[发明专利]一种航空发动机的间冷或间冷回热循环布局

摘要

一种航空发动机的间冷或间冷回热循环布局，包括主流流路中的布莱顿循环，还包括超临界状态流体循环，两个循环相互独立，通过微小尺度换热器耦合。使用的微小尺度换热器是一种超临界微小尺度紧凑快速换热器，换热器包括换热元件和两种工质，这两种工质通过换热元件进行换热，其特征在于：其中一种工质采用超临界状态流体，另一种工质不限，换热元件的尺寸属微小尺度范畴，超临界状态流体压力高于临界压力至少0.5MPa，温度高于临界温度至少200度，所述微小尺度是指基本换热单元的几何尺度不大于2毫米。本发明有效地克服了常规间冷或间冷回热循环布局的缺点，提高发动机的循环效率，降低了耗油率。

主权项

一种航空发动机的间冷或间冷回热循环布局，包括主流流路中的布莱顿循环，其特征在于还包括：超临界状态流体循环；布莱顿循环和超临界状态流体循环相互独立，通过4个微小尺度换热器换热；所述布莱顿循环包括：进气道(1)、风扇(2)、中压压气机(3)、高压压气机(4)、燃烧室(5)、高压涡轮(6)、低压涡轮(7)和尾喷管(8)，上述各部件按从前向后排列，依次连接；在间冷回热循环布局中，所述超临界流体循环包括第一微小尺度换热器(11)、第二微小尺度换热器(12)、第三微小尺度换热器(13)、第四微小尺度换热器(14)、增压泵(15)；第四微小尺度换热器(14)、第三微小尺度换热器(13)、第二微小尺度换热器(12)、增压泵(15)、第一微小尺度换热器(11)上述各部件按顺序依次连接，且第一微小尺度换热器(11)与第四微小尺度换热器(14)相连，形成循环；所述超临界流体循环中超临界流体在高压压气机前的第一微小尺度换热器(11)中对主流进行冷却，之后在低压涡轮(7)后通过第四微小尺度换热器(14)吸收主流废热升温，经过高压压气机(4)后的第三微小尺度换热器(13)对进入燃烧室(5)前的气体进行预热，再流经外涵道的第二微小尺度换热器(12)冷却降温，并利用高压级带动的增压泵(15)对超临界流体增压，最后流回高压压气机(6)前形成封闭循环；当外涵道流体冷却能力不够时，借助与从油箱(9)中流出，经泵(10)增压后的燃料在第二微小尺度换热器(12)中换热进行降温；在间冷循环布局中，所述超临界流体循环包括第一微小尺度换热器(11)、第二微小尺度换热器(12)、增压泵(15)；第二微小尺度换热器(12)、增压泵(15)、第一微小尺度换热器(11)按上述顺序依次连接，且第一微小尺度换热器(11)与第二微小尺度换热器(12)相连，形成循环；所述超临界流体循环中超临界流体在高压压气机前的第一微小尺度换热器(11)中对主流进行冷却，之后流经外涵道的第二微小尺度换热器(12)冷却降温，并利用高压级带动的增压泵(15)对超临界流体增压，最后流回高压压气机(6)前形成封闭循环；当外涵道流体冷却能力不够时，借助与从油箱(9)中流出，经泵(10)增压后的燃料在第二微小尺度换热器(12)中换热进行降温。