冲压空气涡轮系统、热交换器以及飞行器技术方案

本发明专利技术涉及一种冲压空气涡轮系统。具体而言，冲压空气涡轮系统包括：可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其位于该内部内且具有定子和转子；和涡轮，其具有第一组叶片，该第一组叶片与该可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过第一组叶片的空气流使轴旋转。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
冲压空气涡轮(RAT)系统在当代飞行器中用作为紧急或补充功率系统。它们通常具有涡轮，该涡轮具有旋转毂和多个叶片，可操作地联接于发电机以对发电机提供驱动源。最初在飞行中，它们装入飞行器机身的隔室中，由隔室门覆盖。当作为紧急或补充功率源而被需要时，RAT系统从机身展开到周围空气流中，周围空气流驱动叶片以使发电机旋转，以从空气流提取能量。在飞行器系统的功率需求增大时，RAT系统的功率生成性能持续提高。RAT系统还可构造成在预定条件下操作，诸如当暴露于环境碎片(诸如火山灰)时。在此种构造中，RAT系统可被完全地封闭或密封，以防止碎片进入发电机，在此碎片可导致机械性能减低或失常。然而，此种封闭或密封可干扰主动或被动冷却系统，例如液体冷却剂系统，因为此种密封可阻碍、抑制、或干扰常规的冷却或热移除路径。具体而言，在冷却转子时的困难可导致降低的发电机性能或发电机故障。
技术实现思路
在一个方面中，一种冲压空气涡轮系统包括：热传导可旋转轴：壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其定位在该内部内且具有定子和转子，其中，转子与轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，该第一组叶片与该可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过第一组叶片的空气流使轴旋转；和第二组叶片，其在壳体的下游且在壳体的外部，其中，第二组叶片与轴热联接且构造成使得行进通过第二组叶片的空气流提供到空气流的热传递。在另一方面中，一种用于冲压空气涡轮发电机的热交换器包括：定子，其具有第一组绕组；转子，其具有第二组绕组且构造成围绕热传导轴相对于定子旋转，构造成在第一组绕组中生成电流；和一组叶片，其借助于该热传导轴与转子热联接且旋转地联接，且构造成使得叶片暴露于经过冲压空气涡轮的空气流。热交换器将热从转子通过热传导轴传导至该组叶片，且由此该组叶片在空气流中的旋转暴露提供到空气流的热传递。在又一方面中，一种飞行器包括冲压空气涡轮发电机，其中，该冲压空气涡轮发电机还包括：热传导可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其定位在该内部内且具有定子和转子，其中，转子与该轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，该第一组叶片与该可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过第一组叶片的空气流使轴旋转；和第二组叶片，其在壳体的下游且在壳体的外部，其中，第二组叶片与轴热联接。围绕冲压空气涡轮发电机流动的行进通过第二组叶片的空气提供从第二组叶片到空气的热传递。技术方案1：一种冲压空气涡轮系统，其包括：热传导可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其位于所述内部内且具有定子和转子，其中，所述转子与所述轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，所述第一组叶片与所述可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过所述第一组叶片的空气流使所述轴旋转；和第二组叶片，其在所述壳体的下游且在所述壳体的外部，其中，所述第二组叶片与所述轴热联接且构造成使得行进通过所述第二组叶片的空气流提供到空气流的热传递。技术方案2：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述热传导可旋转轴还包括热管。技术方案3：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述壳体被密封以防止外部碎片进入所述内部。技术方案4：根据技术方案3所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述壳体被密封以防止火山灰进入所述内部。技术方案5：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述第二组叶片与所述可旋转轴一起旋转。技术方案6：根据技术方案5所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述第二组叶片由所述可旋转轴支承，且其中，所述可旋转轴的一部分在所述壳体的外部。技术方案7：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述第二组叶片相对于行进通过所述第二组叶片的空气流偏斜，使得所述第二组叶片的热传递系数高于不偏斜组的叶片。技术方案8：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，其中，壳体主体构造成将空气流引导通过所述第二组叶片。