用于排放涡轮发动机的压气机流的系统技术方案

本申请涉及一种包括用于涡轮发动机(1)的压气机(38)和排放系统(50)的组件，排放系统包括：供给管道(8)，供给管道的一个端部(3)连接到压气机(38)，管道(8)被配置成从压气机收集被所述压气机(38)压缩的空气流；压力减小装置(60)，压力减小装置包括入口(61)和出口(62)，入口(61)连接到供给管道(8)的另一个端部处，其特征在于，所述压力减小装置(60)包括：壳体(80)，壳体形成入口(61)和出口(62)之间的空间(V)；占据所述空间(V)的多孔材料(64)；和用于将多孔材料(64)保持在壳体(80)内的构件(70)，其中，出口(62)具有开口截面(S62)，使得上部空气能够穿过入口(61)的开口截面(S61)。

Compressor flow system for exhaust turbine engine

The present application relates to a component comprising a compressor (38) and an emission system (50) for a turbine engine (1), which includes a supply pipe (8), an end (3) of the supply pipe (3) connected to a compressor (38), and a pipe (8) configured to collect air flow compressed by the compressor (38) from the compressor, and the pressure reduction device (60), The pressure reduction device includes an inlet (61) and an outlet (62), and the entrance (61) is connected to the other end of the supply pipe (8), which is characterized by the pressure reduction device (60) including a housing (80), a shell forming an entrance (61) and an exit (62) space (V); a porous material (64) occupying the space (V); and used for porous material. (64) a component (70) retained in the shell (80), wherein the outlet (62) has an open section (S62), so that the upper air can pass through the opening section (S61) of the inlet (61).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于排放涡轮发动机的压气机流的系统
本申请涉及涡轮发动机的压气机级处的压缩空气排放系统。
技术介绍
涡轮发动机通常包括高压压气机和低压压气机。根据涡轮发动机的运行工况(例如，怠速或节流阀全开)，压气机具有不同的运行特性。根据空气收集系统，例如当涡轮发动机处于瞬时工况或稳定工况时，有可能需要收集处于压力下的空气并在膨胀之后将其再次喷注到下游。例如，在涡扇发动机中发现为被称为瞬时排放阀(transientbleedvalve，TBV)的收集系统，该收集系统使得高压压气机例如能够进行排放。另一系统为例如使用在涡桨涡轮中的被称为处理排放阀(handlingbleedvalve，HBV)，其在高压压气机或中间压气机的出口处收集空气并且将收集的空气排放到主流或次级流中。在TBV的情况下，当涡轮发动机从怠速工况转变到节流阀全开工况时，处于高流率的压缩空气流必须被从压气机排放以避免游车(hunting)的风险。这也是在飞行的瞬时阶段期间或怠速阶段期间的情况，或者更通常地，是在飞行员需要操控节流阀时的情况。待排放的压缩空气流具有大约四十巴的压强和大约九百开尔文的温度(由特定涡轮发动机上的指示得到)。