[发明专利]热管理系统

说明书

一种热管理系统，包括：第一热源组件，其包括第一热源交换器，延伸到第一热源交换器的第一热流体入口管线和从第一热源交换器延伸的第一热流体出口管线；第二热源组件，其包括第二热源交换器，延伸到第二热源交换器的第二热流体入口管线和从第二热源交换器延伸的第二热流体出口管线；共享组件，其包括热流体管线和散热器交换器，该共享组件限定上游接合点和下游接合点，上游接合点与第一热流体出口管线和第二热流体出口管线流体连通，下游接合点与第一热流体入口管线和第二热流体入口管线流体连通；控制器，其被构造为将第一热源组件或第二热源组件选择性地流体连接到共享组件。

技术领域

本主题大体涉及热管理系统及其操作方法。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括风扇和涡轮机。涡轮机通常包括入口，一个或多个压缩机，燃烧器和至少一个涡轮。压缩机压缩空气，该空气被引导至燃烧器，在燃烧器中与燃料混合。然后将混合物点燃以生产热的燃烧气体。燃烧气体被引导至涡轮，涡轮从燃烧气体中提取能量用于为压缩机提供动力，并产生有用功来推动飞行中的飞行器和/或为负载(诸如发电机)提供动力。

在至少某些实施例中，涡轮机和风扇至少部分地由外机舱包围。在这样的实施例中，外机舱与涡轮机一起限定了旁路气流通道。另外，涡轮机由一个或多个出口导向轮叶/柱相对于外机舱被支撑。在燃气涡轮发动机的操作期间，各种系统可能产生相对较大的热量。燃气涡轮发动机的热管理系统可以从这些系统中的一个或多个系统收集热量，以将这些系统的温度维持在可接受的操作范围内。热管理系统可以通过一个或多个热交换器排出这种热量。

然而，本公开的发明人已经发现，通过操作热管理系统以选择性地从燃气涡轮发动机的各种系统或位置增加或移除热量，可以实现进一步的益处。因此，用于以增加燃气涡轮发动机的效率的方式操作热管理系统的系统和/或方法将是有用的。

发明内容

本发明的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从该描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本公开的一个示例性方面，提供了一种燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机包括：以串行流动布置的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段；热管理系统，其可与压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段或排气区段中的至少一个一起操作。该热管理系统包括：第一热源组件，其包括第一热源交换器，延伸到第一热源交换器的第一热流体入口管线和从第一热源交换器延伸的第一热流体出口管线；第二热源组件，其包括第二热源交换器，延伸到第二热源交换器的第二热流体入口管线和从第二热源交换器延伸的第二热流体出口管线；共享组件，其包括热流体管线和散热器交换器，该共享组件限定上游接合点和下游接合点，上游接合点与第一热流体出口管线和第二热流体出口管线流体连通，下游接合点与第一热流体入口管线和第二热流体入口管线流体连通；控制器，其被构造为将第一热源组件或第二热源组件选择性地流体连接到共享组件。

在某些示例性实施例中，第一热源交换器是冷却的冷却空气热源交换器，并且其中第二热源交换器是与涡轮区段、排气区段或两者热连通的废热回收热源交换器。

在某些示例性实施例中，第一热源交换器是废热回收热源交换器或润滑油热源交换器。

在某些示例性实施例中，共享组件的散热器交换器是燃料散热器交换器、旁路通道散热器交换器、压缩机排气散热器交换器、冲压空气散热器交换器或自由流散热器交换器。

在某些示例性实施例中，热管理系统包括位于共享组件的上游接合点处或共享组件的下游接合点处的阀，并且其中控制器可操作地联接到阀，用于将第一热源组件或第二热源组件选择性地流体连接到共享组件。

在某些示例性实施例中，共享组件包括热流体泵，该热流体泵用于当控制器将共享组件流体地连接到第一热源组件时提供通过共享组件和第一热源组件的热流体流，并且当控制器将共享组件流体地连接到第二热源组件时，提供通过共享组件和第二热源组件的热流体流。