[發(fā)明專利]用于檢測飛行器渦輪發(fā)動機的冷卻異常的改進(jìn)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180021791.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN115298413A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·S·J·芬塔內(nèi)爾;M·E·埃塔力;G·P·戈西亞;W·L·施韋布倫
• 申請（專利權(quán)）人: 賽峰飛機發(fā)動機公司
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30;F01D25/12;F01D5/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

本發(fā)明涉及一種用于飛行器渦輪發(fā)動機的轉(zhuǎn)子，包括支承移動葉片(64)的至少一個移動輪盤(63)，移動輪盤(64)包括多個單元(632)，移動葉片(64)的根部(642)插入這些單元中，在單元的底部和移動葉片(63)的插入所述單元(632)的根部(642)之間形成通路(P)，轉(zhuǎn)子還包括：構(gòu)造成允許流體循環(huán)的循環(huán)通道，循環(huán)通道包括所述通路(P)；以及校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)裝置構(gòu)造成當(dāng)通道內(nèi)的溫度低于預(yù)先確定的溫度閾值時允許以第一流體流速在循環(huán)通道中流動，并且當(dāng)通道內(nèi)的溫度高于或等于所述預(yù)先確定的閾值時，改變狀態(tài)以允許在通道中以大于第一流體流速的第二流體流速流動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機領(lǐng)域。更準(zhǔn)確地，本發(fā)明涉及檢測飛行器渦輪發(fā)動機中渦輪的冷卻異常。

背景技術(shù)

在渦輪發(fā)動機中，通常在例如高壓壓縮機之類的位于上游的壓縮機上排出空氣，用以冷卻在具有較暖環(huán)境的下游級中的零件。上游和下游根據(jù)渦輪發(fā)動機中空氣的流動方向延伸。在高壓壓縮機上所排出的冷卻空氣例如被輸送到渦輪發(fā)動機的低壓渦輪或高壓渦輪。所輸送的空氣確保吹掃流速，允許吹掃熱空氣并對這些渦輪的某些零件(如輪盤、動葉)進(jìn)行通風(fēng)。這種熱空氣的吹掃流速限制了在位于主脈管(vein)下方的區(qū)域中引入在所述主脈管中流動并驅(qū)動轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)的熱空氣。以此方式，渦輪的可移動零件過熱的風(fēng)險是受限的，該風(fēng)險可能導(dǎo)致渦輪劣化，在最壞的情況下，導(dǎo)致這些零件破裂。

另外，鑒于要確保冷卻裝置符合航空標(biāo)準(zhǔn)，這些冷卻裝置尺寸過大是很常見的。

例如，可以制造一種裝置，該裝置包括用于在高壓壓縮機上排出空氣的若干通道，這些通道還確保采樣空氣朝向低壓渦輪或朝向高壓渦輪循環(huán)以對其進(jìn)行冷卻。因此，這些通道形成這些渦輪的冷卻裝置。該冷卻裝置的尺寸過大可包括產(chǎn)生其直徑大于所需直徑的通道，這些通道輸送比冷卻低壓渦輪或高壓渦輪所需要的更多的空氣，或者甚至增加通道的數(shù)量。有利地，在發(fā)生故障的情況下，例如在通道部分阻塞、部分鉆孔或破裂的情況下，這種過大尺寸確保該裝置繼續(xù)向低壓渦輪或高壓渦輪遞送足夠的冷卻空氣。可由于渦輪氣密性下降而導(dǎo)致故障的另一示例，例如由于低壓渦輪或高壓渦輪的迷宮式接頭磨損，導(dǎo)致冷卻空氣逸出，從而導(dǎo)致熱空氣的吹掃流速降低。

盡管可靠，但上述冷卻裝置的尺寸過大導(dǎo)致在渦輪發(fā)動機的標(biāo)稱運行情況下，例如在沒有空氣循環(huán)通道故障、即這種故障也例外的情況下，在高壓壓縮機上排出比實際需要更多的空氣。這種過度取樣的空氣對飛行器的具體燃料消耗(SFC)有很大影響，并導(dǎo)致發(fā)動機性能下降。用于檢測故障的裝置確實存在，但通常需要外部干涉，從而增加零件和發(fā)動機劣化的風(fēng)險。

因此，較佳的是改善渦輪發(fā)動機的性能，特別是限制冷卻系統(tǒng)對飛行器燃料消耗的影響，并限制渦輪的可移動零件過熱和渦輪劣化的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

為了至少部分地解決上述缺點，本公開涉及一種用于飛行器渦輪發(fā)動機的渦輪轉(zhuǎn)子，包括：

-至少一個支承移動葉片的移動輪盤，該移動輪盤包括多個槽，移動葉片的根部插入槽中，在槽的底部和插入所述槽的移動葉片的根部之間形成通路，

-循環(huán)通道，其構(gòu)造成允許流體循環(huán)，該循環(huán)通道包括所述通路，

-校準(zhǔn)裝置，其構(gòu)造成當(dāng)循環(huán)通道內(nèi)的溫度低于預(yù)先確定的溫度閾值時允許在循環(huán)通道中以第一流體流速流動，并且當(dāng)循環(huán)通道內(nèi)的溫度高于或等于所述預(yù)先確定的溫度閾值時改變狀態(tài)以允許在所述循環(huán)通道中以大于第一流速的第二流體流速流動。

在整個公開中，發(fā)動機或渦輪轉(zhuǎn)子的標(biāo)稱運行表示運行中渦輪的冷卻回路沒有故障。應(yīng)當(dāng)理解，該標(biāo)稱運行可包括渦輪發(fā)動機的磨損，但不包括諸如供氣通道破裂之類的故障情況。

在標(biāo)稱運行中，部分吹掃流速運動到循環(huán)通道，特別是存在于槽的底部和插入到所述槽中的移動葉片的根部之間的通路中。該通路可以是槽的底部和插入所述槽中的根部之間存在的間隙。因此，第一流體流速對應(yīng)于在標(biāo)稱運行情況下在循環(huán)通道中、尤其是在所述通路中循環(huán)的冷卻空氣流。這些情況的特征在于循環(huán)通道內(nèi)的溫度保持在閾值以下。