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_3

文档序号:8926700阅读:来源:国知局
移动或平移穿过第一和第二铰链槽口 82,84,因此平移和定位铰链轴线160和VBV门50。VBV门50因此能够操作成在VBV门50的后端54附近围绕铰链轴线160旋转进和旋转出过渡导管29,且铰链轴线160能够操作成朝向和远离过渡导管19平移。可变泄放阀49实施例的示例性实施例包括铰链轴线160,其能够操作成垂直地或沿法线朝向和远离过渡导管29平移。
[0044]参看图4,通过促动或移动门协调环104使VBV门50平移,以开启后泄放槽口 170,后泄放槽口 170从过渡导管29大体上沿径向向外延伸。后泄放槽口 170在位于VBV门50的下游端或后端54处的后唇部52与过渡导管29之间延伸。VBV门50还可旋转,以便位于VBV门50的上游端或前端53处的前唇部51保持与泄放入口 47密封接合。因此,VBV门50围绕前唇部51旋转到风扇毂框架129中。后泄放槽口 170开启以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,冰可引起失速状态、空气流不稳定状态,且使燃烧器20中的火焰或燃烧猝熄。
[0045]参看图1和4A,后泄放槽口 170不是很高,且设计成从鹅颈管或过渡导管29移除冰,且可在不移除核心空气流15的情况下这样做。为了加强除冰,增压器外流路220具有增压器16的最后一些级上的如从发动机中心线12测得的相对高的半径R,且过渡导管29执行过渡导管29内的核心空气流15转向中的一些。该流动转向可由过渡导管29的外圆锥壁68实现,其具有相对于发动机中心线12的,比增压器外护罩222的增压器圆锥角A2大至少大约10度的过渡导管圆锥角Al。增压器外护罩222在通向过渡导管29的增压器出口 228处包绕增压器出口导叶226 (OGV)的外端224。
[0046]在发动机的更普通的实施例中,可变泄放阀49可用在相邻的相对低压和高压的压缩机(在本文中分别由增压器16和高压压缩机18代表)之间的过渡导管29中。增压器外护罩222、增压器出口导叶226和通向过渡导管29的增压器出口 228大体上分别代表低压压缩机外护罩、出口导叶和压缩机出口。
[0047]流出增压器16的核心空气流15在路径上线性地流动,该路径与增压器出口 228的外流路相切,其与增压器外护罩222大体上相同。在冰放出中,冰颗粒沿着该相同的路径或轨迹,其中大部分冰位于流路的外部中。通常,由增压器出口 228的外流路设置的流动方向平行于VBV门50。具有比增压器圆锥角A2大大约10度或更多的过渡导管圆锥角Al更有助于在高速下获得放出的冰,同时使从增压器排气泄放的空气流量最小化,且从而使排出气体温度(EGT)和其它循环效果最小化。
[0048]增压器和过渡导管中的核心空气流15保持附接到壁,且由于其圆锥角的差异而向下转入压缩机中。然而,冰颗粒具有过大的质量和惯性以致于不能进行此转向,且它们继续在它们的离开增压器的直线轨迹上。它们然后与过渡导管的外壁碰撞,且沿其滑动,直到流路再次转向进入HPC中。当后槽口在VBV门的后端处开启时,外流路中的冰或者与VBV门的底部碰撞且沿其滑动到风扇毂框架中,或者继续在其离开增压器的直线轨迹上且穿过后槽口进入风扇毂框架中。
[0049]图5中示出了前泄放槽口 180,其通过使VBV门50大体上沿径向向内延伸到过渡导管29中来开启。前泄放槽口 180通过促动或移动内协调环102来开启,协调环102又使VBV门50围绕铰链轴线160旋转。内协调环102旋转内曲拐114和其内曲拐臂122,其继而又使可操作地联结到VBV门50的径向外端128的后内连杆112移动。前泄放槽口 180在位于VBV门50的上游端或前端53处的前唇部51与过渡导管29之间延伸。因此,VBV门50旋转远离风扇毂框架129,且沿径向旋转到过渡导管29中,且大体上围绕后唇部52旋转。在低发动机速度(如地面和空中怠速)下,VBV门50如以下图5所示地旋转到过渡导管29中的核心空气流15中,因此在这些飞行状态下将泄放空气19泄放出核心空气流15。放出的泄放空气19流过VBV门50,穿过泄放阀导管60、穿过泄放排出导管58且流到旁通导管36。
[0050]当发动机从低速到高速时,VBV门50从后泄放槽口 170开启且前泄放槽口 180闭合的图4中所示的冰获得位置转移至后泄放槽口 170闭合且前泄放槽口 180开启的图5中所述的核心泄放位置。在发动机达到稳定功率状态之后,VBV门50置于如图2中所示的完全闭合位置。当发动机从低速到高速时,VBV门50从后泄放槽口 170闭合且前泄放槽口 180开启的图5中所述的核心泄放位置转移至后泄放槽口 170开启且前泄放槽口 180闭合的图4中所示的冰获得位置。
[0051]在此过渡期间,期望在全部时间期间将空气从过渡导管29中的核心空气流15放出。因此,VBV门50在冰获得和核心泄放位置之间过渡期间不会去到图2中所示的完全闭合位置。当在过渡中时,泄放空气19经由前唇部51处的前泄放槽口 180、VBV门50的上游端或前端53,且穿过VBV门50的下游端或后端54处的后唇部52处的后泄放槽口 170泄放到风扇毂框架129中。在此过渡期间,VBV门50围绕轴线160旋转,且轴线160同时平移。图6中示出了该过渡的实例,其中后和前泄放槽口 170,180两者处于开启位置。
