进气整流罩、燃气涡轮发动机以及热气防冰方法技术

本发明专利技术涉及一种进气整流罩、燃气涡轮发动机以及热气防冰方法。其中，所述进气整流罩包括。其中，所述进气整流罩包括内层蒙皮，外层蒙皮，以及旋流器，具有多个旋流器叶片。其中，所述内层蒙皮与所述外层蒙皮之间提供热气通道，所述多个旋流器叶片之间的间隙提供所述热气通道的第一进气部，所述旋流器叶片的后端连接于所述内层蒙皮的前端，旋流器叶片的前端连接有所述热气通道的第二进气部，所述外层蒙皮具有所述热气通道的出气部。有所述热气通道的出气部。有所述热气通道的出气部。

【技术实现步骤摘要】
进气整流罩、燃气涡轮发动机以及热气防冰方法


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮发动机领域，尤其涉及一种进气整流罩、燃气涡轮发动机以及热气防冰方法。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机运行时由于低温会发生结冰现象。以航空发动机为例，由于云层中可能含有温度低于冰点的亚稳态过冷液态水，当飞行器穿越这些云层时，在飞行器的迎风部件表面很容易产生结冰现象。对于航空发动机进气部件，如进气整流罩、风扇叶片、进气支板及发动机分流环等，由于气流在受到发动机抽吸作用时会产生加速和降温，因此发生结冰现象的概率更大。结冰会使部件的启动性能恶化，同时引起转动件重心偏移而加剧振动，这些现象对于飞行安全都是非常不利的。因此，在现行服役的飞机及其发动机上，普遍配置了防冰系统。
[0003]现有技术中，热气防冰系统(hot air anti-icing system)是目前最为成熟，也是使用最为普遍的防冰系统，其主要从发动机空气系统引出热气，通过特定的管路和阀门输送至防冰部件内腔，从而达到提升防冰部件表面温度，防止部件表面结冰的目的。热气防冰系统通常由管路、阀门和防冰部件内部的防冰腔结构组成，航空发动机的防冰部件主要包括进气整流罩、风扇叶片、进气支板、发动机分流环、增压级进口导向叶片以及增压级第一、二级转静子叶片等。防冰引气通常在流出防冰腔之后汇入其他空气系统流路，或直接排出至外部大气及发动机主流道。
[0004]发动机进气整流罩处于发动机进气部件的最前端，是典型的防冰部件，其常见的防冰形式为热气防冰及结构防冰。当采用热气防冰时，现有技术的方案主要为热气汇入帽罩腔后，由帽罩表面的空或缝中直接排出。参考图1所示，采用了内层蒙皮100与外层蒙皮200提供换热通道300的双蒙皮结构来限制热气流通面积，从而提升热气流速以达到加强热气与整流罩间换热，但是流速增加的同时也会导致单位质量热气驻留罩内部时间的缩短，使得排气出口处的热气温度仍然维持在一个较高的水平，并不能将进入整流罩的热气能量(焓)高效地转化为防冰的能量，因此为了保证防冰效果，只能提高引气压力和温度，从而造成引气量增加，间接导致了引气的浪费。
[0005]现有技术中也有对图1的技术方案进行改进以提高换热效果，例如公开号为CN203753413U，名称为“一种航空发动机进口整流帽罩的防冰传热结构”的中国技术专利申请，其在内层蒙皮开设有射流孔将热气引入换热通道，但这种结构会增加气流沿程的压降，因此无法降低引气压力；另一方面由于热气需要先经过整流帽罩的前缘再进入换热通道，因此热气将在整流帽罩的前缘发生过多的能量损失，使得整流罩的部分区域只能通过固体导热来加热，从一定程度上降低了换热效率。
[0006]因此，本领域需要一种进气整流罩、燃气涡轮发动机以及热气防冰方法，以提高热气进气整流罩内的换热效果，提升其防冰性能，提高热气利用效率，减少引起流量，提高燃气涡轮发动机的性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的在于提供一种进气整流罩。
[0008]本专利技术的另一个目的在于提供一种燃气涡轮发动机。
[0009]本专利技术的再一个目的在于提供一种热气防冰方法。
[0010]根据本专利技术的一个方面的一种进气整流罩，包括内层蒙皮；外层蒙皮；旋流器，具有多个旋流器叶片；其中，所述内层蒙皮与所述外层蒙皮之间提供热气通道，所述多个旋流器叶片之间的间隙提供所述热气通道的第一进气部，所述旋流器叶片的后端连接于所述内层蒙皮的前端，旋流器叶片的前端连接有所述热气通道的第二进气部，所述外层蒙皮具有所述热气通道的出气部。
[0011]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，从所述旋流器的前端沿轴向延伸出所述第二进气部的进气通道。
