[實用新型]渦輪發動機及其軸失效檢測系統

有效

• 申請號: 202022175072.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN213598075U
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 龔煦;翁依柳
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00;F01D21/00;F01D25/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本實用新型的一個目的在于提供一種軸失效檢測系統，能夠有效檢測渦輪發動機中的軸失效事件。本實用新型的另一個目的在于提供一種渦輪發動機。為實現前述一個目的的軸失效檢測系統，用于檢測渦輪發動機中的軸失效事件，渦輪發動機包括靜子單元以及轉子單元。軸失效檢測系統包括至少一個檢測單元以及接收單元，檢測單元用于檢測并發送碰撞信號，接收單元用于接收檢測單元發送的碰撞信號，其中，至少一個檢測單元設置于靜子單元中，靜子單元與轉子單元之間的軸向距離最小的位置。

技術領域

本實用新型涉及一種渦輪發動機及其軸失效檢測系統。

背景技術

渦輪驅動的發動機在實際運行中，可能由于超扭、共振、疲勞、腐蝕、材料缺陷和制造誤差或者其他間接事件導致軸失效的發生，雖然軸失效的發生概率很小，但是軸失效一旦發生，就有可能導致危害性的后果。對于雙轉子發動機而言，常見的是低壓軸失效，低壓軸失效后，渦輪轉子與前端負荷(壓氣機)解耦，同時在燃燒室排出的高能氣體的驅動下，轉速瞬間上升，或進入超轉狀態，當轉速上升到一定程度，輪盤應力達到臨界發生破裂，破裂的高能碎片具備穿透發動機的風險，因此限制軸失效后的渦輪超轉是渦輪發動機設計中必須遵循的一個約束條件。

在現有的雙轉子發動機中，是通過安裝轉速傳感器來直接監測轉子轉速或者換算得到轉子轉速，從而檢測軸失效事件。然而轉速傳感器一般安裝在發動機前端，監測不到軸失效導致的后端渦輪轉速的上升。同時由于渦輪端軸周圍的工作溫度較高，空間狹小，也不宜安裝額外的轉速傳感器。

故亟需提供一種能夠有效檢測軸失效事件的檢測系統。

實用新型內容

本實用新型的一個目的在于提供一種軸失效檢測系統，能夠有效檢測渦輪發動機中的軸失效事件。

本實用新型的另一個目的在于提供一種渦輪發動機，其包括前述的軸失效檢測系統。

為實現前述一個目的的軸失效檢測系統，用于檢測渦輪發動機中的軸失效事件，渦輪發動機包括靜子單元以及轉子單元；

所述軸失效檢測系統包括至少一個檢測單元以及接收單元，所述檢測單元用于檢測并發送碰撞信號，所述接收單元用于接收所述檢測單元發送的所述碰撞信號，其中，至少一個所述檢測單元設置于所述靜子單元中，所述靜子單元與所述轉子單元之間的軸向距離最小的位置。

在一個或多個實施方式中，所述靜子單元為后承力機匣，所述轉子單元為低壓渦輪；

其中，至少一個所述檢測單元設置于所述后承力機匣中，與所述低壓渦輪軸向距離最小的位置。

在一個或多個實施方式中，所述檢測單元設置于所述后承力機匣內環前緣的環狀面上。

在一個或多個實施方式中，所述靜子單元為靜子葉片，所述轉子單元為轉子葉片；

其中，至少一個所述檢測單元設置于所述靜子葉片上。

在一個或多個實施方式中，所述靜子單元為發動機軸承位置的靜子件，所述轉子單元為所述軸承位置的轉子件；

其中，至少一個所述檢測單元設置于所述軸承位置的所述靜子件上。

在一個或多個實施方式中，所述軸失效檢測系統還包括設置在渦輪發動機中的布線管路，所述檢測單元與接收單元通過布設在所述布線管路內的連接線連接。

在一個或多個實施方式中，所述檢測單元為壓力傳感器。

為實現前述另一目的的渦輪發動機，包括靜子單元以及轉子單元，其特征在于，還包括如前所述的軸失效檢測系統。

在一個或多個實施方式中，所述渦輪發動機中還包括控制系統，所述控制系統根據所述接收單元接收的信號切斷所述渦輪發動機中供給燃燒室的燃油。

本實用新型的進步效果包括以下之一或組合：