優(yōu)先權(quán)信息

本申請主張對在2015年12月8日提交的題為“thermalmanagementsystem”的美國專利申請序列號no.14/962,313的優(yōu)先權(quán)且是其繼續(xù)申請，其通過參照而并入本文中。

本主題大體上涉及用于飛機和燃氣渦輪發(fā)動機中的至少一者的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃氣渦輪發(fā)動機大體上包括與彼此流動連通地布置的風扇和核心。燃氣渦輪發(fā)動機的核心以連續(xù)流過的順序大體上包括壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段、和排氣區(qū)段。在操作中，越過風扇的空氣的至少一部分被提供至核心的進口?？諝獾拇朔N部分由壓縮機區(qū)段逐步地壓縮，直到其到達燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)與壓縮空氣混合且被焚燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體被從燃燒區(qū)段發(fā)送通過渦輪區(qū)段，以驅(qū)動渦輪區(qū)段內(nèi)的一個或更多個渦輪。渦輪區(qū)段內(nèi)的一個或更多個渦輪可通過相應(yīng)的軸聯(lián)接于壓縮機區(qū)段的一個或更多個壓縮機。燃燒氣體然后被發(fā)送通過排氣區(qū)段，例如，去往大氣。

燃氣渦輪發(fā)動機因此包括可經(jīng)歷熱操作條件的多種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該熱操作條件潛在地限制發(fā)動機構(gòu)件壽命?，F(xiàn)代燃氣渦輪發(fā)動機采用精細的熱管理系統(tǒng)來冷卻這些旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。令人遺憾的是，通常使用的熱力熱量吸收器可能不提供期望的熱量移除量。

同時，期望加熱被輸送至燃氣渦輪發(fā)動機燃燒區(qū)段的燃料，以提高發(fā)動機效率。然而，燃料溫度可受到稱為“焦炭(coke)”的不可溶解產(chǎn)物的形成的限制。焦炭可在含氧的烴燃料被加熱超過某溫度(例如，高于250℉或121℃)時形成。焦炭沉積物可潛在地限制燃料系統(tǒng)構(gòu)件壽命。

因此，能夠有效率地從燃氣渦輪發(fā)動機的各種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件移除熱量，同時還加熱待輸送至燃氣渦輪發(fā)動機燃燒區(qū)段的燃料的燃氣渦輪發(fā)動機將是受歡迎的。更具體而言，能夠有效率地從燃氣渦輪發(fā)動機的各種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件移除熱量，同時還加熱待輸送至燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒區(qū)段的燃料，而不在此種燃料內(nèi)形成焦炭的燃氣渦輪發(fā)動機將是尤其有益的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下列描述中部分地闡述，或可根據(jù)描述而是明顯的，或可通過本發(fā)明的實踐而習得。

在本公開的一個示范實施例中，提供用于管理飛機或燃氣渦輪發(fā)動機中的至少一者中的熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括第一發(fā)動機系統(tǒng)，該第一發(fā)動機系統(tǒng)利用油以用于熱量轉(zhuǎn)移，該油具有至少大約500華氏度(“f”)的溫度極限。系統(tǒng)還包括燃料系統(tǒng)。燃料系統(tǒng)包括用于使燃料系統(tǒng)中的燃料脫氧的脫氧單元和位于脫氧單元下游的燃料-油熱交換器，燃料-油熱交換器與第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油和燃料系統(tǒng)中的燃料熱連通，以用于將熱量從第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油轉(zhuǎn)移至燃料系統(tǒng)中的燃料。

在本公開的另一個示范實施例中，提供用于管理熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有燃燒器的燃氣渦輪發(fā)動機、能夠與燃氣渦輪發(fā)動機一起操作且利用油以用于熱量轉(zhuǎn)移的第一發(fā)動機系統(tǒng)、和用于對燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器提供燃料的燃料系統(tǒng)。燃料系統(tǒng)包括燃料儲罐、位于燃料儲罐的下游以用于生成燃料流的燃料泵、和位于燃料泵的下游以用于使燃料系統(tǒng)中的燃料脫氧的脫氧單元。燃料系統(tǒng)還包括位于脫氧單元下游的燃料-油熱交換器，燃料-油熱交換器與第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油和燃料系統(tǒng)中的燃料熱連通，以用于將熱量從第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油轉(zhuǎn)移至燃料系統(tǒng)中的燃料。

在本公開的另一示范實施例中，提供用于管理熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括燃氣渦輪發(fā)動機和主潤滑油系統(tǒng)，該主潤滑油系統(tǒng)能夠與燃氣渦輪發(fā)動機一起操作以用于對燃氣渦輪發(fā)動機提供潤滑油。潤滑油具有至少大約500華氏度的溫度極限。系統(tǒng)還包括燃料系統(tǒng)。燃料系統(tǒng)包括用于使燃料系統(tǒng)中的燃料脫氧的脫氧單元、和與主潤滑油系統(tǒng)中的潤滑油熱連通地位于脫氧單元下游的燃料-油熱交換器。燃料-油熱交換器在燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間限定燃料進口溫度、燃料出口溫度、油進口溫度、和油出口溫度。燃料進口溫度直到大約200華氏度，燃料出口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，油進口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，且油出口溫度直到大約250華氏度。

技術(shù)方案1：一種用于管理飛機或燃氣渦輪發(fā)動機中的至少一者的熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

