[發明專利]用于燃氣渦輪發動機或飛行器的帶熱總線的熱管理系統

在審

• 申請號: 202011270142.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112814786A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 丹尼爾·艾倫·尼爾加思;布蘭登·韋恩·米勒;賈斯汀·保羅·史密斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/16
• 分類號: F02C7/16;F02C7/18;F02C7/14;F02C7/143
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

提供一種熱管理系統，用于結合到燃氣渦輪發動機或飛行器中的至少一個。熱管理系統包括：具有流過其中的熱交換流體的熱傳輸總線，熱傳輸總線還包括：第一流動回路，所述第一流動回路包括至少一個第一熱源交換器、至少一個第一冷源交換器和使熱交換流體移動通過第一流動回路的第一泵；和第二流動回路，所述第二流動回路包括至少一個第二熱源交換器、至少一個第二冷源交換器和使所述熱交換流體移動通過所述第二流動回路的第二泵；其中所述第一流動回路與所述第二流動回路隔離，并且其中所述第一熱源交換器和所述第二熱源交換器配置有公共熱源。

技術領域

本主題一般涉及用于燃氣渦輪發動機和/或飛行器的集成冷卻系統。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。包括各種輔助系統，以確保風扇和/或核心按需操作。例如，主潤滑系統向例如壓縮機區段、渦輪區段和動力齒輪箱(如果設置)內的軸承和齒輪嚙合提供潤滑。除了提供給此類部件的潤滑特性之外，主潤滑系統還從這樣的部件中排熱，使得它們可以在期望的溫度范圍內操作。

燃氣渦輪發動機的其它輔助系統，例如環境控制系統，在操作期間也需要排熱。

因此，燃氣渦輪發動機通常包括多個熱交換器，其中每個熱交換器專用于燃氣渦輪發動機的單個輔助系統。燃氣渦輪發動機的這些單獨的輔助系統中的至少某些在燃氣渦輪發動機運行循環的潛在不同階段需要最大排熱。然而，由于熱交換器專用于單獨的系統，每個熱交換器的尺寸必須適應相應輔助系統所需的最大排熱。這種配置可能導致熱交換器的低效使用。例如，這種配置可能導致某些熱交換器以最大容量操作，而其他熱交換器以標稱容量運行(或根本不運行)。

為了解決上述情況，美國專利NO.10260419描述了一種用于結合到燃氣渦輪發動機或飛行器的熱管理系統，該系統包括熱傳輸總線和泵，熱傳輸總線具有流經其中的熱交換流體，泵用于在熱傳輸總線中產生熱交換流體的流動。在熱傳輸總線中配置多個熱源交換器，其中熱交換流體從熱交換器中排熱。在熱源交換器下游的熱傳輸總線中還配置有冷源交換器，以從熱交換流體中排熱。

在美國的‘419專利中描述的熱管理系統可以被稱為“單回路”系統，因為熱源交換器和一個或多個冷源交換器基本上以串聯配置為單通道回路配置。也已知使用多個熱源交換器，所述多個熱源交換器被并聯配置用于單回路系統內的單個熱源。

然而，單回路系統的潛在風險是回路中的單點故障可能導致整個系統關閉。例如，在熱源或冷源交換器之一中的系統的主側(熱交換流體側)中的，或者在熱源和冷源交換器之間的流體路徑中的泄漏或破裂可能導致系統關閉。

因此，具有內置冗余的燃氣渦輪發動機的容錯熱管理冷卻系統將在工業中特別有用。

發明內容

本發明的方面和優點將在下面的描述中部分闡述，或者可以從描述中顯而易見，或者可以通過實施本發明來獲知。

在本公開的一個示例性實施方式中，提供了一種用于結合到燃氣渦輪發動機或飛行器中的至少一個的熱管理系統。熱管理系統包括：具有流過其中的熱交換流體的熱傳輸總線，熱傳輸總線還包括：第一流動回路，第一流動回路包括至少一個第一熱源交換器、至少一個第一冷源交換器和使熱交換流體移動通過第一流動回路的第一泵；和第二流動回路，所述第二流動回路包括至少一個第二熱源交換器、至少一個第二冷源交換器和使熱交換流體移動通過第二流動回路的第二泵；其中所述第一流動回路與所述第二流動回路隔離，并且其中所述第一熱源交換器和所述第二熱源交換器配置有公共熱源。

參考以下描述和所附權利要求，將更好地理解本發明的這些和其它特征、方面和優點。結合在本說明書并構成本說明書一部分的附圖示出了本發明的實施例，并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。

附圖說明

本說明書參考附圖闡述了針對本領域普通技術人員的本發明的完整且可行的公開，包括其最佳模式，如下：