用于整流罩下分流冷却的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种冷却系统，其包括第一导管，所述第一导管定位于腔体内且从径向内部壳体孔隙延伸到径向外部壳体孔隙。所述冷却系统还包括第二导管，所述第二导管流体连通地连接于所述第一导管处于流动连通且延伸到所述腔体中。所述冷却系统进一步包括位于所述第一导管和所述第二导管内的至少一个阀。所述至少一个阀和所述第一导管被构造成在第一操作模式期间将第一流体从所述径向内部壳体孔隙引导到所述径向外部壳体孔隙。所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管被构造成在第二操作模式期间将第二流体从所述径向外部壳体孔隙引导到所述腔体。本发明专利技术还提供了一种燃气涡轮发动机以及冷却燃气涡轮发动机的方法。

Methods and equipment for distributary cooling under the fairing

The invention provides a cooling system, which comprises a first catheter, which is positioned in the cavity and extends from the radial inner shell pore to the radial outer shell pore. The cooling system also includes second conduit, and the second conduit is connected with the first catheter in a flow connection and extends to the cavity. The cooling system further includes at least one valve located in the first catheter and the second catheter. At least one valve and the first conduit are configured to guide the first fluid from the radial inner shell pore to the radial outer shell pore during the first operation mode. At least one valve, the second conduit and the first conduit are configured to guide the second fluid from the radial outer shell hole to the cavity during the second operation mode. The invention also provides a gas turbine engine and a method of cooling the gas turbine engine.

【技术实现步骤摘要】
用于整流罩下分流冷却的方法和设备
本专利技术的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体地说涉及一种用于使燃气涡轮发动机中的整流罩下空间冷却的方法和设备。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括整流罩下空间或发动机核心隔室作为发动机架构的一部分。随着燃气涡轮发动机效率的提高，预期风扇与压缩机的压力比、内部发动机温度会大大升高，从而导致发动机核心隔室和组件的温度更高。发动机核心隔室组件包括电子装置和其它线路可更换单元(LRU)。已知燃气涡轮发动机中的此类电子组件，包括全权数字发动机(或电子装置)控件(FADEC)，可能对在燃气涡轮发动机操作期间以及发动机关闭之后的热回渗期间增大发动机核心隔室温度特别敏感。尽管电子装置并不位于发动机的最热部分(例如直接暴露于燃烧产物的那些部分)中，但来自正在操作的燃气涡轮的各个热部分的热量可转移到电子装置的位置，从而致使电子装置的温度升高。除在操作期间经历温度上升之外，电子装置还可能在发动机关闭之后的时段期间暴露于甚至更高的温度。在此时间段期间，发动机的热部分在冷却时持续将热量辐射和传导到周围发动机质量块中，但是没有空气流穿过发动机以帮助将热量带离发动机的其余部分。因此，电子装置中的一些的温度实际上可能随着最热发动机部分冷却下来而升高。电子装置温度在此时间段(通常被称为“回渗”)期间可能会超过500°F。此类温度可能会对电气和电子组件造成不利影响。举例来说，组成电子设备的组件可能会发生故障。虽然电子组件可能并不是总会发生突然的灾难性故障，但是由于温度升高和热循环导致的渐进性故障可能会缩短此类电子组件的可使用寿命。带有辐射罩的已知系统增大了燃气涡轮发动机的重量，因此增大了SFC。当此类组件放置在发动机中的远程位置时，增大连接电缆的长度也会增大发动机重量，且往往会增大SFC，同时还会使维护活动复杂化。此外，在此类已知燃气涡轮发动机中，此类问题在回渗期间在没有冷却流时变得更加复杂。在此类已知燃气涡轮发动机操作之后，可能需要延长的延迟时间才能对其进行维修。
