冷却空气输送系统及其方法
一种燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机具有串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，以在压缩机区段和燃烧区段之间限定扩散器腔，和后腔。压缩机排放压力管道从扩散器腔流体地吸入空气，使其通过热交换器以冷却空气，然后将冷却的空气供应到后腔。
发明专利
CN202310865960.3
2023-07-14
CN117432528A
2024-01-23
F02C7/18(2006.01)
通用电气公司
拉克希米·纳拉辛哈拉奥·贾加塔;普拉提克·贾兰;维拉拉朱·瓦纳帕利;阿塔努·萨哈;斯科特·艾伦·施密尔斯
美国纽约州
上海华诚知识产权代理有限公司
陈海琴
美国;US
1.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括： 压缩机区段，所述压缩机区段包括压缩机； 燃烧区段，所述燃烧区段包括外燃烧器壳体和内燃烧器壳体，所述内燃烧器壳体与所述压缩机区段部分地限定后腔，并且与所述外燃烧器壳体部分地限定扩散器腔；和 冷却系统，所述冷却系统用于冷却所述燃气涡轮发动机的至少一部分，所述冷却系统包括： 压缩机排放压力管道，所述压缩机排放压力管道定位成与所述扩散器腔、所述压缩机区段或两者流体连通，用于接收来自所述扩散器腔、来自所述压缩机区段或两者的气流； 热交换器，所述热交换器与所述压缩机排放压力管道热连通，用于降低所述气流的温度； 冷却管道，所述冷却管道位于所述外燃烧器壳体的内侧并且与所述压缩机排放压力管道和所述后腔流体连通，用于接收所述气流并且将至少所述气流的一部分提供到所述后腔，所述冷却管道包括在所述燃气涡轮发动机的周向方向上延伸的歧管。 2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述冷却管道是第一冷却管道，并且其中，所述燃气涡轮发动机进一步包括： 涡轮区段，其中所述冷却系统进一步包括第二冷却管道，所述第二冷却管道与所述压缩机排放压力管道流体连通并且进一步与所述涡轮区段流体连通。 3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述压缩机包括材料，其中，所述材料限定以华氏度为单位的材料温度限值，并且其中，所述冷却系统被构造成当所述燃气涡轮发动机在标准日操作条件期间以额定速度操作时在小于或等于材料温度限值的85％的华氏度温度下将所述气流提供到所述扩散器腔。 4.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述涡轮区段包括高压涡轮，其中所述第二冷却管道与所述涡轮区段的所述高压涡轮流体连通。 5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述高压涡轮包括入口导向轮叶和第一级叶片，其中，所述入口导向轮叶和所述第一级叶片限定前轮空间腔，并且其中，所述燃气涡轮发动机限定从所述后腔到所述前轮空间腔的净化空气流动路径。 6.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述冷却系统进一步包括： 至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测指示所述燃气涡轮发动机的操作条件的数据；和 至少一个阀，所述至少一个阀与所述冷却管道流体连通，其中所述至少一个阀被构造成基于所述操作条件操作。 7.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述操作条件包括以下中的至少一个：高操作温度条件；高压条件；超音速巡航条件；起飞条件；或爬升条件。 8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述操作条件是所述高操作温度条件，并且其中，所述高操作温度包括其中压缩机出口温度高于1000华氏度的操作条件。 9.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，进一步包括与所述至少一个传感器和所述至少一个阀可操作地连通的控制器，所述控制器被构造成从所述至少一个传感器接收指示所述操作条件的数据，并控制所述至少一个阀以响应于接收指示所述燃气涡轮发动机的所述操作条件的所述数据而将至少所述气流的所述一部分从所述冷却管道提供到所述后腔。 10.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中，所述冷却系统进一步包括控制器，所述控制器可操作地联接到所述至少一个传感器以用于接收指示所述操作条件的所述数据，并且可操作地联接到所述至少一个阀以用于致动所述至少一个阀，其中，所述控制器被构造成当所述燃气涡轮发动机处于所述操作条件时将所述至少一个阀移动到打开位置，并且进一步被构造成当所述燃气涡轮发动机不处于所述操作条件时将所述至少一个阀移动到关闭位置。