第一發(fā)動機系統(tǒng)，其利用油以用于熱量轉(zhuǎn)移，所述油具有至少大約500華氏度(f)的溫度極限；和

燃料系統(tǒng)，所述燃料系統(tǒng)包括

脫氧單元，其用于使所述燃料系統(tǒng)中的燃料脫氧；和

燃料-油熱交換器，其位于所述脫氧單元的下游，所述燃料-油熱交換器與所述第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油和所述燃料系統(tǒng)中的燃料熱連通，以用于將熱量從所述第一發(fā)動機系統(tǒng)中的油轉(zhuǎn)移至所述燃料系統(tǒng)中的燃料。

技術(shù)方案2：根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)動機系統(tǒng)是所述燃氣渦輪發(fā)動機的主潤滑油系統(tǒng)，所述主潤滑油系統(tǒng)使用于熱量轉(zhuǎn)移的油再循環(huán)。

技術(shù)方案3：根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述主潤滑油系統(tǒng)還包括空氣-油熱交換器。

技術(shù)方案4：根據(jù)技術(shù)方案3所述的系統(tǒng)，其中，所述主潤滑油系統(tǒng)的空氣-油熱交換器位于所述燃料系統(tǒng)的燃料-油熱交換器的下游。

技術(shù)方案5：根據(jù)技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，還包括利用油以用于熱量轉(zhuǎn)移的第二發(fā)動機系統(tǒng)，其中，所述燃料系統(tǒng)的燃料-油熱交換器是第一燃料-油熱交換器，其中，所述燃料系統(tǒng)還包括第二燃料-油熱交換器，其中，所述第二燃料-油熱交換器與來自所述第二發(fā)動機系統(tǒng)的油和來自所述燃料系統(tǒng)的燃料熱連通，以用于從所述第二發(fā)動機系統(tǒng)移除熱量。

技術(shù)方案6：根據(jù)技術(shù)方案5所述的系統(tǒng)，其中，所述第二發(fā)動機系統(tǒng)是可變頻率發(fā)電機系統(tǒng)，且其中，由所述可變頻率發(fā)電機系統(tǒng)利用的油具有至少大約500華氏度的溫度極限。

技術(shù)方案7：根據(jù)技術(shù)方案5所述的系統(tǒng)，其中，主潤滑系統(tǒng)與所述第二發(fā)動機系統(tǒng)選擇性地熱連通。

技術(shù)方案8：根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，由所述第一發(fā)電機系統(tǒng)利用的油具有至少大約550華氏度的溫度極限。

技術(shù)方案9：根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述燃料系統(tǒng)包括燃料儲罐和出口管線，所述出口管線延伸至所述燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器，其中，所述燃料系統(tǒng)中的燃料構(gòu)造成從位于所述燃料儲罐與所述出口管線之間的一個或更多個熱交換器接收全部量的熱量，且其中，所述一個或更多個熱交換器中的各個構(gòu)造為燃料-油熱交換器。

技術(shù)方案10：根據(jù)技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，在所述燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間，所述燃料-油熱交換器限定燃料進口溫度、燃料出口溫度、油進口溫度、和油出口溫度，其中，所述燃料進口溫度直到大約200華氏度，其中，所述燃料出口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，其中，所述油進口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，且其中，所述油出口溫度直到大約250華氏度。

技術(shù)方案11：一種用于管理熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

燃氣渦輪發(fā)動機；

主潤滑油系統(tǒng)，其能夠與所述燃氣渦輪發(fā)動機一起操作，以用于對所述燃氣渦輪發(fā)動機提供潤滑油，所述潤滑油具有至少大約500華氏度的溫度極限；和

燃料系統(tǒng)，所述燃料系統(tǒng)包括

脫氧單元，其用于使所述燃料系統(tǒng)中的燃料脫氧；和

燃料-油熱交換器，其與所述主潤滑油系統(tǒng)中的潤滑油熱連通地位于所述脫氧單元的下游，所述燃料-油熱交換器在所述燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間限定燃料進口溫度、燃料出口溫度、油進口溫度、和油出口溫度，所述燃料進口溫度直到大約200華氏度，所述燃料出口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，所述油進口溫度在大約450華氏度與大約600華氏度之間，且所述油出口溫度直到大約250華氏度。

技術(shù)方案12：根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述主潤滑油系統(tǒng)還包括空氣-油熱交換器。

技術(shù)方案13：根據(jù)技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中，所述主潤滑油系統(tǒng)的空氣-油熱交換器位于所述燃料系統(tǒng)的燃料-油熱交換器的下游。

技術(shù)方案14：根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，還包括利用油以用于熱量轉(zhuǎn)移的第二發(fā)動機系統(tǒng)，其中，所述燃料系統(tǒng)的燃料-油熱交換器是第一燃料-油熱交換器，其中，所述燃料系統(tǒng)還包括第二燃料-油熱交換器，其中，所述第二燃料-油熱交換器與來自所述第二發(fā)動機系統(tǒng)的油和來自所述燃料系統(tǒng)的燃料熱連通，以用于從所述第二發(fā)動機系統(tǒng)移除熱量。

技術(shù)方案15：根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述第二發(fā)動機系統(tǒng)是可變頻率發(fā)電機系統(tǒng)，且其中，由所述可變頻率發(fā)電機系統(tǒng)利用的油具有至少大約500華氏度的溫度極限。

