[發明專利]具有組合發動機和冷卻排氣的發動機組件

有效

• 申請號: 201680058544.0
• 申請日: 2016-08-04
• 公開（公告）號: CN108137165B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: A.朱里恩;J.托馬斯辛;M.考托伊斯;B.維勒紐維;R.尤約特;S.杜斯索特;L.迪安內;S.拉福圖內;A.喬內斯;B.哈格舍納斯;D.門赫雷
• 申請（專利權）人: 普拉特-惠特尼加拿大公司
• 主分類號: B64D33/08
• 分類號: B64D33/08;B64D33/00;B64D33/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒松青;傅永霄

用于飛行器的發動機組件，包括內燃機、排氣管道、風扇、以及中間管道，所述內燃機具有與熱交換器流體連通的液體冷卻劑系統，所述排氣管道與所述熱交換器的空氣通道流體連通，所述風扇與所述排氣管道流體連通，以用于驅動冷卻空氣流通過所述熱交換器的空氣管道并進入所述排氣管道，所述中間管道與所述發動機的排氣流體連通并具有被定位在所述排氣管道內的出口，所述出口在所述風扇的下游并且在所述排氣管道的出口的上游。所述中間管道的出口從所述排氣管道的周壁向內間隔開。所述發動機組件可被構造為輔助動力單元。還討論了一種用于在具有內燃機的輔助動力單元中排放空氣和排氣氣體的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年8月3日提交第15/227,519號的美國申請、以及于2015年8月7日提交的第62/202,275號美國臨時申請的優先權，所述兩篇文獻的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本申請總體上涉及復合式發動機組件，更具體地涉及被用作輔助動力單元（APU）的這樣的組件。

背景技術

包括具有用于驅動發電機的燃燒器的發動機核心的傳統燃氣渦輪發動機輔助動力單元通常需要用于發電機的冷卻系統。這樣的冷卻系統可包括風扇和/或噴射器，這有可能意味著在飛行中顯著的動力損失和/或產生阻力損失。

此外，這樣的傳統燃氣渦輪發動機輔助動力單元通常具有相對高溫的排氣，因此需要在排氣管道壁中使用高溫材料，這有可能意味著高昂的成本。

發明內容

在一方面中，提供了一種用于飛行器的發動機組件，所述發動機組件包括：內燃機、熱交換器、排氣管道、風扇以及中間管道，所述內燃機具有液體冷卻劑系統；所述熱交換器具有與所述冷卻劑系統流體連通的冷卻劑通道、以及與所述冷卻劑通道處于熱交換關系的空氣通道，所述排氣管道與所述熱交換器的空氣管道流體連通，所述排氣管道具有與所述飛行器的環境流體連通的出口；所述風扇與所述排氣管道流體連通，以用于驅動冷卻空氣流通過所述熱交換器的空氣通道并進入所述排氣管道；所述中間管道與所述內燃機的排氣流體連通，所述中間管道具有被定位在所述排氣管道內的出口，所述出口在所述風扇的下游并且在所述排氣管道的出口的上游；所述中間管道的出口從所述排氣管道的周壁向內間隔開。

在另一方面中，提供了一種發動機組件，所述發動機組件被構造成輔助動力單元并且被接收在飛行器的隔室中，所述發動機組件包括：內燃機、渦輪部分、熱交換器、排氣管道、風扇、以及中間管道；所述內燃機具有液體冷卻劑系統，所述渦輪部分具有與所述內燃機的出口流體連通的入口，所述渦輪部分包括與所述內燃機復合的至少一個渦輪；所述熱交換器與所述液體冷卻劑系統流體連通；所述排氣管道通過所述熱交換器與所述隔室流體連通，所述排氣管道具有與所述飛行器的環境流體連通的出口；所述風扇與所述排氣管道流體連通，所述風扇可被所述內燃機驅動，以用于驅動冷卻空氣流離開所述隔室、通過所述熱交換器并到達所述排氣管道中；所述中間管道與所述渦輪部分的排氣流體連通，所述中間管道具有被定位在所述冷卻空氣排氣管道內的出口，所述出口在所述風扇的下游并且在所述排氣管道的出口的上游，所述中間管道的出口從所述排氣管道的周壁向內間隔開，以使得在使用中，通過所述排氣管道的冷卻空氣流包圍從所述中間管道流出的排氣氣體流，所述中間管道的出口的開放截面面積小于所述排氣管道在所述中間管道的出口周圍的開放截面面積。

根據另一方面，提供了一種用于在具有內燃機的輔助動力單元中排放空氣和排氣氣體的方法，所述方法包括：使得用于冷卻內燃機的液體冷卻劑的冷卻空氣流循環到輔助動力單元的排氣管道，并流出所述輔助動力單元；并且使得由內燃機產生的排氣氣體流循環到排氣管道以使得冷卻空氣流包圍排氣氣流，所述排氣氣體的質量流量小于所述冷卻空氣的質量流量。

附圖說明

現在參照附圖，在附圖中：

圖1是根據具體實施例的輔助動力單元的示意性截面側視圖；

圖2是圖1的輔助動力單元的示意性截面平面圖；