[發明專利]軸流式渦輪機壓縮機的具有等離子體除冰的分流前端

有效

• 申請號: 201510694872.7
• 申請日: 2015-10-21
• 公開（公告）號: CN105525954A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: G.赫鮑特;D.布伊朗
• 申請（專利權）人: 航空技術空間股份有限公司
• 主分類號: F01D25/02
• 分類號: F01D25/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王景剛

技術領域

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

背景技術

為了優化其推力和效率同時減小噪音損害，噴氣發動機與數個環形氣流 一起工作。一般地，渦輪機將來流分離成一次流和二次流，后兩者具有環形 套的形式。一次流通過壓縮機、燃燒室、然后在透平中膨脹。二次流向外包 圍壓縮機、燃燒室、透平，然后在噴氣發動機出口處與一次流匯合。這些流 通過壓縮機下游的圓形分流前端分離，其幾何形狀限制了進入壓縮機的氣體 進入。

進入渦輪機的空氣在分流前端處保持大氣溫度。因為溫度在高處可降到 50℃，冰可能在具有濕氣的前端上形成。在飛行時，這種冰可能延伸并且增 加從而在壓縮機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 會影響進入壓縮機地氣流，從而降低效率。未控制的情況下，塊會變得特別 大。后果就是它們會分離并且被壓縮機吸入，從而具有破壞經過的轉子和定 子葉片的風險。如果它沒有首先經過通過風扇的通路，這種吸入尤其有害處。 為了限制冰的這種形成，分離前端設置有除冰裝置。

文獻US2004065092A1公開了包括低壓壓縮機的軸流式渦輪機，其入口 由環形分流前端界定。前端用于分離進入渦輪機的流，進入壓縮機的一次流， 和包圍壓縮機的二次流。分流前端連結于壓縮機葉片上游排并且包括具有覆 蓋分流前端主體的環氧樹脂的電除冰系統，以及嵌入在樹脂內的加熱電阻。 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脂層 厚度增加。這種厚度增加增長了幾何形狀約束。隨著分流前端變得更不銳利， 在分離的流中出現更多擾動，降低了渦輪機的效率。

發明內容

技術問題

本發明的目的是解決現有技術出現的至少一個問題。更具體地，本發明 的目的是增加設有除冰系統分離前端的渦輪機的效率。本發明的另一目的是 改進軸流式渦輪機一次流和二次流之間的分流前端的除冰。

技術方案

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

本發明的主題是一種軸流式渦輪機的分流前端，所述前端包括：具有上 游圓形邊緣的分離表面，用于將進入所述渦輪機的流分成一次環形流和二次 環形流；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 夠與所述介電層結合形成等離子體，用以除去所述分離表面的冰。

根據本發明的有利實施方式，所述等離子體生成電極或至少一個等離子 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上沿著所 述上游邊緣延伸。

根據本發明的有利實施方式，所述等離子體生成電極或至少一個等離子 體生成電極被配置從而界定所述渦輪機的一次流。

根據本發明的有利實施方式，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域的成型構件，所述 電極具有完全由所述介電層覆蓋的三個面。

根據本發明的有利實施方式，所述分離表面包括用于界定所述一次流的 環形內部、用于界定二次流的環形外部、以及將所述環形內部連結至所述環 形外部的環形接合部，可能地，所述電極配置在所述接合部上。

根據本發明的有利實施方式，所述介電層大致上占用整個的所述接合 部。

根據本發明的有利實施方式，所述分離表面具有關于所述渦輪機的轉動 軸線的旋轉輪廓，所述外部的輪廓比所述內部的輪廓相對于所述轉動軸線基 本上更加傾斜，，優選地所述輪廓相對于彼此基本上傾斜小于45°的角度， 優選地小于30°，更優選地小于20°。

根據本發明的有利實施方式，所述分離表面具有關于所述渦輪機的轉動 軸線的旋轉輪廓，所述內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，優選地小于10.00mm， 更優選地小于5.00mm。