[发明专利]燃气涡轮发动机的热管理系统

说明书

技术领域

本公开大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及管理由燃气涡轮发动机产生的热的燃气涡轮发动机热管理系统。

背景技术

燃气涡轮发动机例如涡轮风扇燃气涡轮发动机通常包括风扇部分、压缩机部分、燃烧器部分以及涡轮机部分。在运转过程中，空气流在压缩机部分中被压缩，在燃烧器部分中与燃料混合并燃烧。在燃烧器部分中产生的热燃烧气体被传递通过涡轮机部分。涡轮机部分从热的燃烧气体中获取能量来提供动力给压缩机部分、风扇部分以及其他的燃气涡轮发动机载荷。 

热管理系统可在燃气涡轮发动机内被利用，以管理由燃气涡轮发动机产生的热。热管理系统维持遍及发动机传递的发动机燃料、油以及其他的流体的可操作的温度。例如，发动机油的一部分热可传递到发动机燃料中以提高燃气涡轮发动机的效率。

发明内容

燃气涡轮发动机的热管理系统包括：第一热交换器，所述第一热交换器提供第一经调节流体；第二热交换器，所述第二热交换器与第一热交换器处于串联流体连通，并与第一经调节流体交换热以形成第二经调节流体；以及第三热交换器，所述第三热交换器与第二热交换器处于并联流体连通，并与第一经调节流体选择性地交换热以形成第三经调节流体。第二经调节流体和第三经调节流体结合以形成混合的经调节流体。具有第一温度的混合的经调节流体的第一部分连通到第一发动机系统。具有第二温度的混合的经调节流体的第二部分连通到第二发动机系统。第二温度包括比第一温度高的温度。

在另一示例实施例中，燃气涡轮发动机包括压缩机部分、燃烧器部分以及涡轮机部分。燃气涡轮发动机包括包含第一流体回路和第二流体回路的热管理系统。热管理系统管理在压缩机部分、燃烧器部分以及涡轮机部分的至少一者中产生的热。热管理系统的第一流体回路将具有第一温度的经调节流体的第一部分选择性地连通到第一发动机系统，将具有第二温度的经调节流体的第二部分选择性地连通到第二发动机系统。第二温度是比第一温度高的温度。

在另一示例实施例中，使用热管理系统管理在燃气涡轮发动机的运转过程中产生的热的方法包括将具有第一温度的经调节流体的第一部分连通到第一发动机系统以及将具有第二温度的经调节流体的第二部分连通到第二发动机系统。第二温度是比第一温度高的温度。

通过下面的详细描述，本公开的多个特征和优点对于本领域的技术人员而言将变得易于理解。详细描述所参照的附图可简要地描述如下。

附图说明

图1示意性示出了燃气涡轮发动机。

图2示出了示例性的用于燃气涡轮发动机的热管理系统。 

具体实施方式

图1示意性地图示了燃气涡轮发动机20。示例性燃气涡轮发动机20为两轴涡轮风扇发动机，其通常包括风扇部分22、压缩机部分24、燃烧器部分26和涡轮机部分28。其它的发动机除了其它系统或特征外还可包括更少或更多部分，例如增强器部分（图未示）。 通常，风扇部分22沿着旁通流路驱动空气，而压缩机部分24沿着中心流路驱动空气以压缩并传递到燃烧器部分26。在燃烧器部分26中产生的热燃烧气体通过涡轮机部分28膨胀。该图是高度示意性的，并被包括到本文来提供对气涡轮发动机20的基本理解，而不是限制本公开。本公开延伸至所有类型的燃气涡轮发动机及所有类型的应用，包括但不限于涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机以及涡轮螺旋桨发动机。

燃气涡轮发动机20通常至少包括低速轴30和高速轴32，它们被安装成借助若干个轴承系统38绕发动机中心轴线A相对于发动机静止结构36旋转。低速轴30通常包括将风扇42、低压压缩机44和低压涡轮机46互连的内轴40。内轴40可通过齿轮传动结构48连接到风扇42从而以低于低速轴30的速度驱动风扇42。尽管图中未示出，但齿轮传动结构48可包括多个部件，包括但不限于轴承、齿轮和驱动机构。高速轴32包括将高压压缩机52和高压涡轮机54互连的外轴50。

燃烧器56被布置在高压压缩机52和高压涡轮机54之间。内轴40和外轴50是同心的并绕着发动机中心轴线A旋转。中心空气流先被低压压缩机44压缩接着被高压压缩机52压缩，与燃料混合并在燃烧器56内燃烧，接着膨胀通过高压涡轮机54和低压涡轮机46。涡轮机54、46响应于该膨胀旋转驱动低速轴30和高速轴32。