[發(fā)明專利]軸流式渦輪機(jī)壓縮機(jī)的具有等離子體除冰的分流前端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510694872.7
• 申請(qǐng)日: 2015-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105525954A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.赫鮑特;D.布伊朗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航空技術(shù)空間股份有限公司
• 主分類號(hào): F01D25/02
• 分類號(hào): F01D25/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王景剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有除冰系統(tǒng)的軸流渦輪機(jī)的分流前端(splitternose)。更特 別地，本發(fā)明涉及用于渦輪機(jī)的一次流和二次流的分流前端，所述分流前端 設(shè)有除冰系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包括具有除冰系統(tǒng)的分流前端的渦輪機(jī)。

背景技術(shù)

為了優(yōu)化其推力和效率同時(shí)減小噪音損害，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與數(shù)個(gè)環(huán)形氣流 一起工作。一般地，渦輪機(jī)將來(lái)流分離成一次流和二次流，后兩者具有環(huán)形 套的形式。一次流通過(guò)壓縮機(jī)、燃燒室、然后在透平中膨脹。二次流向外包 圍壓縮機(jī)、燃燒室、透平，然后在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)出口處與一次流匯合。這些流 通過(guò)壓縮機(jī)下游的圓形分流前端分離，其幾何形狀限制了進(jìn)入壓縮機(jī)的氣體 進(jìn)入。

進(jìn)入渦輪機(jī)的空氣在分流前端處保持大氣溫度。因?yàn)闇囟仍诟咛幙山档? 50℃，冰可能在具有濕氣的前端上形成。在飛行時(shí)，這種冰可能延伸并且增 加從而在壓縮機(jī)定子葉片的頭上形成塊。這些塊改變了前端的幾何形狀并且 會(huì)影響進(jìn)入壓縮機(jī)地氣流，從而降低效率。未控制的情況下，塊會(huì)變得特別 大。后果就是它們會(huì)分離并且被壓縮機(jī)吸入，從而具有破壞經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)子和定 子葉片的風(fēng)險(xiǎn)。如果它沒(méi)有首先經(jīng)過(guò)通過(guò)風(fēng)扇的通路，這種吸入尤其有害處。 為了限制冰的這種形成，分離前端設(shè)置有除冰裝置。

文獻(xiàn)US2004065092A1公開(kāi)了包括低壓壓縮機(jī)的軸流式渦輪機(jī)，其入口 由環(huán)形分流前端界定。前端用于分離進(jìn)入渦輪機(jī)的流，進(jìn)入壓縮機(jī)的一次流， 和包圍壓縮機(jī)的二次流。分流前端連結(jié)于壓縮機(jī)葉片上游排并且包括具有覆 蓋分流前端主體的環(huán)氧樹(shù)脂的電除冰系統(tǒng)，以及嵌入在樹(shù)脂內(nèi)的加熱電阻。 電阻采用繞組的形式，增加給予分流前端的熱量，但是線圈形式需要樹(shù)脂層 厚度增加。這種厚度增加增長(zhǎng)了幾何形狀約束。隨著分流前端變得更不銳利， 在分離的流中出現(xiàn)更多擾動(dòng)，降低了渦輪機(jī)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)的至少一個(gè)問(wèn)題。更具體地，本發(fā)明 的目的是增加設(shè)有除冰系統(tǒng)分離前端的渦輪機(jī)的效率。本發(fā)明的另一目的是 改進(jìn)軸流式渦輪機(jī)一次流和二次流之間的分流前端的除冰。

技術(shù)方案

可以理解的是，本發(fā)明的主題是用于在渦輪機(jī)的環(huán)形流導(dǎo)引表面上形成 等離子體的系統(tǒng)的分流前端，等離子體適合于加熱表面，優(yōu)選地適合于除去 上面的冰。本發(fā)明能夠避免冰地形成并且能使冰液化。

本發(fā)明的主題是一種軸流式渦輪機(jī)的分流前端，所述前端包括：具有上 游圓形邊緣的分離表面，用于將進(jìn)入所述渦輪機(jī)的流分成一次環(huán)形流和二次 環(huán)形流；部分地形成所述分離表面的介電材料層；值得注意的是，它還包括 至少一個(gè)除冰的等離子體生成電極，其部分地形成所述分離表面并且適于能 夠與所述介電層結(jié)合形成等離子體，用以除去所述分離表面的冰。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述等離子體生成電極或至少一個(gè)等離子 體生成電極形成所述分離表面，可能地，所述電極在其大部分周長(zhǎng)上沿著所 述上游邊緣延伸。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述等離子體生成電極或至少一個(gè)等離子 體生成電極被配置從而界定所述渦輪機(jī)的一次流。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述電極具有完全由所述介電層覆蓋的至 少一面，可能是主面，可能地，所述電極是具有矩形區(qū)域的成型構(gòu)件，所述 電極具有完全由所述介電層覆蓋的三個(gè)面。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述分離表面包括用于界定所述一次流的 環(huán)形內(nèi)部、用于界定二次流的環(huán)形外部、以及將所述環(huán)形內(nèi)部連結(jié)至所述環(huán) 形外部的環(huán)形接合部，可能地，所述電極配置在所述接合部上。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述介電層大致上占用整個(gè)的所述接合 部。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述分離表面具有關(guān)于所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸線的旋轉(zhuǎn)輪廓，所述外部的輪廓比所述內(nèi)部的輪廓相對(duì)于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基 本上更加傾斜，，優(yōu)選地所述輪廓相對(duì)于彼此基本上傾斜小于45°的角度， 優(yōu)選地小于30°，更優(yōu)選地小于20°。

根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施方式，所述分離表面具有關(guān)于所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸線的旋轉(zhuǎn)輪廓，所述內(nèi)部和外部的輪廓基本上是直的，并且所述接合部的 輪廓是曲線的，具有小于50.00mm的曲率半徑R，優(yōu)選地小于10.00mm， 更優(yōu)選地小于5.00mm。