说明中的类似或相似的标号用于参照本专利技术的类似或相似的部分。如在本文中使用的，用语“第一”、“第二”、和“第三”可以可互换地用于将一个构件与另一个区分开，且不意图表示单独的构件的场所或重要性。用语“上游”和“下游”指关于流体通路中流体流的相对方向。例如，“上游”指流体从其流动的方向，且“下游”指流体流流往其的方向。现在参考附图，其中，相同的标号贯穿附图指示同样的元件，图1是根据本公开的示范实施例的燃气涡轮发动机的示意、截面图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为高旁通涡轮风扇喷气式发动机10，在本文中称作“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(其与提供以用于参考的纵向中心线12平行地延伸)和径向方向R。一般来说，涡轮风扇发动机10包括风扇区段14和配置在风扇区段14的下游的核心涡轮发动机16。所描绘的示范核心涡轮发动机16大体上包括基本上管状的外壳体18，该外壳体18限定环形进口20。外壳体18以串流的关系包围：压缩机区段，其包括增压机或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；和喷气式排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28驱动地连接至HP压缩机24。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30驱动地连接至LP压缩机22。对于描绘的实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，该可变桨距风扇38具有以间隔开的方式联接至盘42的多个风扇叶片40。如所描绘的，风扇叶片40大体上沿径向方向R从盘42向外延伸。各风扇叶片40能够通过风扇叶片40操作地联接至合适的促动部件44来围绕倾斜轴线P相对于盘42旋转，促动部件44构造成一致地集体改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42、和促动部件44能够通过跨过动力齿轮箱46的LP轴36而围绕纵向轴线12一起旋转。动力齿轮箱46包括多个齿轮，以用于将LP轴36的转速逐渐地降低至更有效率的旋转风扇速度。仍参考图1的示范实施例，盘42由具有空气动力学外形的可旋转前毂48覆盖，以促进通过多个风扇叶片40的空气流。此外，示范风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50，环形风扇壳体或外机舱50周向地环绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应当理解的是，机舱50可构造成通过多个周向地间隔的出口导向导叶52而相对于核心涡轮发动机16得到支撑。而且，机舱50的下游区段54可在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以便在其间限定旁通空气流通道56。在涡轮风扇发动机10的操作期间，大量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关进口60进入涡轮风扇10。在大量的空气58行进跨过风扇叶片40时，由箭头62指示的空气58的第一部分被引导或发送到旁通空气流通道56中，且由箭头64指示的空气58的第二部分被引导或发送到LP压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为旁通比。然后空气的第二部分64的压力在其被发送通过高压(HP)压缩机24且到燃烧区段26中时增加，在燃烧区段26处，其与燃料混合且焚烧，以提供燃烧气体66。随后，燃烧气体66被发送通过HP涡轮28和LP涡轮30，在此提取来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分。燃烧气体66然后被发送通过核心涡轮发动机16的喷气式排气喷嘴区段32以提供推进推力。同时，在空气的第一部分62本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热管理系统(100)，其用于至少部分地并入燃气涡轮发动机或飞行器中的至少一者中，所述热管理系统(100)包括：热传输母线(102)，其具有流过其的热交换流体；泵(104)，其用于在所述热传输母线(102)中生成所述热交换流体的流；多个热源交换器(106)，其与所述热传输母线(102)中的所述热交换流体热连通，所述多个热源交换器(106)沿所述热传输母线(102)布置；和至少一个热沉交换器(108)，其在所述多个热源交换器(106)的下游的场所处与所述热传输母线(102)中的所述热交换流体持久地或选择性地热连通。
【技术特征摘要】
2015.07.31 US 14/8145461.一种热管理系统(100)，其用于至少部分地并入燃气涡轮发动机或飞行器中的至少一者中，所述热管理系统(100)包括：热传输母线(102)，其具有流过其的热交换流体；泵(104)，其用于在所述热传输母线(102)中生成所述热交换流体的流；多个热源交换器(106)，其与所述热传输母线(102)中的所述热交换流体热连通，所述多个热源交换器(106)沿所述热传输母线(102)布置；和至少一个热沉交换器(108)，其在所述多个热源交换器(106)的下游的场所处与所述热传输母线(102)中的所述热交换流体持久地或选择性地热连通。2.根据权利要求1所述的热管理系统(100)，其中，所述多个热源交换器(106)构造成将热量从所述燃气涡轮发动机的附属系统转移至所述热传输母线(102)中的所述热交换流体，且其中，所述至少一个热沉交换器(108)构造成从所述热传输母线(102)中的所述热交换流体移除热量。3.根据权利要求1所述的热管理系统(100)，其中，所述至少一个热沉交换器(108)包括多个单独的热沉交换器(108)。4.根据权利要求3所述的热管理系统(100)，其中，所述多个热沉交换器(108)与所述热传输母线(102)中的所述热交换流体选择性地热连通，且其中，所述热传输母线(102)包括多个旁通线路(110)，以用于选择性地绕过所述多个热沉交换器(108)中的各热沉...
【专利技术属性】
技术研发人员：MR塞尔尼，CJ克罗格尔，BW米勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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