技术方案9：根据技术方案8所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述壳体主体还构造成通过所述第二组叶片生成空气流涡流。技术方案10：根据技术方案1所述的冲压空气涡轮系统，还包括防护件，所述防护件围绕所述第二组叶片构造且具有围绕所述第二组叶片径向地布置的一组端口，其中，该组端口布置成且构造成允许空气流通过所述防护件行进到所述第二组叶片。技术方案11：一种用于冲压空气涡轮发电机的热交换器，包括：定子，其具有一组绕组；转子，其具有一组永磁体且构造成相对于所述定子旋转，以在该组绕组中生成电流；和一组叶片，其借助于热传导轴与所述定子或所述转子中的至少一者热联接，且构造成使得该组叶片暴露于经过所述冲压空气涡轮的空气流；其中，所述热交换器将热从所述定子或所述转子中的所述至少一者通过所述热传导轴传导至该组叶片，且由此该组叶片在空气流中的暴露提供到空气流的热传递。技术方案12：根据技术方案11所述的热交换器，其中，所述转子在所述定子的外部旋转。技术方案13：根据技术方案12所述的热交换器，其中，该组叶片借助于所述热传导轴与所述转子旋转地联接，且由此该组叶片在空气流中的旋转暴露提供从所述转子到空气流的热传递。技术方案14：根据技术方案12所述的热交换器，其中，该组叶片借助于所述热传导轴与所述定子热联接，且由此该组叶片在空气流中的暴露提供从所述定子到空气流的热传递。技术方案15：根据技术方案14所述的热交换器，其中，该组叶片构造成在空气流中旋转。技术方案16：根据技术方案11所述的热交换器，还包括壳体，所述壳体具有限定内部的主体，其中，所述定子、和所述转子的一部分位于所述内部内，且其中，所述壳体被密封以防止外部碎片进入所述内部。技术方案17：一种飞行器，其包括：冲压空气涡轮发电机，其包括：热传导可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其位于所述内部内且具有定子和转子，其中，所述转子与所述轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，所述第一组叶片与所述可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过所述第一组叶片的空气流使所述轴旋转；和第二组叶片，其在所述壳体的下游且在所述壳体的外部，其中，所述第二组叶片与所述轴热联接；其中，围绕所述冲压空气涡轮发电机流动的行进通过所述第二组叶片的空气流提供从所述第二组叶片到空气流的热传递。技术方案18：根据技术方案17所述的飞行器，其中，所述热传导可旋转轴还包括热管。技术方案19：根据技术方案17所述的飞行器，其中，所述第二组叶片相对于行进通过所述第二组叶片的空气流偏斜，使得该组叶片的热传递系数高于不偏斜组的叶片。技术方案20：根据技术方案17所述的飞行器，其中，壳体主体构造成将空气流引导通过所述第二组叶片。附图说明在附图中：图1是例示根据本专利技术一个实施例的具有冲压空气涡轮的飞行器的一部分的侧视图；图2是图1的冲压空气涡轮的示意截面图；图3是根据本专利技术的第二实施例的具有集成热管的冲压空气涡轮的示意截面图。图4是例示具有备选防护件构造的冲压空气涡轮的局部侧视图。图5是例示具有另一备选防护件构造的冲压空气涡轮的局部侧视图。具体实施方式本专利技术的实施例可在使用发电机的任何环境中实现。虽然该说明主要涉及提供功率生成的发电机，但其还能够适用于提供驱动力或产生电的任何电气机械。此外，虽然该说明主要涉及飞行器环境，但本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冲压空气涡轮系统，其包括：热传导可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其位于所述内部内且具有定子和转子，其中，所述转子与所述轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，所述第一组叶片与所述可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过所述第一组叶片的空气流使所述轴旋转；和第二组叶片，其在所述壳体的下游且在所述壳体的外部，其中，所述第二组叶片与所述轴热联接且构造成使得行进通过所述第二组叶片的空气流提供到空气流的热传递。

【技术特征摘要】
2015.09.02 US 14/8437181.一种冲压空气涡轮系统，其包括：热传导可旋转轴；壳体，其具有限定内部的主体；发电机，其位于所述内部内且具有定子和转子，其中，所述转子与所述轴可操作地联接且热联接；涡轮，其具有第一组叶片，所述第一组叶片与所述可旋转轴可操作地联接且构造成使得行进通过所述第一组叶片的空气流使所述轴旋转；和第二组叶片，其在所述壳体的下游且在所述壳体的外部，其中，所述第二组叶片与所述轴热联接且构造成使得行进通过所述第二组叶片的空气流提供到空气流的热传递。2.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述热传导可旋转轴还包括热管。3.根据权利要求1所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述壳体被密封以防止外部碎片进入所述内部。4.根据权利要求3所述的冲压空气涡轮系统，其中，所述壳体被密封以防止火山灰进入所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄豪，贾小川，L林，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US