[0052]图7中示出了可变泄放设备48的示例性实施例,其包括加热系统200,加热系统200用于熔化从过渡导管29中的核心空气流15获得的冰。加热系统200包括加热器202,其在本文中示为风扇毂框架129的径向内和轴向后区段208中的冰收集隔间204中的加热管路或管206。从隔间204到后泄放槽口 170的开口 210当后泄放槽口 170开启且VBV门50的后唇部52相对于隔间204的隔间壁216密封时露出。这允许冰212从增压器和过渡导管29获得到隔间204中,且很少的(如果有)核心空气流15从过渡导管29移除。隔间204中的冰212融化且流过过渡导管29的外圆锥形壁68 (其界定隔间204的径向内端218)中的滴水孔214,且排放到过渡导管29中的核心空气流15中。
[0053]图8中示出了柔性挡板或波纹管230,其将VBV门50的后端54处的泄放阀导管60的出口 232连接到毂框架129上的毂框架出口 234。泄放排出导管58从毂框架出口 234延伸至旁通导管36。在前泄放槽口 180通过旋转VBV门50而开启时从核心空气流15放出且流过前泄放槽口 180的泄放空气19完全由挡板管230引导,且有效地去往泄放排出导管58。挡板管230还隔离已夹带在泄放空气19中且通过前泄放槽口 180从核心空气流15获得的冰。
[0054]图9中示出了泄放排出导管58的VBV排出导管延伸部240。排出导管延伸部240从泄放排出导管58向前延伸到毂框架129中,且相对于VBV门50上的泄放阀导管60密封。排出导管延伸部240上的柔性排出导管密封件242与泄放阀导管60上的柔性阀导管密封件244密封。在前泄放槽口 180通过旋转VBV门50而开启时从核心空气流15放出且流过前泄放槽口 180的泄放空气19完全由排出导管延伸部240引导,且有效地去往风扇毂框架129与旁通导管36之间的泄放排出导管58。排出导管延伸部240还隔离已夹带在泄放空气19中且通过前泄放槽口 180从核心空气流15获得的冰。
[0055]已经以例示的方式示出了本发明。应理解的是,已使用的用语旨在为描述而非限制的词语性质。尽管本文已经描述了认作是本发明的优选且示例性的实施例的内容,但根据本文的教导,本发明的其它改型将对于本领域的技术人员是清楚的,且因此,期望在所附权利要求中保护落入本发明的真实精神和范围内的所有此类改型。
[0056]因此,期望由美国专利证书保护的是在以下权利要求中限定和区分的本发明。
【主权项】
1.一种燃气涡轮发动机可变泄放设备(48),其包括: 可变泄放阀(49),其包括设置在过渡导管(29)中的泄放入口(47)中的可变泄放阀门(50), 所述门(50)能够围绕两个或更多个单独的枢转点(160)枢转或旋转, 所述可变泄放阀(49)能够操作成开启和闭合后泄放槽口(170),所述后泄放槽口(170)从所述过渡导管(29)大体上沿径向向外延伸且在位于所述门(50)的下游端或后端(54)处的后唇部(52)与所述过渡导管(29)之间延伸,并且 所述可变泄放阀(49)能够操作成开启和闭合前泄放槽口(180),所述前泄放槽口(180)大体上沿径向向内延伸到所述过渡导管(29)中且在位于所述门(50)的上游端或前端(53)处的前唇部(51)与所述过渡导管(29)之间延伸。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机可变泄放设备(48),其特征在于,还包括所述可变泄放阀(49),所述可变泄放阀(49)能够操作成使所述门(50)在所述后泄放槽口(170)开启且所述前泄放槽口(180)闭合的第一位置到所述后泄放槽口(170)闭合且所述前泄放槽口(180)开启的第二位置之间转移,而不完全闭合所述门(50)。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机可变泄放设备(48),其特征在于,还包括能够围绕轴线(160)枢转或旋转的所述门(50),所述轴线(160)能够在所述两个或更多个单独的枢转点之间平移。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机可变泄放设备(48),其特征在于,还包括: 所述过渡导管(29),其具有相对于发动机中心线(12)的过渡导管圆锥角(Al), 所述过渡导管(29)上游和附近的增压器外护罩(222)的增压器圆锥角(A2),且 所述过渡导管圆锥角(Al)比所述增压器圆锥角(A2)大至少大约10度。5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机可变泄放设备(48),其特征在于,还包括所述可变泄放阀(49),所述可变泄放阀(49)能够操
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