通常，如图1所示，空气流在高压压气机的下游处被收集100，但处于高的温度、速度和膨胀比下的收集器100产生强噪音水平。因此，空气流通过排放系统在一定压力下排放并且被减速。再次示例性地，在TBV中，对于0.6kg/s的流率而言，所收集的流体的静压强的绝对值介于二到八巴之间。当该流到达实现大量的压头损失(以使该流处于不足大约一巴的大气压强)的冲孔格栅时，产生了临界膨胀。于是，能够在管道中形成空气动力学振动。马赫数是尤为重要的数据：如果其在零件运行期间大于一，则膨胀于是将通过振动而完成。不可避免的是，系统中的膨胀比小于流体的临界膨胀比。具体地，如果膨胀比超过流体的临界膨胀比，振动能够导致高的声级。根据特定的热比γ(取决于气体的化学计量混合物)，临界膨胀比以如下方式计算：对于空气，临界膨胀比为1.89。文件FR1450491中的一个解决方案提出使用管道2来收集压缩空气，该管道分支出次级管道6、17(参见图2、图3a和图3b)。具体地，在次级管道6、17的内部，盘25形式的隔板15包括一个开口18(参见图3c)或多个开口(参见图3d)，使得能够既引起压头损失又导致流的速度的降低。该隔板的性能施加在管道的一定的长度上(尤其是隔板下游的区域30上)，并且该装置需要装配接管组件，其对于与涡轮发动机形成一体来说是复杂的。另一被称为“胡椒瓶”的解决方案在于在收集管道的端部处设置特定的阀。胡椒瓶由喇叭状部的大端部处的冲孔格栅形成，使得既能够使流减速又能够增大气流的流动产生的声谱含量。事实上，冲孔的直径越小，越多的声谱含量被朝向高的频率移动。因此，可更少地被人耳察觉到。但是，性能始终不能令人满意。
技术实现思路
为了缓解现有技术中的缺陷，本申请提出了一种包括涡轮发动机压气机和排放系统的组件，所述排放系统包括：-输送管道，所述输送管道的一个端部连接在所述压气机级处，所述管道被配置成从压气机收集被所述压气机压缩的压缩空气流，-膨胀装置，所述膨胀装置包括入口和出口，所述入口连接在所述输送管道的另一个端部处，其特征在于，所述膨胀装置包括：·壳体，所述壳体形成所述入口和所述出口之间的空间，·占据所述空间的多孔材料，·用于将所述多孔材料保持在所述壳体中的构件，其中，所述出口具有允许空气通过的开口横截面，所述开口横截面大于入口的开口横截面，其中，多孔材料为金属网或陶瓷网或复合材料网。凭借多孔材料以及开口横截面的增大，空气流被减速并更好地排放，而不会产生声学振动。尤其因为所述装置的紧凑性得以改进，该组件能够更好地集成到涡轮发动机中。本申请还包括下述独立地或组合地采用的特征：-所述排放系统配置成使得所述膨胀装置内的流的马赫数小于0.9，-所述壳体具有从所述入口到所述出口的渐宽喇叭状部，-所述保持构件包括设置在所述入口处的第一冲孔格栅和设置在所述出口处的第二冲孔格栅，所述多孔材料位于两个格栅之间并且通过两个格栅而被保持在所述壳体内，-两个所述格栅的所述格栅的冲孔的表面密度相等，-冲孔的分布在所述格栅中的每一个上是均匀的，-“胡椒瓶”式的出口通至外界空气。本申请提出了一种包括上文所述的组件的涡轮发动机，其中，所述压气机为高压压气机并且管道收集主流中的被压气机压缩的空气。涡轮发动机还可包括多个上文所述的排放系统，其中，所述排放系统的输送管道接合并共享连接至所述高压压气机的端部。因此，沿着空气流动方向，收集物被分离到多个管道并且其速度被降低。另外，排放系统能够被构造成使收集的流转向进入到涡轮发动机的次级流中。涡轮发动机还可附加地包括低压涡轮和所述低压涡轮的出口处的壳体，该壳体被称为涡轮后叶片(turbinerearvane，TRV)壳体，所述涡轮和所述壳体被相继地布置在高压压气机的下游。在所述涡轮发动机中，排放系统在低压涡轮的出口壳体处与主流流体连通。最后，本申请提出了一种用于确定上文所述的涡轮发动机的压气机的空气排放系统的尺寸的方法，其中，所述空气排放系统被适配成使得穿过所述装置的空气流的马赫数小于0.9。附图说明本专利技术的其它特征、目标和优点通过下文中的说明揭示，所述说明是纯说明性和非限制性的并且必须参照附图阅读，其中：图1为现有技术的涡轮发动机的示意图；图2为根据涡轮发动机一个实施例的包括本申请的涡轮发动机的一部分的示意图；图3a示出了终结于次级管道的管道，所述次级管道各自包括根据本申请的排放系统；图3b示出了终结于通至涡轮发动机的低压涡轮的次级管道的管道；图3c和图3d示出了现有技术中的隔板；图4和图5示出本申请的两个实施例；图6示出了根据一个实施例的能够布置在本申请的入口和出口处的盘；图7a、图7b、图7c、图8a和图8b示出本申请的不同实施例。