[发明专利]带有入口颗粒分离器的系统和方法

说明书

技术领域

涡轮发动机，并且尤其是燃气或燃烧涡轮发动机是旋转发动机，其从行进穿过发 动机至许多涡轮叶片上的燃烧气体的流获取能量。燃气涡轮发动机已经被用于陆上或海上 移动以及功率产生，但是最通常用于例如包括直升机在内的航空器的航空应用。在航空器 中，燃气涡轮发动机用于航空器的推进。在地面应用中，涡轮发动机通常用于功率产生。

背景技术

在燃气涡轮发动机中的颗粒吸入可不利地影响发动机性能和可靠性，并且还可增 加发动机需要的修复和维护的频率。各种方法被用来便于减少经由入口流体流引导至发动 机压缩机的颗粒的数量。例如，已知的入口颗粒分离器（IPS）系统通过赋予颗粒动量和轨迹 来引导这样的颗粒远离进入压缩机的流体流工作。颗粒被鼓风机移除，其通常从附件传动 箱（AGB）取得功率。由于AGB从涡轮取出功率，因而IPS鼓风机以相对于发动机速度的速度连 续地操作。

一些其它已知的IPS系统包括用离合器连接的鼓风机或可变驱动鼓风机。可变驱 动鼓风机具有可变输出电机，其以可变速度驱动鼓风机。尽管这样的鼓风机可减少马力获 取，但是这些系统是重且复杂的。

发明内容

在一方面中，本发明的实施例涉及涡轮发动机系统，包括：入口颗粒分离器，其具 有接收入口流体流的入口，接收基本清洁的流体的第一流的清洁出口，和接收净化流体的 第二流的净化出口；流体泵，其与净化出口流体连通；空气流控制装置，其调节穿过流体泵 的净化流体流；以及控制器，其与空气流控制装置联接，以用于选择地调整穿过流体泵的净 化流体流。

在另一方面中，本发明的实施例涉及一种用于操作入口颗粒分离器系统的方法， 该颗粒分离器系统具有：入口颗粒分离器，其带有接收入口流体流的入口，接收基本清洁的 流体的第一流的清洁出口，以及接收净化流体的第二流的净化出口；以及流体泵，其与净化 出口流体连通。该方法包括确定至少一个操作情况，并且根据至少一个操作情况调整穿过 流体泵的净化流体流。

本发明的第一技术方案提供了一种涡轮发动机系统，包括：入口颗粒分离器，具 有：入口，其接收入口流体流；清洁出口，其接收基本清洁的流体的第一流；以及净化出口， 其接收净化流体的第二流；流体泵，其与净化出口流体连通；空气流控制装置，其调节穿过 流体泵的净化流体流；以及控制器，其与空气流控制装置联接，以用于选择地调整穿过流体 泵的净化流体流。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，流体泵包括鼓风机。

本发明的第三技术方案是在第二技术方案中，还包括与鼓风机联接的附件传动 箱，以用于驱动鼓风机。

本发明的第四技术方案是在第二技术方案或第三技术方案中的一项中，其中，鼓 风机包括：鼓风机入口，其与净化出口流体连通；和鼓风机出口，并且其中，空气流控制装置 在鼓风机入口下游。

本发明的第五技术方案是在第四技术方案中，鼓风机出口与导管流体连通，并且 其中，空气流控制装置调节穿过导管的净化流体流。

本发明的第六技术方案是在第一至第五技术方案中的任一项中，其中，空气流控 制装置包括节流阀。

本发明的第七技术方案是在第六技术方案中，还包括流路，其至少包括净化出口 和流体泵，并且其中，节流阀包括在流路内的可调整主体和定位器，定位器可操作地与主体 联接以用于根据来自控制器的控制信号调整在流路内的主体的朝向。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，入口颗粒分离器包括：流分流器，其 至少部分地限定包括清洁出口的清洁流路，和包括净化出口的净化流路；以及凸起毂区段， 其在流分流器上游和附近，以用于朝向净化流路引导颗粒。

本发明的第九技术方案是在第八技术方案中，空气流控制装置定位于流体泵上游 的净化流路内。

本发明的第十技术方案是在第一技术方案中，还包括如下的至少一者：颗粒传感 器，其与控制器联接，其中，控制器构造为从颗粒传感器接收信号，并且作为信号的作用控 制空气流控制装置；高度传感器，其与控制器联接，其中，控制器构造为从高度传感器接收 信号，并且作为信号的作用控制空气流控制装置；或开关，其与控制器联接，以用于选择地 控制空气流控制装置。