[發明專利]燃氣渦輪發動機及用于其的冷卻系統

有效

• 申請號: 201611273039.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106917683B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: M·埃爾比巴里;S·里亞斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/14
• 分類號: F02C7/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;李強

一種燃氣渦輪發動機冷卻系統(400，500，600)包括燃氣渦輪發動機(100)。燃氣渦輪發動機包括核心發動機(102)、冷卻散熱器(602，202，316，302，702)、核心罩下空間(131)和核心罩(130)，核心罩(130)至少部分地包圍核心發動機且限定核心罩下空間的徑向外壁。燃氣渦輪發動機冷卻系統包括定位在核心罩下空間中的罩下構件(402)。燃氣渦輪發動機冷卻系統還包括包含第一端(416)、第二端(418)和在它們之間延伸的管道(420)的熱管(414)。第一端熱聯接至罩下構件，且第二端熱聯接至冷卻散熱器。熱管有助于將一定量的熱量從罩下構件傳遞至冷卻散熱器。

技術領域

本公開內容的領域大體上涉及渦輪發動機，且更具體地，涉及使用熱管以用于傳遞燃氣渦輪發動機內的熱量的系統和方法。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括作為發動機結構的一部分的罩下艙室。隨著燃氣渦輪發動機改進得例如造成飛行器的較高速度，預期核心罩下溫度顯著地上升。罩下構件包括電子器件和其它線路可更換單元(LRU)。在燃氣渦輪發動機操作期間和在發動機關閉之后的回放期間，已知的燃氣渦輪發動機中的這種電子構件(包括全權數字發動機(或電子)控制(FADEC))可能對增加核心罩下溫度特別敏感。例如，在至少一些已知的燃氣渦輪發動機中維修電子器件需要發動機在飛行之后維持在地面空閑(GI)至少3分鐘。在這種已知的燃氣渦輪發動機中，冷卻電子罩下構件的策略包括專用的主動冷卻系統，其包括管、改變結構的材料，以及通過將熱輻射屏蔽件放置在電子器件周圍且通過將構件移動至遠程位置來改變發動機結構。

帶有用于主動冷卻罩下電子器件的管和使用輻射屏蔽件的已知系統給燃氣渦輪發動機增加重量，且因此增加燃料消耗率(SFC)。當這種構件放置在發動機中的遠程位置處時，連接電纜的長度的增加也增加發動機重量和SFC，同時還使維護活動復雜化。此外，在這種已知的燃氣渦輪發動機中，在回放期間還混有這樣的問題，其中沒有冷卻流，且在維修它們之前，在這種已知的燃氣渦輪發動機的操作之后必須等待延長的時間。用于冷卻罩下構件的一些已知系統和方法還增加至少一些已知燃氣渦輪發動機的操作成本。

發明內容

在一方面，提供了一種燃氣渦輪發動機冷卻系統。燃氣渦輪發動機包括核心發動機、冷卻散熱器、核心罩下空間和核心罩，核心罩至少部分地包圍核心發動機且限定核心罩下空間的徑向外壁。燃氣渦輪發動機冷卻系統包括定位在核心罩下空間中的罩下構件。燃氣渦輪發動機冷卻系統還包括熱管，熱管包括第一端、第二端和在它們之間延伸的管道。第一端熱聯接至罩下構件，且第二端熱聯接至冷卻散熱器。熱管有助于將一定量的熱量從罩下構件傳遞至冷卻散熱器。

在另一方面，提供了一種燃氣渦輪發動機。燃氣渦輪發動機包括核心發動機、冷卻散熱器、核心罩下空間和核心罩，核心罩至少部分地包圍核心發動機且限定核心罩下空間的徑向外壁。燃氣渦輪發動機還包括定位在核心罩下空間中的罩下構件。燃氣渦輪發動機還包括冷卻系統。冷卻系統包括熱管，熱管包括第一端、第二端和在它們之間延伸的管道。第一端熱聯接至罩下構件，且第二端熱聯接至冷卻散熱器。熱管有助于將一定量的熱量從罩下構件傳遞至冷卻散熱器。

在還有另一方面，提供了一種冷卻燃氣渦輪發動機的方法。燃氣渦輪發動機包括核心發動機、冷卻散熱器、核心罩下空間、定位在核心罩下空間中的罩下構件，以及核心罩，核心罩至少部分地包圍核心發動機且限定核心罩下空間的徑向外壁。燃氣渦輪發動機還包括定位在核心罩下空間中的罩下構件。該方法包括選擇具有性能參數的熱管以助于遵循預定的熱傳遞特性，熱傳遞特性包括罩下構件和冷卻散熱器之間的熱阻。該方法還包括將熱管的第一端熱聯接至罩下構件。該方法還包括將熱管的第二端熱聯接至冷卻散熱器。該方法還包括從罩下構件接收熱量到第一端中。該方法還包括通過熱管將熱量傳遞至冷卻散熱器。

技術方案1.一種用于燃氣渦輪發動機的燃氣渦輪發動機冷卻系統，所述燃氣渦輪發動機包括核心發動機、冷卻散熱器、核心罩下空間和核心罩，所述核心罩至少部分地包圍所述核心發動機且限定所述核心罩下空間的徑向外壁，所述燃氣渦輪發動機冷卻系統包括：