技术实现思路
一方面，提供了一种冷却系统，其被构造成以冷却可旋转机器内的腔体。所述可旋转机器包括限定腔体的径向内部壳体壁和径向外部壳体壁。所述径向内部壳体壁限定径向内部壳体孔隙，且所述径向外部壳体壁限定径向外部壳体孔隙。所述可旋转机器还包括冷却系统，所述冷却系统包括第一导管，所述第一导管位于所述腔体内且从所述径向内部壳体孔隙延伸到所述径向外部壳体孔隙。所述冷却系统还包括第二导管，所述第二导管流体连通地连接于第一导管且延伸到腔体中。所述冷却系统进一步包括位于第一导管和第二导管内的至少一个阀。所述至少一个阀和第一导管被构造成在第一操作模式期间将第一流体从径向内部壳体孔隙引导到径向外部壳体孔隙。所述至少一个阀、第二导管和第一导管被构造成在第二操作模式期间将第二流体从径向外部壳体孔隙引导到腔体。所述至少一个阀、第二导管和第一导管被构造成在第三操作模式期间将第三流体从腔体引导到径向外部壳体孔隙。另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。所述燃气涡轮发动机包括核心发动机，所述核心发动机包括处于串流布置的压缩机、燃烧器和涡轮。所述燃气涡轮发动机还包括竖直上部以及所述燃气涡轮发动机的与竖直上部对置的竖直下部。所述燃气涡轮发动机进一步包括包围核心发动机的内部壳体以及包围内部壳体的外部壳体。所述内部壳体和所述外部壳体限定多个腔体。所述内部壳体限定多个内部壳体开口，且所述外部壳体限定多个外部壳体开口。所述燃气涡轮发动机进一步包括至少一个冷却系统。所述至少一个冷却系统包括第一导管，所述第一导管定位于腔体内且从径向内部壳体孔隙延伸到径向外部壳体孔隙。所述至少一个冷却系统还包括第二导管，所述第二导管流体连通地连接于第一导管且延伸到腔体中。所述至少一个冷却系统进一步包括定位于第一导管和第二导管内的至少一个阀。所述至少一个阀和第一导管被构造成在第一操作模式期间将第一流体从径向内部壳体孔隙引导到径向外部壳体孔隙。所述至少一个阀、第二导管和第一导管被配置成在第二操作模式期间将第二流体从径向外部壳体孔隙引导到腔体。所述至少一个阀、第二导管和第一导管被构造成在第三操作模式期间将第三流体从腔体引导到径向外部壳体孔隙。另一方面，提供了一种冷却燃气涡轮发动机的方法。所述方法包括在第一操作模式下将第一流体流从压缩机排放口引导到周围环境。所述方法还包括在第二操作模式下将第二流体流从周围环境引导到腔体。所述方法进一步包括在第三操作模式下将第三流体流从腔体引导到周围环境。技术方案1.一种冷却系统，其被构造成使腔体、其间限定所述腔体的径向内部壳体壁和径向外部壳体壁、形成于所述径向内部壳体壁中的径向内部壳体孔隙、形成于所述径向外部壳体壁中的径向外部壳体孔隙冷却，所述冷却系统包括：第一导管，其定位于所述腔体内且从所述径向内部壳体孔隙延伸到所述径向外部壳体孔隙；第二导管，其流体连通地连接于所述第一导管且延伸到所述腔体中；以及至少一个阀，其位于所述第一导管和所述第二导管中的至少一个内；其中在第一操作模式期间，所述至少一个阀和所述第一导管将第一流体从所述径向内部壳体孔隙引导到所述径向外部壳体孔隙，在第二操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管将第二流体从所述径向外部壳体孔隙引导到所述腔体，在第三操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管被构造成将第三流体从所述腔体引导到所述径向外部壳体孔隙。技术方案2.根据技术方案1所述的冷却系统，其特征在于，所述至少一个阀包括三通阀。技术方案3.根据技术方案2所述的冷却系统，其特征在于，所述三通阀定位于所述第一导管与所述第二导管的交点处。技术方案4.根据技术方案1所述的冷却系统，其特征在于，所述至少一个阀包括第一阀和第二阀。技术方案5.根据技术方案4所述的冷却系统，其特征在于，所述第一阀位于所述第一导管内，且所述第二阀位于所述第二导管内。技术方案6.