技術(shù)方案16：根據(jù)技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述主潤滑油系統(tǒng)與所述第二發(fā)動機系統(tǒng)選擇性地熱連通。

技術(shù)方案17：根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，由所述主潤滑油系統(tǒng)利用的油具有至少大約550華氏度的溫度極限。

技術(shù)方案18：根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述燃料系統(tǒng)包括燃料儲罐和出口管線，所述出口管線延伸至所述燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器，其中，所述燃料系統(tǒng)中的燃料構(gòu)造成從位于所述燃料儲罐與所述出口管線之間的一個或更多個熱交換器接收全部量的熱量，且其中，所述一個或更多個熱交換器中的各個構(gòu)造為燃料-油熱交換器。

通過參照下列描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。并入本說明書中并組成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實施例，并與該描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

本發(fā)明的針對本領(lǐng)域技術(shù)人員的完整和能夠?qū)崿F(xiàn)的公開，包括其最佳實施方式，在參照附圖作出的說明書中得到闡述，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的示范實施例的飛機的俯視圖。

圖2是圖1的示范飛機的左舷側(cè)視圖。

圖3是根據(jù)本公開的示范實施例的示范燃氣渦輪發(fā)動機的示意截面圖。

圖4是根據(jù)本公開的示范實施例的用于管理熱轉(zhuǎn)移的示范系統(tǒng)的示意圖。

圖5是根據(jù)本公開的示范實施例的用于管理熱轉(zhuǎn)移的另一示范系統(tǒng)的示意圖。

圖6是根據(jù)本公開的示范實施例的用于管理熱轉(zhuǎn)移的又另一示范系統(tǒng)的示意圖。

圖7是根據(jù)本公開的示范實施例的用于管理熱轉(zhuǎn)移的再另一示范系統(tǒng)的示意圖。

部件列表

10飛機

12縱向中心線

14飛機的前端

16飛機的后端

18燃料儲罐

20機身

22機翼

24左舷側(cè)

26右舷側(cè)

28前緣襟翼

30后緣襟翼

32豎直穩(wěn)定器

34方向舵襟翼

36水平穩(wěn)定器

38升降舵襟翼

40蒙皮

42第一飛機發(fā)動機

44第二飛機發(fā)動機

100渦輪風扇噴氣發(fā)動機

102縱向或軸向中心線

104風扇區(qū)段

106核心渦輪發(fā)動機

108外殼體

110進口

112低壓壓縮機

114高壓壓縮機

116燃燒區(qū)段

118高壓渦輪

120低壓渦輪

122噴氣排氣區(qū)段

124高壓軸/轉(zhuǎn)軸

126低壓軸/轉(zhuǎn)軸

128風扇

130葉片

132盤

134促動部件

136功率齒輪箱

138機艙

140風扇殼體或機艙

142出口引導(dǎo)靜葉

144下游區(qū)段

146旁通空氣流通道

148燃料系統(tǒng)

150主潤滑油系統(tǒng)

152燃料儲罐

200系統(tǒng)

202第一發(fā)動機系統(tǒng)

204第二發(fā)動機系統(tǒng)

206燃料系統(tǒng)

207燃料出口管線

208燃料儲罐

210燃料泵單元

212氧化單元

214燃料計量單元

216燃料管線

218第一燃料-油熱交換器

220第二燃料-油熱交換器

222燃料泵單元的主燃料泵

224燃料計量單元的增壓泵

226燃料泵單元的補充燃料泵

228燃料過濾器

230燃料計量閥

232燃料旁通閥

234第一旁通管線

236第一旁通閥

238第二旁通管線

240第二旁通閥

242潤滑劑系統(tǒng)的循環(huán)組件

244燃料進口

246燃料出口

248油進口

250油出口

252vfg模塊

254vfg系統(tǒng)的空氣-油熱交換器

256潤滑劑系統(tǒng)的空氣-油熱交換器

258第一轉(zhuǎn)移管線

260第二轉(zhuǎn)移管線。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參照本發(fā)明的現(xiàn)有實施例，其一個或更多個實例在附圖中例示出。詳細的描述使用數(shù)字和字母標號來指示圖中的特征。圖和描述中的相似或類似的標號用于指示本發(fā)明的相似或類似的部分。如在本文中所使用的，用語“第一”、“第二”和“第三”可以可互換地使用，以將一個構(gòu)件與另一個構(gòu)件區(qū)分，且不意圖表示單獨的構(gòu)件的位置或重要性。此外，用語“上游”和“下游”指相對于流體路徑中流體流的相對方向。例如，“上游”指流體從其流動的方向，且“下游”指流體流到其的方向。

現(xiàn)在參考附圖，其中，貫穿附圖，相同的標號指示相同的元件，圖1提供示范飛機10的俯視圖，該示范飛機10可包括本公開的各種實施例。圖2提供圖1中例示的飛機10的左舷側(cè)24視圖。如圖1和2中共同示出的，飛機10限定延伸穿過其的縱向中心線12、豎直方向v、側(cè)向方向l、前端14、和后端16。

