装备有电机的飞行器涡轮发动机制造技术

公开了一种飞行器涡轮发动机(10)，包括气体发生器(12)和风扇(14)，风扇布置在气体发生器(12)上游并配置成产生气体进入流(F)，气体进入流的一部分流动到所述气体发生器中以形成主流(36)，涡轮发动机(10)包括同轴地安装在风扇(14)的下游的电机，并且电机包括转子(62a)，转子被由环形护罩(64)承载的定子(62b)围绕，护罩(64)被气体发生器的壳体(40)围绕，壳体与护罩(64)一起限定出用于主流(36)的一段流动管道，用于对主流(36)进行矫直的固定叶片(42，68)在该路径中延伸。68)在该路径中延伸。68)在该路径中延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装备有电机的飞行器涡轮发动机


[0001]本专利技术涉及一种装备有电机的飞行器涡轮发动机。

技术介绍

[0002]现有技术尤其包括文献FR
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A1
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2842565，该文献描述了装备有电机的涡轮发动机。现有技术还包括EP
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A2
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2270315，US
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B2
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9，109，452，US
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A
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3，264，482，FR
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A1
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2922265，WO
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A1
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2006/0600144和WO
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A1
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2015/077755。
[0003]航空界现在对关于商业航空使用混合动力发动机的实用性提出了许多问题。现在，电能的使用被认为不仅是为了满足飞行器的功能，而且是为了使涡轮发动机的功能电气化。
[0004]这一言论促使对混合发动机架构解决方案进行研究，将燃料的化石能源和电能结合以确保对推进部分(涡轮发动机的风扇)的驱动和对特定的发动机和/或飞行器功能的供给。
[0005]特别地，这些架构可以基于高涵道比和减速器类型的架构，但也可以基于多体架构(2或3)。在这些架构中，涡轮发动机包括低压主体和高压主体，每个主体包括将压缩机的转子连接到涡轮的转子的轴。
[0006]已知在涡轮发动机的高压和/或低压部分上为飞行器涡轮发动机装备一个或多个电机，功率范围从几kW到几MW。可以回想的是，电机是一种基于电磁学的机电设备，例如，能够将电能转换为功或机械能。这个过程是可逆的，并且可以用来发电。
[0007]因此，根据电机的最终用途，我们使用以下术语：
[0008]‑
发电机是指由机械能产生电能的电机，
[0009]‑
马达是指由电能产生机械能的电机。
[0010]电机也可以在马达模式和发电机模式下运行。
[0011]电机的冷却方法是复杂的，并且对保证电机的正常功能非常重要。特别地，这必须与电机必须耗散的热损失一致。
[0012]特别地，目前的解决方案预见到通过涡轮发动机的空气流量对电机的电定子进行冷却，并与使用油的附加的复杂冷却相关联，以保证电机的充分冷却。
[0013]本专利技术提出了一种解决上述问题中的至少一些问题的方案，特别是提出了一种用于改进电机的冷却而不使用通过油的附加冷却的方案。

技术实现思路

[0014]本专利技术涉及一种飞行器涡轮发动机，包括气体发生器和风扇，所述风扇布置在气体发生器上游并配置成产生气体进入流，所述气体进入流的一部分在所述气体发生器的管道中流动以形成主流，所述气体进入流的另一部分在围绕所述气体发生器的管道中流动以形成次级流，所述涡轮发动机还包括电机，所述电机同轴地安装在风扇的下游，并且所述电机包括转子，所述转子被由环形护罩承载的定子围绕，所述护罩被所述气体发生器的壳体
围绕，所述壳体与所述护罩一起限定出用于主流的一段流动管道，用于对所述主流进行矫直的固定叶片在该管道中延伸。
[0015]根据本专利技术，所述护罩和/或所述叶片包括配置成在所述主流中产生扰动的元件。
[0016]在主流中产生扰动的元件增加了主流与护罩和/或叶片之间的交换系数，因此增加了主流与电机之间的热交换能力，而不会引起与一致形状的护罩和/或叶片相同的负载损失。因此，以等效的主流流率改善了护罩和/或叶片的冷却以及电机的冷却。
[0017]此外，扰动或湍流使得能够将空气移动到靠近待被冷却的护罩和/或叶片的表面。受热的空气不会停滞，并且在返回到待被冷却的护罩和/或叶片的表面之前，被湍流引导向较冷的次级流。产生的涡流使得与电机的护罩和/或叶片的待被冷却的热表面接触的冷空气更新。
[0018]这改善了电机的冷却，并且可完全由来自主流的空气完成。因此，本专利技术能够避免增加油冷却回路，这尤其能够使组件显著地轻量化。
[0019]根据本申请的模块可包括一个或多个如下所述特征，这些特征可以相互独立或相互组合：
[0020]‑
所述元件在所述护罩和/或叶片的一个或多个表面上凹入或突出，一个所述表面或多个所述表面中的每一个旨在被所述主流扫过；
[0021]‑
一个所述表面或多个所述表面中的每一个包括相同的凹入的元件的以行和列(线性或交错的方式)分布的矩阵，
[0022]‑
所述元件中的每个的横截面具有凹的弯曲形状。
[0023]‑
所述元件中的每个的宽度或尺寸D在2mm至30mm之间，并且深度P小于或等于D；
[0024]‑
一个所述表面或多个所述表面中的每一个包括一系列所述元件，所述元件形状如同大致沿所述主流的流动方向延伸的细长的凹槽；
[0025]‑
所述凹槽是波纹状的；
[0026]‑
一个所述表面或多个所述表面中的每一个包括一系列由翅片形成的突出元件；
[0027]‑
所述翅片呈三角形或希腊字母德尔塔形；
[0028]‑
所述翅片是可移动或可伸缩的，以便调节所述主流中的扰动；
[0029]‑
所述元件包括等离子体产生致动器，所述等离子体产生致动器位于旨在被所述主流扫过的一个所述表面或多个所述表面中的每一个上；
[0030]‑
所述致动器由所述电机供给；
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所述致动器围绕所述电机均匀地分布；
[0032]‑
所述护罩包括围绕所述电机的定子的内环形表面和外环形表面，所述外环形表面围绕所述内环形表面延伸并限定出所述主流的所述一段流动管道；
[0033]‑
所述元件通过一个或多个导热部分连接到所述定子，以确保通过传导进行热交换；实际上，扰动元件、一个或两个导热中间部分和电机定子之间的接触或准接触实现了良好的冷却。
附图说明
[0034]通过下文的详细说明，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见，并且参照附图便于理解该说明，在附图中：
[0035][图1]图1是具有大涵道比和减速器的飞行器涡轮发动机的轴向截面示意图；
[0036][图2]图2是装备有电机的飞行器涡轮发动机的局部轴向截面的示意性半视图；
[0037][图3a]图3a是配置成扰乱通过涡轮发动机的气流的元件的顶部的示意图；
[0038][图3b]图3b是图3a的元件的轮廓示意图；
[0039][图4]图4是图3b所示元件的变型实施例的轮廓示意图；
[0040][图5]图5是图3b的元件的替代性实施例的轮廓示意图；以及
[0041][图6]图6是等离子体致动器的示意图；
[0042][图7]图7是类似于图2的半视图，示出了装备有电机的飞行器涡轮发动机的变型实施例；
[0043][图8]图8是类似于图2的半视图，示出了装备有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞行器涡轮发动机(10)，包括气体发生器(12)和风扇(14)，所述风扇布置在所述气体发生器(12)上游并配置成产生气体进入流(F)，所述气体进入流的一部分在所述气体发生器的管道中流动以形成主流(36)，所述气体进入流的另一部分在围绕所述气体发生器(12)的管道中流动以形成次级流(38)，所述涡轮发动机(10)还包括电机(62)，所述电机同轴地安装在所述风扇(14)的下游，并且所述电机包括转子(62a)，所述转子被由环形护罩(64，64a)承载的定子(62b)围绕，所述护罩(64，64a)被所述气体发生器(12)的壳体(40)围绕，所述壳体与所述护罩(64，64a)一起限定出用于主流(36)的一段流动管道，用于对所述主流(36)进行矫直的固定叶片(42，68，174)在该管道中延伸，其特征在于，所述护罩(64，64a)和/或所述叶片(42，68，174)包括配置成在所述主流(36)中产生扰动的元件(100)。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机(10)，其中，所述元件(100)在所述护罩(64，64a)和/或所述叶片(42，68，174)的一个或多个表面(150)上凹入或突出，一个所述表面(150)或多个所述表面(150)中的每一个旨在被所述主流(36)扫过。3.根据权利要求2所述的涡轮发动机(10)，其中，一个所述表面(150)或多个所述表面(150)中的每一个包括相同的凹入的元件(100)的以行和列分布的矩阵。4.根据权利要求3所述的涡轮发动机(10)，其中，所述元件(100)中的每个的横截面具有凹的弯曲形状。5.根据权利要求3或4所述的涡轮发动机(10)，其中，所述元件(100)中的每个的宽度或尺寸D在2mm至30mm之间，并且深度P小于或等于D。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米丽，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：