[发明专利]用于涡轮发动机的入口颗粒分离器

说明书

将颗粒从涡轮发动机的入口空气流分离的方法和设备具有中心本体，该中心本体具有至少一个径向向外的清扫导管。入口空气流夹带有颗粒物，该颗粒物可以冲击限定了中心本体的一部分的冲击表面。颗粒物通过至少一个入口沿径向向外转向到清扫导管，不能进行由中心本体的形状限定的转向。

背景技术

发动机，尤其是燃气或燃烧涡轮发动机，是旋转发动机，其从穿过发动机到达多个涡轮叶片上的燃烧气体流提取能量。燃气涡轮发动机已经用于陆地和海上移动以及发电，但是最常用的是用于航空应用，例如用于飞行器，包括直升机。在飞行器中，燃气涡轮发动机用于飞行器的推进。在陆地应用中，涡轮发动机通常用于发电。另外，脏的流体流例如包含颗粒物的流体系统可能包括下游发动机，例如在罐或发电厂中。

用于飞行器的燃气涡轮发动机被设计成在高温下操作以使得发动机效率最大化，因此某些发动机部件(例如高压涡轮和低压涡轮)的冷却可能是必要的。通常，通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机引导到需要冷却的发动机部件来实现冷却。虽然涡轮空气是高温的，但是其相对于压缩机空气是较冷的，并且可以用来冷却涡轮。当冷却涡轮时，冷却空气可以供应到各个涡轮部件，包括涡轮罩和涡轮叶片内部。

发动机进气中的颗粒，例如灰尘、粉尘、砂子、火山灰和其它环境污染物，可能导致严重的压缩机溶蚀。当颗粒运动通过发动机时，它们可能熔化在燃烧气体中，并且随后在涡轮流动路径表面上重新固化。由于冷却通道的沉积和堵塞，而使得夹带在涡轮冷却空气中的颗粒可能导致冷却损失。所有这些影响对于飞行器环境而言导致操作时间或“在翼时间”减少。在涡轮发动机暴露于大量空气传播的颗粒的某些环球操作环境中，该问题加重。

发明内容

在一个方面中，涡轮发动机包括：发动机入口，所述发动机入口具有中心本体并且限定了入口管道，所述入口管道限定了入口空气流动路径；发动机芯部，所述发动机芯部布置在所述中心本体的下游，并且限定了发动机中心线；以及入口颗粒分离器，所述入口颗粒分离器具有至少第一清扫充气室和第二清扫充气室，所述第一清扫充气室和第二清扫充气室具有对应的第一充气室入口和第二充气室入口，以限定从所述空气流动路径到所述第一清扫充气室和第二清扫充气室的对应的第一清扫流路径和第二清扫流路径，其中所述第一清扫充气室和第二清扫充气室流体地分离并且围绕所述中心本体的至少一部分沿径向向外布置。

在另一个方面中，一种将颗粒从涡轮发动机的入口空气流分离的方法，所述涡轮发动机具有中心本体并限定了发动机中心线，所述方法包括：从所述入口空气流抽取(drawing)第一清扫空气流；在与所述第一清扫空气流不同的位置处从所述入口空气流抽取第二清扫空气流，其中所述第一清扫空气流和第二清扫空气流彼此流体地隔绝。

附图说明

在附图中：

图1为具有入口颗粒分离器的图1的燃气涡轮发动机的横截面图。

图2为图1的入口颗粒分离器的透视图。

图3为图2的入口颗粒分离器的调出部分III的透视图。

图4为入口颗粒分离器的截面图。

具体实施方式

本发明的所述实施例涉及尤其是涡轮轴涡轮发动机中的颗粒移除的系统、方法和其它装置，更具体地，涉及从流到涡轮发动机的发动机进气空气流移除颗粒。为了说明的目的，将针对飞行器燃气涡轮发动机来描述本发明。然而，应当理解，本发明并不限于此并且能够一般性地应用于发动机，例如其它移动应用和非移动工业、商业和住宅应用。

如在此所用的，术语“轴向”或“轴向地”指的是沿着发动机的纵向轴线或者沿着设置在发动机内的部件的纵向轴线的维度。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“前”指的是沿着朝向发动机入口的方向运动，或者一个部件相比于另一个部件较为靠近发动机入口。与“轴向”或“轴向地”结合使用的术语“后”指的是相对于发动机中心线朝向发动机的后部或出口的方向。