而且，飛機10包括機身20和一對機翼22，機身20從飛機10的前端14朝飛機10的后端16縱向地延伸。此種機翼22中的第一個從機身20的左舷側(cè)24相對于縱向中心線12側(cè)向向外延伸，且此種機翼22中的第二個從機身20的右舷側(cè)26相對于縱向中心線12側(cè)向向外延伸。如以虛線描繪的，所描繪的示范實施例的機翼22中的各個包括容納在其中的燃料儲罐18。示范飛機10還可包括例如在飛機10的機身20內(nèi)位于其他地方的一個或更多個額外燃料儲罐。而且，所描繪的示范實施例的機翼22中的各個包括一個或更多個前緣襟翼28和一個或更多個后緣襟翼30。飛機10還包括具有用于偏航控制的方向舵襟翼34的豎直穩(wěn)定器32，和各自具有用于俯仰控制的升降舵襟翼38的一對水平穩(wěn)定器36。機身20還包括外表面40。

圖1和2的示范飛機10還包括推進系統(tǒng)。示范推進系統(tǒng)包括多個飛機發(fā)動機，飛機發(fā)動機中的至少一個安裝于該對機翼22中的各個。具體而言，該多個飛機發(fā)動機包括安裝于該對機翼22中的第一機翼的第一飛機發(fā)動機42和安裝于該對機翼22中的第二機翼的第二飛機發(fā)動機44。在至少某些示范實施例中，飛機發(fā)動機42、44可構(gòu)造為以機翼下構(gòu)造懸吊在機翼22下方的渦輪風扇噴氣發(fā)動機。例如，在至少某些實施例中，第一和/或第二飛機發(fā)動機42、44可以以與在下面參照圖3描述的示范渦輪風扇噴氣發(fā)動機100基本上相同的方式構(gòu)造。然而，備選地，在其他示范實施例中，可提供任何其他適合的飛機發(fā)動機。例如，在其他示范實施例中，第一和/或第二飛機發(fā)動機42、44可備選地構(gòu)造為渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪軸發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機等。

現(xiàn)在參照圖3，提供了示范飛機發(fā)動機的示意、截面圖。具體而言，對于所描繪的實施例，飛機發(fā)動機構(gòu)造為在本文中稱為“渦輪風扇發(fā)動機100”的高旁通渦輪風扇噴氣發(fā)動機。如上所述，在圖1和2中描述的示范飛機10的第一和/或第二飛機發(fā)動機42、44中的一者或二者可以以與圖3的示范渦輪風扇發(fā)動機基本上相同的方式構(gòu)造。

如圖3所示，渦輪風扇發(fā)動機100限定軸向方向a(與用于參考而提供的縱向中心線102平行地延伸)和徑向方向r。一般來說，渦輪風扇10包括風扇區(qū)段104和配置在風扇區(qū)段104下游的核心渦輪發(fā)動機106。

所描繪的示范核心渦輪發(fā)動機106大體上包括基本上管狀的外殼體108，該外殼體108限定環(huán)形進口110。外殼體108以連續(xù)流過的關(guān)系包圍：壓縮機區(qū)段，其包括增壓機或低壓(lp)壓縮機112和高壓(hp)壓縮機114；燃燒區(qū)段116；渦輪區(qū)段，其包括高壓(hp)渦輪118和低壓(lp)渦輪120；和噴氣排氣噴嘴區(qū)段122。高壓(hp)軸或轉(zhuǎn)軸124將hp渦輪118驅(qū)動地連接于hp壓縮機114。低壓(hp)軸或轉(zhuǎn)軸126將lp渦輪120驅(qū)動地連接于lp壓縮機112。

對于所描繪的實施例，風扇區(qū)段104包括可變槳距風扇128，該可變槳距風扇128具有以間隔開的方式聯(lián)接于盤132的多個風扇葉片130。如所描繪的，風扇葉片130大體上沿徑向方向r從盤132向外延伸。各風扇葉片130能夠相對于盤132圍繞槳距軸線p借助于風扇葉片130而旋轉(zhuǎn)，該風扇葉片130操作地聯(lián)接至合適的促動部件134，該促動部件134構(gòu)造成一致共同地改變風扇葉片130的槳距。風扇葉片130、盤132、和促動部件134能夠通過跨過功率齒輪箱136的lp軸126圍繞縱向軸線12一起旋轉(zhuǎn)。功率齒輪箱136包括多個齒輪，以用于將風扇128相對于lp軸126的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至更有效的旋轉(zhuǎn)風扇速度。

仍參照圖3的示范實施例，盤132由可旋轉(zhuǎn)的前轂138覆蓋，該前轂138空氣動力地設(shè)定輪廓，以促進穿過多個風扇葉片130的空氣流。此外，示范風扇區(qū)段104包括環(huán)形風扇殼體或外機艙140，環(huán)形風扇殼體或外機艙140周向地圍繞風扇128和/或核心渦輪發(fā)動機106的至少一部分。應(yīng)明白的是，機艙140可構(gòu)造成通過多個周向地間隔的出口引導(dǎo)靜葉142而相對于核心渦輪發(fā)動機106得到支撐。而且，機艙140的下游區(qū)段144可在核心渦輪發(fā)動機106的外部分上方延伸，以便在其間限定旁通空氣流通道146。

渦輪風扇發(fā)動機100還可能夠與一個或更多個輔助系統(tǒng)一起操作，以允許渦輪風扇發(fā)動機199和/或包括該渦輪風扇發(fā)動機100的飛機(例如，飛機10)的適當操作。具體而言，對于所描繪的實施例，示范渦輪風扇發(fā)動機100能夠與燃料系統(tǒng)148、主潤滑油系統(tǒng)150、和可變頻率發(fā)電機152一起操作。所描繪的示范燃料系統(tǒng)148與燃料儲罐154(其可以以與圖1和2的示范燃料儲罐18基本上相同的方式構(gòu)造)流動連通，且構(gòu)造成將燃料從燃料儲罐154提供到渦輪風扇發(fā)動機100的示范燃燒器區(qū)段116的燃燒器。此外，示范主潤滑油系統(tǒng)150構(gòu)造成對渦輪風扇發(fā)動機100的各種旋轉(zhuǎn)部件或構(gòu)件提供潤滑油。例如，主潤滑油系統(tǒng)150可使?jié)櫥驮傺h(huán)通過發(fā)動機，以對各種齒輪(例如在功率齒輪箱136內(nèi)的)、軸承(例如，支撐風扇128、lp軸126、和/或hp軸124的旋轉(zhuǎn)的各種軸承)、和/或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件提供一定量的潤滑油。主潤滑油系統(tǒng)150還從這些構(gòu)件中的各個移除一定量的熱量。而且，可變頻率發(fā)電機152可構(gòu)造為發(fā)電機，該發(fā)電機由例如渦輪風扇發(fā)動機100的附件齒輪箱(未示出)驅(qū)動，以用于在各種旋轉(zhuǎn)速度下生成電功率。

然而，應(yīng)理解的是，圖3中描繪的示范渦輪風扇發(fā)動機100僅是作為示例，且在其他示范實施例中，渦輪風扇發(fā)動機100可具有任何其他適合的構(gòu)造，例如包括任何適合數(shù)量的軸或轉(zhuǎn)軸、壓縮機、和/或渦輪。此外，在其他示范實施例中，渦輪風扇發(fā)動機100可作為代替構(gòu)造為任何其他適合的燃氣渦輪發(fā)動機，諸如渦輪軸發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪噴氣發(fā)動機等。

現(xiàn)在參照圖4，提供了用于管理飛機或燃氣渦輪發(fā)動機中的至少一者中的熱轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)200的示意圖。例如，所描繪的示范系統(tǒng)200可管理圖1和2中描繪的示范飛機10和/或圖3中描繪的示范燃氣渦輪發(fā)動機100中的熱轉(zhuǎn)移。

圖4的示范系統(tǒng)200大體上包括第一發(fā)動機系統(tǒng)202、第二發(fā)動機系統(tǒng)204、和燃料系統(tǒng)206。燃料系統(tǒng)206構(gòu)造成用于通過出口管線207對燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器提供燃料，類似于圖3中描繪的示范燃料系統(tǒng)148。因此，示范燃料系統(tǒng)206大體上包括燃料儲罐208(其可構(gòu)造為在上面參照圖1描述的示范燃料儲罐18)、燃料泵單元210、脫氧單元212、和燃料計量單元214。燃料泵單元210在燃料儲罐208下游的部位處與燃料儲罐208流體連通，以用于生成通過一個或更多個燃料管線216的流。此外，脫氧單元212在燃料泵單元210下游的部位處與燃料泵單元210流體連通，以用于使燃料系統(tǒng)206中的燃料脫氧。使燃料系統(tǒng)206中的燃料脫氧可當燃料被加熱為高于某閾值時，減少燃料中稱為“焦炭”的不可溶產(chǎn)物的形成。焦炭在含氧的烴燃料被加熱超過某溫度(例如，高于250℉或121℃)時形成。燃料內(nèi)的焦炭沉積物可通過例如堵塞某些燃料噴嘴來限制燃料系統(tǒng)206內(nèi)的某些構(gòu)件的壽命且使發(fā)動機性能降級。

示范燃料系統(tǒng)206還包括位于脫氧單元212下游且與燃料系統(tǒng)206中的燃料熱連通的燃料-油熱交換器。更具體而言，所描繪的示范燃料系統(tǒng)206包括能夠與第一發(fā)動機系統(tǒng)202一起操作的第一燃料-油熱交換器218和能夠與第二發(fā)動機系統(tǒng)204一起操作的第二燃料-油熱交換器220。因此，在圖4的燃料系統(tǒng)206的操作期間，可從燃料儲罐208通過燃料泵單元210提供燃料且提供至燃料計量單元214。具體而言，對于所描繪的實施例，燃料被通過燃料泵單元210的主燃料泵222穿過燃料管線216泵送到或穿過燃料計量單元214內(nèi)的增壓泵224。然后將燃料提供至脫氧單元212，在脫氧單元212中燃料被脫氧。對于所描繪的示范系統(tǒng)200，脫氧燃料然后被提供至第二燃料-油熱交換器220，在第二燃料-油熱交換器220中，一定量的熱量被從第二發(fā)動機系統(tǒng)204轉(zhuǎn)移至脫氧燃料，且隨后該燃料被提供至第一燃料-油熱交換器218，在第一燃料-油熱交換器218中，額外量的熱量被從第一發(fā)動機系統(tǒng)202轉(zhuǎn)移至脫氧燃料。如所描繪的，燃料泵單元210的補充燃料泵226隨后提高被加熱且脫氧的燃料的壓力，且在燃料被提供回到燃料計量單元214之前提供穿過燃料過濾器228的此種燃料的流。在燃料計量單元214內(nèi)，燃料被通過燃料計量閥230提供至例如燃氣渦輪發(fā)動機的燃燒器，或者通過燃料旁通閥232，在燃料旁通閥232中，此種燃料通過往回再循環(huán)通過燃料系統(tǒng)206。