具体实施方式将在TBV情况下详细地描述本申请，但是本申请可以应用到任何用于在涡轮发动机1的压气机38级处收集压缩空气的系统。“处于压气机级”是指压气机的“直接下游”，空气流在该处处于压气机的出口压力下。如图2中所示，双流式涡轮发动机1沿着空气流29流动方向通常包括高压压气机38和高压涡轮14与低压涡轮19。图1和图2中的箭头29示出了穿过涡轮发动机1的空气流的流动方向。涡轮发动机1包括主流，所述主流穿过涡轮14，19和高压压气机38，涡轮发动机还包括布置成径向地围绕所述主流的次级流。在涡轮发动机的情况下，这些流的作用和功能将不在此处进行描述，但是其对于本领域技术人员是周知的。涡轮发动机1还包括布置在低压涡轮19的出口处的壳体7。该壳体7被本领域技术人员表述为“涡轮后叶片”。TRV壳体7通常布置在喷嘴之前。其尤其用于保持涡轮发动机的结构。如图3b中所示，TRV壳体7大致具有回转体的外形。其包括多个轴向结构臂，将所述臂分隔开的空间限定出多个开口。涡轮发动机1包括排放系统50，排放系统的功能是收集压气机38处的处于压力下的空气流以使该空气流减速并膨胀并且随后将空气流传送到涡轮发动机的另一区域。参照图3a、图3b、图4和图5，排放系统50包括输送管道8，所述输送管道的一个端部连接至所述压气机38。直接地或进行再分之后(下文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括涡轮发动机(1)压气机(38)和压气机排放系统(50)的组件，所述排放系统包括：‑输送管道(8)，所述输送管道的一个端部(3)连接在所述压气机(38)级处，所述输送管道(2，6，8)被配置成从压气机收集被所述压气机(38)压缩的压缩空气流，‑膨胀装置(60)，所述膨胀装置包括入口(61)和出口(62)，所述入口(61)连接在所述输送管道(8)的另一个端部处，其特征在于，所述膨胀装置(60)包括：·壳体(80)，所述壳体形成所述入口(61)和所述出口(62)之间的空间(V)，·占据所述空间(V)的多孔材料(64)，·用于将所述多孔材料(64)保持在所述壳体(80)内的构件(70)，其中，所述出口(62)具有允许空气通过的开口横截面(S62)，所述开口横截面大于所述入口(61)的开口横截面(S61)，其中，所述多孔材料(64)为金属网或陶瓷网或复合材料网。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 FR 15619411.一种包括涡轮发动机(1)压气机(38)和压气机排放系统(50)的组件，所述排放系统包括：-输送管道(8)，所述输送管道的一个端部(3)连接在所述压气机(38)级处，所述输送管道(2，6，8)被配置成从压气机收集被所述压气机(38)压缩的压缩空气流，-膨胀装置(60)，所述膨胀装置包括入口(61)和出口(62)，所述入口(61)连接在所述输送管道(8)的另一个端部处，其特征在于，所述膨胀装置(60)包括：·壳体(80)，所述壳体形成所述入口(61)和所述出口(62)之间的空间(V)，·占据所述空间(V)的多孔材料(64)，·用于将所述多孔材料(64)保持在所述壳体(80)内的构件(70)，其中，所述出口(62)具有允许空气通过的开口横截面(S62)，所述开口横截面大于所述入口(61)的开口横截面(S61)，其中，所述多孔材料(64)为金属网或陶瓷网或复合材料网。2.根据前一项权利要求所述的组件，其中，所述排放系统(50)配置成使得所述膨胀装置(60)内的流的马赫数小于0.9。3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述壳体(80)具有从所述入口(61)到所述出口(62)的渐宽喇叭状部。4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述保持构件(70)包括设置在所述入口(61)处的第一冲孔格栅(71)和设置在所述出口(62)处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：若斯兰·戴维·弗洛里安·雷纳德，劳伦·路易斯·罗伯特·博杜安，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR