[发明专利]用于燃气涡轮发动机组件的空气循环组件

说明书

一种燃气涡轮发动机组件包括：涡轮机，其以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段和涡轮区段；燃料输送系统，其可与涡轮机的燃烧区段一起操作，用于向涡轮机的燃烧区段提供燃料；空气循环组件，其包括空气循环机和热交换器，空气循环机与涡轮机的压缩机区段气流连通，并且热交换器与空气循环机气流连通。燃气涡轮发动机组件还包括热传递总线，该热传递总线将空气循环组件的热交换器热联接到燃料输送系统，用于将热量从空气循环机传递到燃料输送系统。

技术领域

本主题大体涉及用于燃气涡轮发动机组件的空气循环组件。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括风扇和涡轮机。涡轮机通常包括入口，一个或多个压缩机，燃烧器和至少一个涡轮。压缩机压缩空气，该空气被引导到燃烧器，在燃烧器中该空气与燃料混合。然后点燃混合物以生成热燃烧气体。该燃烧气体被引导到涡轮，该涡轮从燃烧气体中提取能量用于为压缩机提供动力，以及用于产生有用功以推进飞行中的飞行器和/或为负载(例如发电机)提供动力。

还可以提供空气循环机。空气循环机可以接收来自涡轮机的引气气流并调节这种气流以用于各种冷却操作。这种调节可能需要去除相对大量的热量。可以使用燃气涡轮发动机的旁路通道来移除该热量。然而，这可能对空气循环机来说是相对低效的散热器，并且还可能无法充分利用所移除的热量的潜力。因此，具有更有效和完全地去除和利用这种热量的能力的燃气涡轮发动机和空气循环机将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机组件。燃气涡轮发动机组件包括：涡轮机，其以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段和涡轮区段；燃料输送系统，其可与涡轮机的燃烧区段一起操作，用于向涡轮机的燃烧区段提供燃料；和空气循环组件，其包括空气循环机和热交换器，空气循环机与涡轮机的压缩机区段气流连通，并且热交换器与空气循环机气流连通。燃气涡轮发动机组件还包括热传递总线，该热传递总线将空气循环组件的热交换器热联接到燃料输送系统，用于将热量从空气循环机传递到燃料输送系统。

在某些示例性实施例中，热传递总线包括热能存储单元。

在某些示例性实施例中，空气循环组件的热交换器是ACS热交换器，其中热传递总线包括用于将热量传递到燃料输送系统的燃料热交换器，并且其中燃料输送系统包括燃料热交换器的上游位置处的燃料冷却油冷却器。

在某些示例性实施例中，空气循环组件包括空气循环机的下游位置处的热能存储单元。

在某些示例性实施例中，热传递总线包括泵，并且其中泵由空气循环机机械地驱动。

在某些示例性实施例中，热传递总线包括涡轮泵，其中涡轮泵包括动力涡轮，其在空气循环机的上游位置处与涡轮机的压缩机区段气流连通。

在某些示例性实施例中，空气循环机包括用于接收和压缩来自涡轮机的压缩机区段的引气气流的压缩机和可与压缩机一起旋转并且定位在压缩机的下游的涡轮，该空气循环机的涡轮被构造为膨胀和冷却来自压缩机的压缩的引气气流。

例如，在某些示例性实施例中，热交换器在空气循环机的压缩机的下游位置处与空气循环机的压缩机气流连通，并且在空气循环机的涡轮的上游位置处与空气循环机的涡轮气流连通。

例如，在某些示例性实施例中，空气循环机的涡轮是第一涡轮，其中空气循环机还包括第二涡轮和燃烧器，其中燃烧器定位在第二涡轮的上游，并且其中第二涡轮可与空气循环机的压缩机一起旋转。

例如，在某些示例性实施例中，热交换器在空气循环机的第二涡轮的下游位置处与空气循环机的第二涡轮气流连通。