[發明專利]動力預冷器風扇組件

在審

• 申請號: 201910546677.8
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110733646A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: S·G·麥金;A·薩海
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B64D13/06
• 分類號: B64D13/06;F04D25/08;F04D25/04;F04D27/00
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 董巍

本申請涉及動力預冷器風扇組件。預冷卻器系統(13)采用動力預冷器風扇組件(15)，其具有適于通過進氣室(25)接收旁通發動機風扇空氣的風扇(34)、具有適于控制來自進氣室(25)和風扇(34)的空氣流的出口引導葉片陣列(OGVA)(38)、具有可操作地連接到所述風扇(34)的旋轉動力源(30、60)。將來自進氣室(25)、風扇(34)和OGVA的空氣流引導到設置在風扇(34)和OGVA下游的預冷器(16)中的護罩(35)。

技術領域

本公開的實施方式總體上涉及用于飛機環境控制預冷器系統的風扇空氣補充動力/功率(power)的領域，并且更具體地涉及具有由用于增壓到預冷器的風扇流的小型氣動渦輪機或電動馬達驅動的可變出口引導葉片的單級風扇。

背景技術

大型商用飛機采用針對機艙空氣壓力和溫度的環境控制系統(ECS)，其依賴于來自發動機壓縮機區段的引氣(bleed air)。在具有渦扇發動機的飛機中，壓縮機引氣通過具有轉向風扇旁通空氣流的熱交換器(在本領域中被識別為預冷器)冷卻，并且然后被引導至ECS系統和使用引氣的任何其他系統。在現代高旁通渦扇發動機中，由于ECS流/流量(flow)要求和噴氣式發動機風扇壓力比的降低，預冷器越來越大。可用于預冷器的空間緊張，并且可用于預冷器入口的長度可能太短而無法確保均勻的流分布。如果流不均勻分布，則預冷器的熱性能可能不足，并且預冷器壽命可能會受到熱應力的影響。在體積受限的發動機安裝的情況下，預冷器的集成對于非常低的壓力比的風扇來說越來越具有挑戰性。高旁通比發動機不會產生預冷器所需的壓力，并且隨著旁通比和風扇直徑的增加，排熱需求也會增加。可以進一步降低預冷器效率的下游風扇管道損失也是不希望的。增加發動機長度作為適應尺寸和流限制二者的解決方案為飛機增加了相當大的重量，并且由于轉子動力學問題可能無法實現。

發明內容

這里公開的實施方式提供了一種預冷器系統，其采用動力預冷器風扇組件，其具有適于通過進氣室接收旁通發動機風扇空氣的風扇和適于控制來自該進氣室和風扇的空氣流的出口引導葉片陣列(OGVA)，其中旋轉動力源操作地連接到風扇。護罩引導來自進氣室、風扇和OGVA的空氣流，并且預冷器設置在風扇和OGVA的下游并接收來自護罩的空氣流。

所公開的實施方式提供了一種用于通過提供具有驅動風扇的旋轉動力源的風扇和具有可變引導葉片的出口引導葉片陣列(OGVA)來增強預冷器的操作的方法，所述可變引導葉片介于進氣室和預冷器中間。感測來自預冷器的出口空氣的溫度，并將溫度信號提供給控制器。在第一操作模式中，響應于溫度信號控制OGVA，并且在第二操作模式中，響應于溫度信號控制風扇的速度。

附圖說明

動力預冷器風扇組件的特征、功能和優點可以在本公開的各種實施方式中獨立地實現，或者可以在其他實施方式中組合，其進一步的細節可以參考以下說明書和附圖看出。

圖1是商用飛機的示意圖，其示出了本文公開的動力預冷器風扇組件的實施方式的布置；

圖2是參考渦扇發動機和支撐結構的本文公開的實施方式的安裝的示意性側視圖；

圖3是動力預冷器風扇組件的第一配置的框圖；

圖4A是第一配置的示例性實施方式的示意性表示；

圖4B是部分剖切入口和護罩以暴露風扇、出口引導葉片陣列和渦輪機的圖4A的實施方式的側視圖；

圖4C是圖4A的實施方式的詳細側視圖，其中額外剖切渦輪機和軸，氣動供應管線以虛線示出；

圖4D是圖4A的實施方式的側剖視圖，其示出了處于關閉位置的出口引導葉片陣列的葉片；

圖5是動力預冷器風扇組件的第二配置的框圖；

圖6A是第二配置的示例性實施方式的示意性表示；