圖4的示范系統(tǒng)200還包括多個旁通管線，以用于繞過第一燃料-油熱交換器218和第二燃料-油熱交換器220中的一者或二者。具體而言，所描繪的示范系統(tǒng)200包括第一旁通管線234和第二旁通管線238，第一旁通管線234具有第一單向旁通閥236以用于繞過第一燃料-油熱交換器218，第二旁通管線238具有第二單向旁通閥240以用于繞過第二燃料-油熱交換器220。盡管未繪出，但示范系統(tǒng)200還可以包括在相應(yīng)的旁通管線234、238與燃料管線216之間的接頭處的三通閥，以用于當期望繞過第一燃料-油熱交換器218和/或第二燃料-油熱交換器220時使燃料管線216中的燃料流轉(zhuǎn)向通過此種旁通管線234、238。

仍參照圖4的實施例，第一發(fā)動機系統(tǒng)202構(gòu)造為燃氣渦輪發(fā)動機的主潤滑油系統(tǒng)(類似于圖3的示范渦輪風扇發(fā)動機100的主潤滑油系統(tǒng)150)。主潤滑油系統(tǒng)利用高溫油以用于熱量轉(zhuǎn)移，以及對燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)的各種軸承和其他旋轉(zhuǎn)部件提供潤滑。高溫油可為能夠耐受所描繪的示范系統(tǒng)200的高溫的任何適合的油。例如，高溫油可為具有至少大約500華氏度(℉)的溫度極限的任何適合的油。備選地，高溫油可作為代替具有至少大約550℉的溫度極限。應(yīng)理解的是，當在本文中使用時，近似用語，諸如“大約”或“近似”指在10%的誤差容限內(nèi)。此外，當在本文中使用時，油的“溫度極限”指油在操作壓力下焦化、蒸發(fā)、或以其他方式變質(zhì)的溫度。

而且，油可為處于相對低溫度的液體，使得油不需要被預(yù)先加熱。更具體而言，油可限定小于大約0℉，諸如小于大約-10℉，諸如小于大約-25℉，諸如小于大約-40℉的固化溫度(pourtemperature)。當在本文中使用時，“固化溫度”指油變?yōu)榘牍腆w且損失其流動特性的溫度。

更具體而言，在某些示范實施例中，高溫油可為離子性液體，或離子性液體摻合物。離子性液體實際上不具有蒸汽溫度。因此，在使用時，它們大體上呈現(xiàn)低的大氣污染風險，且不具有氣味。而且，離子性液體一般在大的溫度范圍內(nèi)是不易燃、熱穩(wěn)定且液態(tài)的。然而，在其他實施例中，高溫油可為任何其他適合的油。

圖4的示范主潤滑油系統(tǒng)可大體上包括循環(huán)組件242，以用于使油循環(huán)通過發(fā)動機的各種構(gòu)件。更具體而言，在至少某些示范實施例中，主潤滑油系統(tǒng)的循環(huán)組件242可包括油泵、一個或更多個供應(yīng)管線、清除泵、和一個或更多個油清除管線。此外，如上所述，主潤滑油系統(tǒng)能夠與第一燃料-油熱交換器218一起操作，以用于使熱量從主潤滑油系統(tǒng)內(nèi)的油轉(zhuǎn)移至燃料系統(tǒng)206的燃料。示范第一燃料-油熱交換器218因此可與例如主潤滑油系統(tǒng)的循環(huán)組件242流體連通。

如所闡述的，對于所描繪的實施例，示范主潤滑油系統(tǒng)利用高溫油以用于熱量轉(zhuǎn)移。此外，鑒于燃料脫氧單元212在第一燃料-油熱交換器218上游的位置，燃料系統(tǒng)206內(nèi)的燃料能夠從主潤滑油系統(tǒng)接收相對大量的熱量。例如，在其中集成了該主潤滑油系統(tǒng)的燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間，第一燃料-油熱交換器218可限定燃料進口244處的燃料進口溫度tf1、燃料出口246處的燃料出口溫度tf2、油進口248處的油進口溫度to1、和油出口250處的油出口溫度to2。在某些示范實施例中，燃料進口溫度tf1可直到大約200℉，燃料出口溫度tf2可在大約450℉與大約600℉之間，油進口溫度to1可在大約450℉與大約600℉之間，且油出口溫度to2可直到大約250℉。因此，在此種示范實施例的情況下，在燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間，示范第一燃料-油熱交換器218可從主潤滑油系統(tǒng)接收相對大量的熱量。

仍參照圖4的示范實施例，示范第二發(fā)動機系統(tǒng)204構(gòu)造為也利用高溫油以用于熱量轉(zhuǎn)移的發(fā)電機系統(tǒng)。更具體而言，對于所描繪的實施例，示范第二發(fā)動機系統(tǒng)204構(gòu)造為利用高溫油以用于熱量轉(zhuǎn)移的可變頻率發(fā)電機(vfg)系統(tǒng)(類似于在上面參照圖3論述的vfg152)。示范vfg系統(tǒng)大體上包括vfg模塊252和空氣-油熱交換器254。而且，如所描繪的，第二燃料-油熱交換器220與來自vfg系統(tǒng)的油和來自燃料系統(tǒng)206的燃料熱連通，以用于從vfg系統(tǒng)移除熱量且將此種熱量轉(zhuǎn)移至燃料。特別地，vfg系統(tǒng)內(nèi)/由vfg系統(tǒng)利用的高溫油可與由第一發(fā)動機系統(tǒng)202(例如，主潤滑油系統(tǒng))利用的示范高溫油相同或基本上類似。因此，由vfg系統(tǒng)利用的示范高溫油可具有至少大約500℉，諸如至少大約550℉的溫度極限。然而，備選地，在其他示范實施例中，vfg系統(tǒng)可利用任何其他適合的高溫油，或備選地可利用任何其他適合的油，諸如具有小于大約500℉的溫度極限的油。

