[發(fā)明專(zhuān)利]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)微粒分離器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210399644.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103174521A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.邁爾;B.羅伯茨;J.安尼斯科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02C7/05
• 分類(lèi)號(hào): F02C7/05
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體流的微粒分離器。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)可用于許多種環(huán)境中。在這些環(huán)境中的一些中，被抽到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣可能包含一定量的顆粒物質(zhì)。這個(gè)顆粒物質(zhì)可包括例如沙、污垢、灰塵、鹽或水。這個(gè)顆粒物質(zhì)可撞擊到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件上，以及損害或腐蝕那些構(gòu)件，這因此可縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命或效率。因此，聲明的發(fā)明的一方面允許從進(jìn)入空氣中高效地分離顆粒物質(zhì)，以便在這個(gè)顆粒物質(zhì)到達(dá)可受損的內(nèi)部構(gòu)件之前，從發(fā)動(dòng)機(jī)中排出顆粒物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種入口微粒分離器，其在發(fā)動(dòng)機(jī)核心構(gòu)件(諸如壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪)的前部設(shè)置在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的前部部分上。分離器吸入包含顆粒物質(zhì)的流體流。分離器具有多個(gè)凹槽，凹槽以使吸入流體流中的大部分(如果不是所有)顆粒物質(zhì)沖擊凹槽的方式設(shè)置在內(nèi)壁上。沖擊凹槽會(huì)減小顆粒物質(zhì)的回彈速度和回彈角，從而使得更容易從主發(fā)動(dòng)機(jī)流體流中清除該顆粒物質(zhì)，以及通過(guò)清除流徑排出顆粒物質(zhì)，以繞過(guò)關(guān)鍵的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件，從而繞過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)核心。包含少量(如果有的話(huà))顆粒物質(zhì)的吸入流體流的剩余部分被核心流徑接收且被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)核心。

清除系統(tǒng)的另一方面提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒分離器，微粒分離器可具有環(huán)形入口流徑、環(huán)形清除流徑、環(huán)形核心流徑，以及設(shè)置在清除流徑和核心流徑之間的周向分流器。在入口流徑內(nèi)可圍繞內(nèi)表面設(shè)置多個(gè)凹槽，以協(xié)助清除微粒。

清除系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例可包括非環(huán)形的清除流徑和主流徑。

清除系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例提供定位在內(nèi)壁表面上的凹槽，其中，凹槽的底(base)尺寸和高度尺寸之間有縱橫比率。這個(gè)縱橫比率可沿著凹槽的長(zhǎng)度而改變。

清除系統(tǒng)的再一個(gè)實(shí)施例提供設(shè)置在內(nèi)壁表面上的凹槽，其中，凹槽具有定位在內(nèi)壁表面上的、具有直線(xiàn)或非直線(xiàn)側(cè)壁輪廓的側(cè)壁。這些側(cè)壁輪廓可沿著凹槽的長(zhǎng)度而改變。

另外的方面可包括設(shè)置在內(nèi)壁表面上的凹槽，其中，凹槽具有根部、第一尖部、第二尖部、在根部和第一尖部之間延伸的第一側(cè)壁，以及在根部和第二尖部之間延伸的第二側(cè)壁。第一尖部和/或第一側(cè)壁可相對(duì)于進(jìn)入的顆粒物質(zhì)流而遮蓋或遮蔽根部。

附圖說(shuō)明

在以下圖示中示出了的本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明的微粒分離器的實(shí)施例的橫截面的透視圖。

圖2是本發(fā)明的微粒分離器的實(shí)施例的側(cè)視橫截面。

圖3是沿著垂直于可用于本發(fā)明的實(shí)施例中的凹槽的實(shí)施例的那些凹槽的縱向軸線(xiàn)的平面得到的橫截面圖。

圖4A和4B顯示了可用于本發(fā)明的實(shí)施例中的凹槽的實(shí)施例的沿著垂直于那些凹槽的縱向軸線(xiàn)的平面得到的橫截面。

圖5A和5B示出了凹槽的實(shí)施例的沿著垂直于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線(xiàn)的平面得到的橫截面，其詳細(xì)說(shuō)明了凹槽的實(shí)施例的受暴露側(cè)壁可擁有的多種輪廓。

圖6A和6B是凹槽的實(shí)施例的沿著垂直于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線(xiàn)的平面得到的橫截面圖，其詳細(xì)說(shuō)明了凹槽的實(shí)施例的受遮蓋側(cè)壁可擁有的多種輪廓。

圖7是凹槽的實(shí)施例的沿著垂直于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線(xiàn)的平面得到的橫截面，其顯示了受遮蓋側(cè)壁和受暴露側(cè)壁兩者上的不同的輪廓，而且還描繪了這些輪廓可如何確定凹槽根部的布置。

圖8示出了具有非環(huán)形橫截面的本發(fā)明的微粒分離器的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體擁有前部端和后部端，發(fā)動(dòng)機(jī)的若干構(gòu)件在前部端和后端部之間順列地排列。空氣入口或進(jìn)口在發(fā)動(dòng)機(jī)的前部端處，并且在其中可結(jié)合整體式微粒分離器。按順序朝后部端移動(dòng)，進(jìn)口后面是壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪和在發(fā)動(dòng)機(jī)的后部端處的噴嘴。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員輕易地顯而易見(jiàn)的將是，發(fā)動(dòng)機(jī)中也可包括額外的構(gòu)件，諸如例如，低壓壓縮機(jī)和高壓壓縮機(jī)、高壓渦輪和低壓渦輪以及外部軸。但是，這不是窮盡性列表。發(fā)動(dòng)機(jī)也典型地具有沿軸向設(shè)置成通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱向軸線(xiàn)的內(nèi)部軸。內(nèi)部軸連接到渦輪和空氣壓縮機(jī)兩者上，使得渦輪對(duì)空氣壓縮機(jī)提供旋轉(zhuǎn)輸入，以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉片。也可認(rèn)為典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有外周邊，因?yàn)樗鼈冊(cè)谛螤钌系湫偷貫閳A柱形。