[0012]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，所述旋流器的前端设置有端板，从所述端板的开口沿轴向延伸出所述第二进气部的进气通道。
[0013]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，所述端板与所述进气通道的延伸方向垂直。
[0014]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，所述旋流器后端的外轮廓线与所述内层蒙皮的前端轮廓线构成连续的轮廓。
[0015]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，所述出气部包括贯穿所述外层蒙皮的出气孔，所述出气孔的延伸方向为所述进气整流罩的径向方向。
[0016]在所述进气整流罩的一个或多个实施例中，所述热气通道的中后段还设置有导流叶片。
[0017]根据本专利技术的一个方面的一种燃气涡轮发动机，包括以上任意一项所述的进气整流罩。
[0018]根据本专利技术的一个方面的一种热气防冰方法，用于燃气涡轮发动机，包括：
[0019]在进气整流罩提供内层蒙皮、外层蒙皮，在内层蒙皮与外层蒙皮之间提供热气通道；
[0020]将热气的大部分导向形成周向旋流导入热气通道，热气在所述热气通道中具有周向流动；将热气的余下小部分形成轴向冲击外层蒙皮前缘。
[0021]在所述热气防冰方法的一个或多个实施例中，将导向形成周向旋流的热气的一部分滞止加压。
[0022]本专利技术的有益效果包括但不限于：
[0023]通过内层蒙皮的前端设置旋流器，热气流经旋流器后，一小部分气流继续维持轴向运动冲击整流罩前缘，对整流罩前缘区进行加热后流入双蒙皮结构提供的热气通道中，另外大部分气流沿径向经旋流器流入双蒙皮结构中，并在双蒙皮结构中周向运动。两股气流在双蒙皮结构中混合形成一股同时具有较大周向速度和较小轴向速度运动的气流，对整流帽罩进行加热，起到防冰效果。由于该方案中的防冰热气具有比传统方案更小的轴向速度，因此单位质量的热气能够更长时间地驻留在整流罩内部，这样也就起到了提升热气与整流罩间的换热效率的效果。另外，可以提高整流罩表面防冰热气相对于前缘的防冰热气的比例，更加合理地对防冰热气进行分配以及利用，提升热气与进气整流罩之间换热效率。
附图说明
[0024]本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0025]图1是现有技术的进气整流罩的结构示意图。
[0026]图2是一实施例的进气整流罩以及热气流动的示意图。
[0027]图3是图2的A-A向视图。
[0028]图4是一实施例的进气整流罩的内部结构图。
[0029]部分附图标记：
[0030]1-内层蒙皮
[0031]2-外层蒙皮
[0032]3-旋流器
[0033]31-旋流器叶片
[0034]11-热气通道
[0035]111-第一进气部
[0036]112-第二进气部
[0037]113-出气部
[0038]4-端板
[0039]5-导流叶片
具体实施方式
[0040]下面结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进气整流罩，其特征在于，包括：内层蒙皮；外层蒙皮；旋流器，具有多个旋流器叶片；其中，所述内层蒙皮与所述外层蒙皮之间提供热气通道，所述多个旋流器叶片之间的间隙提供所述热气通道的第一进气部，所述旋流器叶片的后端连接于所述内层蒙皮的前端，旋流器叶片的前端连接有所述热气通道的第二进气部，所述外层蒙皮具有所述热气通道的出气部。2.如权利要求1所述的进气整流罩，其特征在于，从所述旋流器的前端沿轴向延伸出所述第二进气部的进气通道。3.如权利要求2所述的进气整流罩，其特征在于，所述旋流器的前端设置有端板，从所述端板的开口沿轴向延伸出所述第二进气部的进气通道。4.如权利要求3所述的进气整流罩，其特征在于，所述端板与所述进气通道的延伸方向垂直。5.如权利要求1所述的进气整流罩，其特征在于，所述旋流器后端的外轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑鋆，陈焕，闵现花，武志鹏，苏杰，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：