對于所描繪的實施例，vfg系統(tǒng)的空氣-油熱交換器254位于燃料系統(tǒng)206的第二燃料-油熱交換器220的上游。vfg系統(tǒng)的空氣-油熱交換器254可與例如來自渦輪風扇發(fā)動機的風扇的空氣流處于空氣流連通。然而，應(yīng)理解的是，在其他示范實施例中，vfg系統(tǒng)的空氣-油熱交換器可作為代替定位在燃料系統(tǒng)206的第二燃料-油熱交換器220的下游，或者備選地，可以根本不被包括。

如圖所示，且如上所述，燃料系統(tǒng)206中的燃料構(gòu)造成從位于燃料儲罐208與出口管線207之間的一個或更多個熱交換器(即所描繪實施例的第一燃料-油熱交換器218和第二燃料-油熱交換器220)接收全部量的熱量。對于所描繪的實施例，一個或更多個熱交換器中的各個構(gòu)造為燃料-油熱交換器，使得沒有燃料-空氣熱交換器用于從燃料系統(tǒng)206內(nèi)的燃料增加或移除熱量。因此，這可導(dǎo)致更安全的整體系統(tǒng)200，因為燃料-空氣熱交換器中的泄漏可導(dǎo)致不合乎需要的加壓燃料-空氣組合。

然而，應(yīng)理解的是，圖4中描繪的示范系統(tǒng)200僅是作為示例提供的。在其他示范實施例中，系統(tǒng)200可具有任何其他適合的構(gòu)造。例如，在其他示范實施例中，第二發(fā)動機系統(tǒng)204可為任何其他適合的發(fā)電機或其他發(fā)動機系統(tǒng)，或者進而，所描繪的示范系統(tǒng)200可不包括第二發(fā)動機系統(tǒng)204(例如，vfg系統(tǒng))和第二燃料-油熱交換器220。備選地，第二燃料-油熱交換器220可作為代替位于第一燃料-油熱交換器218的下游并且/或者可作為代替與任何其他適合的發(fā)動機系統(tǒng)熱連通。而且，在其他示范實施例中，所描繪的示范系統(tǒng)200可包括與其他發(fā)動機系統(tǒng)熱連通的額外的燃料-油熱交換器。而且，所描繪的示范系統(tǒng)200可利用任何其他適合的燃料泵單元210和/或燃料計量單元214。而且，燃料泵單元210和燃料計量單元214中的一者或二者可與燃氣渦輪發(fā)動機和/或其中安裝有該燃氣渦輪發(fā)動機的飛機的控制器(未示出)連通，以用于控制燃料泵單元210和/或燃料計量單元214的操作。

而且，現(xiàn)在參照提供了圖4的示范系統(tǒng)200的另一實施例的圖5，第一發(fā)動機系統(tǒng)202/示范主潤滑油系統(tǒng)可具有任何其他適合的構(gòu)造。圖5的示范系統(tǒng)200以與圖4的示范系統(tǒng)200基本上相同的方式構(gòu)造。因此，圖5的示范系統(tǒng)200大體上包括：燃料系統(tǒng)206；第一發(fā)動機系統(tǒng)202，其能夠與燃料系統(tǒng)206的第一燃料-油熱交換器218一起操作，所描繪的實施例的第一發(fā)動機系統(tǒng)202構(gòu)造為主潤滑油系統(tǒng)；和第二發(fā)動機系統(tǒng)204，其能夠與燃料系統(tǒng)206的第二燃料-油熱交換器220一起操作，所描繪的實施例的第二發(fā)動機系統(tǒng)204構(gòu)造為vfg系統(tǒng)。

然而，特別地，對于所描繪的實施例，示范主潤滑油系統(tǒng)還包括空氣-油熱交換器256?？諝?油熱交換器256與流動通過主潤滑油系統(tǒng)的油熱連通，以用于從主潤滑油系統(tǒng)移除一定量的熱量?？諝?油熱交換器256可從例如示范燃氣渦輪發(fā)動機的風扇接收空氣流，以提供此種熱量轉(zhuǎn)移。對于所描繪的實施例，示范空氣-油熱交換器256位于燃料系統(tǒng)206的燃料-油熱交換器的下游。因此，對于所描繪的實施例，來自主潤滑油系統(tǒng)的熱量轉(zhuǎn)移中的多數(shù)經(jīng)由第一燃料-油熱交換器218發(fā)生在主潤滑油系統(tǒng)與燃料系統(tǒng)206之間。

然而，在其他示范實施例中，空氣-油熱交換器256可作為代替定位在燃料系統(tǒng)206的燃料-油熱交換器218的上游，且此外，在另外其他示范實施例中，主潤滑油系統(tǒng)可額外地或備選地包括任何其他適合的熱交換器。

