用于获取冰的燃气涡轮发动机两自由度可变泄放阀的制作方法_2

文档序号:8926700阅读:来源:国知局
转且分别使第一和第二铰链销(74,76)平移穿过第一和第二铰链槽口(82,84)。
[0018]过渡导管(29)可沿轴向设置在相对低压和高压的压缩机之间,且与它们流体地连通。
[0019]一种操作可变泄放阀(49)的方法包括使门(50)围绕轴线(160)枢转或旋转和使轴线在两个或更多个单独的枢转点(160)之间平移,通过使轴线(160)在两个或更多个单独的枢转点(160)之间平移来开启和闭合后泄放槽口(170),和通过使门(50)围绕轴线(160)旋转来开启和闭合前泄放槽口(180)。该方法还可包括使门(50)在后泄放槽口(170)开启且前泄放槽口(180)闭合的第一位置与后泄放槽口(170)闭合且前泄放槽口(180)开启的第二位置之间转移,而在转移期间没有完全闭合门(50),转移可通过使门(50)围绕轴线(160)旋转且在转移期间同时使轴线(160)平移来完成。
【附图说明】
[0020]本发明的前述方面和其它特征在连同附图的以下描述中阐释,在附图中:
图1为具有两个自由度的可变泄放阀(VBV)的飞行器涡扇燃气涡轮发动机的示例性实施例的纵向局部截面和局部示意图例示。
[0021]图2为在图1中所示的发动机中处于闭合位置的阀的门的放大局部截面和局部示意图例示。
[0022]图3为图2中所示的使门枢转的连杆机构的铰链和部分的透视图例示。
[0023]图4为在相对于图2中所示的发动机中的过渡导管的向外旋转位置的由门形成的后槽口的截面视图例示。
[0024]图4A为图2中所示的发动机中的过渡导管的过渡导管圆锥角和增压器外护罩的增压器圆锥角的截面视图例示。
[0025]图5为在相对于图2中所示的发动机中的过渡导管的向内旋转位置的由门形成的前槽口的截面视图例示。
[0026]图6为在图2中所示的发动机中的过渡导管中的部分向外和部分向内旋转位置中的门的截面视图例示。
[0027]图7为用于融化由图1中所示的发动机的VBV获取的冰的加热系统的简图例示。
[0028]图8为在图1中所示的发动机的风扇框架毂与旁通导管之间连接VBV泄放阀导管的出口和VBV排出导管的入口的柔性挡板管的简图例示。
[0029]图9为延伸到图1中所示的发动机的风扇框架毂中的延伸的VBV排出导管的简图例示。
【具体实施方式】
[0030]图1中示出了围绕发动机中心线12限定且适合地设计成安装到飞行器的翼或机身的示例性飞行器涡扇燃气涡轮发动机10。发动机10向下游串联流动连通地包括风扇14、增压器16、高压压缩机18、燃烧器20、高压涡轮(HPT) 22和低压涡轮(LPT) 24。核心发动机25包括由高压驱动轴23连结到高压压缩机18的HPT或高压涡轮22和燃烧器20。LPT或低压涡轮24由低压驱动轴26连结到风扇14和增压器16两者。
[0031]存在高旁通飞行器燃气涡轮发动机,如,由Rolls Royce制造的一些,其具有多于两个的压缩机和涡轮。Rolls Royce例如具有三转轴发动机,该三转轴发动机具有三个压缩机,这三个压缩机中的各个由不同的涡轮驱动。因此,本文公开的VBV阀和门可并入到两个压缩机之间,且不限于仅在低压压缩机(如本文所述的增压器)与高压压缩机之间。
[0032]在典型操作中,空气27由风扇14加压,且产生导送通过增压器16的内或核心空气流15,增压器16进一步加压核心空气流15。加压空气然后流至进一步加压空气的高压压缩机18。加压空气在燃烧器20中与燃料混合,以用于生成热燃烧气体28,其又向下游流过 HPT 22 和 LPT 24。
[0033]分流器34 (其围绕在风扇14正后方的增压器16)包括尖锐的前缘32,前缘32将由风扇14加压的风扇空气27分成导送穿过增压器16的径向内流(核心空气流15)和径向外流,或旁通流17导送穿过与增压器16沿径向向外间隔开的旁通导管36。包绕风扇14和旁通导管36的风扇壳30由围绕发动机中心线12限定的环形风扇框架33支承。增压器16包括跨过增压器导管40中的增压器流路39沿径向向外和向内延伸的增压器叶片38和导叶42的交错的环形排。增压器叶片38的环形排适于连结到风扇14。增压器16位于风扇框架33的前方,且在分流器34的径向内侧。
[0034]风扇框架33包括环形外框架壳123、风扇毂框架129,和在其间延伸的多个沿周向间隔开的导管柱134。导管柱134为翼形件形状,因为旁通空气在其中相邻的导管柱之间穿过。也称为鹅颈管的过渡导管29位于风扇毂框架129的径向内端136处,且沿轴向设置在增压器16与核心发动机25的高压压缩机18之间且与它们流体地连通。泄放排出导管58从毂框架129引出至旁通导管36。
[0035]参看图1和2,泄放入口 47(开口 )设置在增压器16与高压压缩机18之间的过渡导管29的外圆锥形壁68中。可变泄放设备48用于泄放增压器16与高压压缩机18之间的核心空气流15,以防止增压器16在某些发动机操作状态下失速。可变泄放设备48包括可变泄放阀49 (VBV),其具有设置在泄放入口 47中的可变泄放阀门50。VBV门50在图2中示为处于完全闭合泄放入口 47的闭合位置。
[0036]VBV门50包括位于门50的上游端或前端和下游端或后端53,54处的前和后唇部51,52。VBV门50还用于在冰到达高压压缩机18之前从增压器和过渡导管29获得冰,在高压压缩机18处,冰可导致失速状态、空气流不稳定状态,且使燃烧器20中的火焰或燃烧猝熄。由标为46的箭头和点线指出的沿周向设置的多个增压器泄放路径46从风扇毂框架129中的VBV门50延伸穿过泄放排出导管58至旁通导管36。
[0037]图3中示出了包括铲或泄放阀导管60的可变泄放阀49的示例性实施例。泄放阀导管60包括从VBV门50大体上沿径向向外延伸的沿周向间隔开的导管侧壁62,和与VBV门50沿径向间隔开的大体上沿周向延伸的导管外壁64。肋条66从VBV门50大体上沿径向向外延伸至导管外壁64,以提供对泄放阀导管60的结构支承。
[0038]回头参看图2,VBV门50附接到连杆机构55,连杆机构55向其提供两个旋转自由度,从而允许VBV门50围绕轴线160在两个或更多个单独的枢转点处枢转或旋转,枢转点由可平移的铰链轴线160例示。VBV门50由促动器(未示出)促动,促动器相对于发动机中心线12向前和向后沿轴向平移且旋转径向内和外协调环102,104。公知的是使用促动器、协调环和用于使门定位的曲拐来操作或旋转VBV门开启和闭合。在授予Shipley等人的1972年2月I日的题为“BYPASS VALVE MECHANISM”的美国专利N0.3,638,428中可找到这样的一个实例。
[0039]连杆机构55包括联结到内曲拐114的前和后内曲拐臂120,122的前和后内连杆110,112。前内连杆110将内协调环102可操作地联结到前内曲拐臂120。后内连杆112将后内曲拐臂122可操作地连结到可变泄放阀49的径向外端128上的外球接头126的外挂钩124。连杆机构55还包括联结到外曲拐144的前和后外曲拐臂140,142的前和后外连杆130,132。前外连杆130将外协调环104可操作地联结到前外曲拐臂140。内和外曲拐114,144围绕相对于风扇毂框架129固定的内和外曲拐轴线116,118枢转。
[0040]参看图2和3,沿周向间隔开的第一和第二曲臂杆145,146可枢转地连接到风扇框架33的风扇毂框架129。第一和第二曲臂杆145,146中的各个包括径向内和外曲臂150,152。第一和第二曲臂杆145,146中的各个在内和外曲臂150,152之间的杆枢转点147处连接到毂凸耳148,毂凸耳148安装到风扇毂框架129。第一和第二曲臂杆145,146通过横杆154可旋转地连接到彼此,横杆154在本文中示为圆柱形的,且设置成穿过第一和第二曲臂杆145,146中的各个的各外曲臂152中的臂孔156。
[0041]VBV门50在VBV门50的后端54附近铰接到风扇框架33的风扇毂框架129。可变泄放阀49的示例性实施例包括VBV门50的后端54附近的沿周向间隔开的VBV第一和第二门铰链70,72。第一和第二门铰链70,72将VBV门50可旋转地连接或铰接到风扇毂框架129。第一和第二门铰链70,72分别包括第一和第二挂钩90,92。第一和第二门连杆94,96的径向内端93分别可旋转地连接到第一和第二挂钩90,92的挂钩凸耳98。第一和第二门连杆94,96的径向外端99分别可旋转地连接到第一和第二曲臂杆145,146的径向内曲臂150。
[0042]圆柱形的第一和第二铰链销74,76可旋转地设置成分别穿过第一和第二门铰链70,72的第一和第二挂钩90,92的挂钩凸耳98中的线性地对准的同轴铰链孔100和第一和第二门连杆94,96的内端93。VBV门50可旋转地且可平移地连接到风扇毂框架129。圆柱形的第一和第二铰链销74,76分别延伸穿过间隔开的第一和第二铰链凸耳86,88中的第一和第二铰链槽口 82,84。第一和第二铰链凸耳86,88固定地附接到风扇毂框架129。因此,铰链轴线160穿过能够平移的第一和第二铰链销74,76,VBV门50能够围绕第一和第二铰链销74,76旋转。第一和第二铰链槽口 82,84的示例性实施例为线性槽口,以便第一和第二铰链销74,76仅可线性地平移。
[0043]后外连杆132可操作地将后外曲拐臂142联结到横杆154,以便当后外连杆132通过外曲拐144而向前和向后移动时,第一和第二曲臂杆145,146围绕相应的杆枢转点147旋转,杆枢转点147相对于风扇毂框架129固定。这使第一和第二铰链销74,76分别
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