根据技术方案5所述的冷却系统，其特征在于，在所述第一操作模式期间，所述第一阀处于打开位置，且所述第二阀处于关闭位置。技术方案7.根据技术方案5所述的冷却系统，其特征在于，在所述第二操作模式期间，所述第一阀处于关闭位置，且所述第二阀处于打开位置。技术方案8.根据技术方案5所述的冷却系统，其特征在于，在所述第三操作模式期间，所述第一阀处于关闭位置，且所述第二阀处于打开位置。技术方案9.一种燃气涡轮发动机，包括：核心发动机，其包括处于串流布置的压缩机、燃烧器和涡轮；所述燃气涡轮发动机的竖直上部；所述燃气涡轮发动机的竖直下部，所述竖直下部与所述燃气涡轮发动机的所述竖直上部对置；径向内部壳体壁，其包围所述核心发动机且包括多个径向内部壳体孔隙；径向外部壳体壁，其包围所述径向内部壳体壁且与所述径向外部壳体壁之间包括多个腔体，所述径向外部壳体壁限定多个径向外部壳体孔隙；以及至少一个冷却系统，其包括：第一导管，其在所述多个径向内部壳体孔隙中的第一径向内部壳体孔隙与所述多个径向外部壳体孔隙中的第一径向外部壳体孔隙之间延伸；第二导管，其流体连通地连接在所述第一导管与所述腔体之间；第一阀，其为可操作性地连接以控制穿过所述第一导管的第一流体流；以及第二阀，其为可操作性地连接以控制穿过所述第二导管的第二流体流；其中在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却系统，其被构造成使腔体、其间限定所述腔体的径向内部壳体壁和径向外部壳体壁、形成于所述径向内部壳体壁中的径向内部壳体孔隙、形成于所述径向外部壳体壁中的径向外部壳体孔隙冷却，所述冷却系统包括：第一导管，其定位于所述腔体内且从所述径向内部壳体孔隙延伸到所述径向外部壳体孔隙；第二导管，其流体连通地连接于所述第一导管且延伸到所述腔体中；以及至少一个阀，其位于所述第一导管和所述第二导管中的至少一个内；其中在第一操作模式期间，所述至少一个阀和所述第一导管将第一流体从所述径向内部壳体孔隙引导到所述径向外部壳体孔隙，在第二操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管将第二流体从所述径向外部壳体孔隙引导到所述腔体，在第三操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管被构造成将第三流体从所述腔体引导到所述径向外部壳体孔隙。

【技术特征摘要】
2016.10.03 US 15/2840011.一种冷却系统，其被构造成使腔体、其间限定所述腔体的径向内部壳体壁和径向外部壳体壁、形成于所述径向内部壳体壁中的径向内部壳体孔隙、形成于所述径向外部壳体壁中的径向外部壳体孔隙冷却，所述冷却系统包括：第一导管，其定位于所述腔体内且从所述径向内部壳体孔隙延伸到所述径向外部壳体孔隙；第二导管，其流体连通地连接于所述第一导管且延伸到所述腔体中；以及至少一个阀，其位于所述第一导管和所述第二导管中的至少一个内；其中在第一操作模式期间，所述至少一个阀和所述第一导管将第一流体从所述径向内部壳体孔隙引导到所述径向外部壳体孔隙，在第二操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管将第二流体从所述径向外部壳体孔隙引导到所述腔体，在第三操作模式期间，所述至少一个阀、所述第二导管和所述第一导管被构造成将第三流体从所述腔体引导到所述径向外部壳体孔隙。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述至少一个阀包括第一阀和第二阀。3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述第一阀位于所述第一导管内，且所述第二阀位于所述第二导管内。4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，在所述第一操作模式期间，所述第一阀处于打开位置，且所述第二阀处于关闭位置。5.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，在所述第二操作模式期间，所述第一阀处于关闭位置，且所述第二阀处于打开位置。6.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，在所述第三操作模式期间，所述第一阀处于关闭位置，且所述第二阀处于打开位置。7.一种燃气涡轮发动机，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃尔比巴里，CG维伯格，BC克拉克，SE诺尔特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US