而且，在另外其他示范實施例中，示范第一和第二發(fā)動機系統(tǒng)202、204可例如與彼此流體和/或熱連通。例如，現(xiàn)在參照提供了示范系統(tǒng)200的其他示范實施例的圖6和7，第一發(fā)動機系統(tǒng)202描繪為與第二發(fā)動機系統(tǒng)204選擇性地熱連通。

圖6和7的示范系統(tǒng)200可以以與圖4的示范系統(tǒng)200基本上相同的方式構(gòu)造。例如，具體參照圖6，示范系統(tǒng)200大體上包括：燃料系統(tǒng)206；第一發(fā)動機系統(tǒng)202，其能夠與燃料系統(tǒng)206的第一燃料-油熱交換器218一起操作，所描繪的實施例的第一發(fā)動機系統(tǒng)202構(gòu)造為主潤滑油系統(tǒng)；和第二發(fā)動機系統(tǒng)204，其能夠與燃料系統(tǒng)206的第二燃料-油熱交換器220一起操作，所描繪的實施例的第二發(fā)動機系統(tǒng)204構(gòu)造為vfg系統(tǒng)。

然而，對于圖6的實施例，主潤滑油系統(tǒng)與vfg系統(tǒng)選擇性地熱連通。更具體而言，第一轉(zhuǎn)移管線258在主潤滑油系統(tǒng)(在第二燃料-油熱交換器220下游的部位處)和vfg系統(tǒng)(在第一燃料-油熱交換器218上游的部位處)之間延伸。此外，第二轉(zhuǎn)移管線260在vfg系統(tǒng)(在第一燃料-油熱交換器218下游的部位處)和主潤滑油系統(tǒng)(在第二燃料-油熱交換器220和第一轉(zhuǎn)移管線258下游的部位處)之間延伸。而且，油-油熱交換器262定位為將主潤滑油系統(tǒng)和vfg系統(tǒng)選擇性地熱連接。

此種構(gòu)造可允許主潤滑油系統(tǒng)額外地利用燃料系統(tǒng)206的第二燃料-油熱交換器220，以從主潤滑油系統(tǒng)移除熱量且將此種熱量提供至燃料系統(tǒng)206內(nèi)的燃料。例如，在某些示范方面中，諸如在燃氣渦輪發(fā)動機的某些操作條件下，vfg系統(tǒng)可不生成需要被從vfg系統(tǒng)移除的大量熱量。因此，示范主潤滑油系統(tǒng)可通過第一和第二轉(zhuǎn)移管線258、260和油-油熱交換器262熱連接于vfg系統(tǒng)。已行進通過第二熱交換器的相對冷的油可被通過管線260提供至油-油熱交換器262，以從主潤滑油系統(tǒng)中的油移除一定量的熱量。在已從主潤滑油系統(tǒng)接收熱量之后，油然后可被通過管線258提供回到vfg系統(tǒng)(其中，此種油被往回提供通過熱交換器220)。此種構(gòu)件可允許示范系統(tǒng)200更好地利用可用的所有可用熱量轉(zhuǎn)移資源。

現(xiàn)在具體參照圖7，示范系統(tǒng)200大體上包括：燃料系統(tǒng)206；第一發(fā)動機系統(tǒng)202，其能夠與燃料系統(tǒng)206的第一燃料-油熱交換器218一起操作，所描繪的實施例的第一發(fā)動機系統(tǒng)202構(gòu)造為主潤滑油系統(tǒng)；和第二發(fā)動機系統(tǒng)204，所描繪的實施例的第二發(fā)動機系統(tǒng)204構(gòu)造為vfg系統(tǒng)。對于圖7的實施例，主潤滑油系統(tǒng)再次與vfg系統(tǒng)選擇性地熱連通。更具體而言，第一轉(zhuǎn)移管線258和第二轉(zhuǎn)移管線260各自在主潤滑油系統(tǒng)與vfg系統(tǒng)之間延伸。而且，油-油熱交換器262定位為將主潤滑油系統(tǒng)和vfg系統(tǒng)選擇性地熱連接。

此種構(gòu)造可允許主潤滑油系統(tǒng)額外地利用燃料系統(tǒng)206的空氣-油熱交換器254，以從主潤滑油系統(tǒng)移除熱量。例如，在某些示范方面中，諸如在燃氣渦輪發(fā)動機的某些操作條件下，vfg系統(tǒng)可不生成需要被從vfg系統(tǒng)移除的大量熱量。因此，示范主潤滑油系統(tǒng)可通過第一和第二轉(zhuǎn)移管線258、260和油-油熱交換器262熱連接于vfg系統(tǒng)。vfg系統(tǒng)的相對冷的油可被通過管線258提供至油-油熱交換器262，以從主潤滑油系統(tǒng)中的油移除一定量的熱量。在已從主潤滑油系統(tǒng)接收熱量之后，油然后可被通過管線260提供回到vfg系統(tǒng)，在vfg系統(tǒng)中，此種油被提供通過熱交換器254。此種構(gòu)造可允許示范系統(tǒng)200更好地利用可用的所有可用熱量轉(zhuǎn)移資源。

本書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并且實行任何合并的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包含本領(lǐng)域人員想到的其他示例。如果這種其他示例具有不與權(quán)利要求的文字語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的文字語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。