检测气流故障状况的系统和方法技术方案

一种检测燃气涡轮发动机中的气流故障状况的方法，该方法包括：操作具有热传输总线的燃气涡轮发动机，热传输总线具有流过其中的中间热交换流体；确定热传输总线中的中间热交换流体的性能特性在预定范围之外，其中性能特性包括温度、压力、流率或其组合；和响应于确定性能特性在预定范围之外来指示气流故障状况。能特性在预定范围之外来指示气流故障状况。能特性在预定范围之外来指示气流故障状况。

【技术实现步骤摘要】
检测气流故障状况的系统和方法


[0001]一般而言，本公开涉及发动机中的热能管理。特别地，本公开涉及使用燃气涡轮发动机中的热传输总线的故障检测的系统和方法。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机大体上包括涡轮机和转子组件。燃气涡轮发动机，诸如涡轮风扇发动机，可以用于飞行器推进。在涡轮风扇发动机的情况下，转子组件可以被构造为风扇组件。
[0003]包括了各种附件系统，以确保风扇和/或核心根据需要操作。例如，主润滑系统向例如压缩机区段、涡轮区段和动力齿轮箱(如果提供的话)内的轴承和齿轮啮合提供润滑。除了提供给这些部件的润滑性质之外，主润滑系统还可以用于从这种部件中去除热量，使得它们在期望温度范围内操作。
[0004]燃气涡轮发动机的其他附件系统，诸如环境控制系统，在操作期间也需要热量去除。因此，燃气涡轮发动机通常包括许多热交换器，每个热交换器专用于燃气涡轮发动机的各个附件系统。
[0005]在现有的热能管理系统中，热传输总线用于管理各种热交换器之中的热能传递。在燃气涡轮发动机的操作期间，可能会出现气流故障状况，诸如破裂管。本公开的专利技术人已经发现，这种破裂管可能会在燃气涡轮发动机和热能管理系统内产生各种操作问题，因此解决这些问题的改进将在本领域中受到欢迎。
附图说明
[0006]在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本公开包括其最佳模式的完整且能够实现的公开，其中：
[0007]图1是根据本公开的示例性方面的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
[0008]图2是根据本公开的示例性方面的热管理系统的示意图。
[0009]图3是根据本公开的示例性方面的检测燃气涡轮发动机的气流故障状况的方法的流程图。
[0010]图4是根据本公开的示例性方面的被定位在压缩机区段和涡轮区段之间的热交换器组件的简化示意图。
[0011]图5是根据本公开的示例性方面的另一个热管理系统的示意图。
[0012]图6是根据本公开的示例性方面的调节燃气涡轮发动机的热传输总线中的压力的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]现在将详细参考本公开的实施例，本公开的实施例的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记来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标记
已用于指代本公开的相似或类似部分。
[0014]本文使用“示例性”一词来意指“用作示例、实例或例释”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或有利于其他实施方式。另外，除非另有明确标识，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0015]为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其派生词应与如附图中取向的图示实施例有关。然而，要理解的是，实施例可以设想各种替代变化，除非明确指明相反。还要理解的是，附图中所示并且以下说明书中描述的具体装置仅仅是本公开的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
[0016]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件区别于另一个部件，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0017]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，关于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，并且后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0018]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流出其的方向，以及“下游”是指流体流向其的方向。
[0019]术语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有指定。
[0020]单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。
[0021]本文在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饰任何可允许变化而不会导致与其相关的基本功能变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以是指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的余量内。这些近似余量可以适用于单个值，限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间的范围的余量。
[0022]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指示，否则这些范围被标识并且包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围包括端点，并且端点能够彼此独立地组合。
[0023]如本文所用，“第三流”意指能够增加流体能量以产生少数总推进系统推力的非初级空气流。第三流的压力比可以高于初级推进流(例如，旁通或螺旋桨驱动推进流)的压力比。可以通过专用喷嘴来产生推力，或通过将通过第三流的气流与例如进入公共喷嘴的初级推进流或核心空气流混合来产生推力。
[0024]在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的操作温度可以小于发动机的最大压缩机排出温度，并且更具体地，可以小于350华氏度(诸如小于300华氏度，诸如小于250华氏度，诸如小于200华氏度，并且至少与环境温度一样大)。在某些示例性实施例中，这些操作温度可以促进到通过第三流的气流和分开流体流的热传递或来自通过第三流的气流和分开流体流的热传递。此外，在某些示例性实施例中，在起飞状况下，或更具体地，在海平面以额定起飞功率、静态飞行速度、86华氏度环境温度操作状况下操作时，通过第三流的气流可以贡献少于总发动机推力的50％(并且至少例如总发动机推力的2％)。
[0025]此外，在某些示例性实施例中，通过第三流的气流的方面(例如，气流、混合或排气性质)，并且由此对总推力的上述示例性百分比贡献，可以在发动机操作期间被动地调整或通过使用发动机控制特征(例如燃料流、电机功率、可变定子、可变入口导向轮叶、阀、可变排气口几何形状或流体特征)而被有目的地修改，以在广泛的潜在操作状况下调整或优化整体系统性能。
[0026]术语“涡轮机”或“涡轮机械”是指包括一起生成扭矩输出的一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的机器。
[0027]术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其动力源的全部或一部分的发动机。示例燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等，以及一个或多个这些发动机的混合电动版。
[0028]术语“燃烧区段”是指用于涡轮机的任何热添加系统。例如，术语燃烧区段可以指包括爆燃燃烧组件、旋转爆震燃烧组件、脉冲爆震燃烧组件或其他适当的热添加组件中的一个或多个的区段。在某些示例性实施例中，燃烧区段可以包括环形燃烧器、罐式燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测燃气涡轮发动机中的气流故障状况的方法，其特征在于，所述方法包括：操作具有热传输总线的所述燃气涡轮发动机，所述热传输总线具有流过其中的中间热交换流体；确定所述热传输总线中的所述中间热交换流体的性能特性在预定范围之外，其中所述性能特性包括温度、压力、流率或其组合；和响应于确定所述性能特性在所述预定范围之外，指示气流故障状况。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于所指示的所述气流故障状况，修改所述燃气涡轮发动机中的气流构造。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中改变所述燃气涡轮发动机中的所述气流构造包括：选择性地停用与所述热传输总线流体连通的第一热交换器；和通过将空气流从所述第一热交换器发送到与所述热传输总线流体连通的第二热交换器，选择性地绕过所述第一热交换器。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：监测所述中间热交换流体的所述性能特性，其中监测所述中间热交换流体的所述性能特性包括用传感器感测指示所述中间热交换流体的所述性能特性的数据，其中感测指示所述中间热交换流体的所述性能特性的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰登，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：