專利名稱：旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，且更具體地涉及用于在主渦輪機(jī)進(jìn)氣口發(fā)生故障時將旁通空氣流傳送到燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)燃燒燃料-空氣混合物以產(chǎn)生熱燃燒氣體，熱燃燒氣體驅(qū)動渦輪區(qū)段中的渦輪葉片旋轉(zhuǎn)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)或任何其它裝置。在大型船舶中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可用于驅(qū)動發(fā)電機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)兩者。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)一般通過主渦輪機(jī)進(jìn)氣口接收空氣流，該主渦輪機(jī)進(jìn)氣口包括用以阻止微粒和水分達(dá)到燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件的過濾器。然而，如果該過濾器變得被碎屑堵塞，則燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)無法工作。遺憾的是，不工作的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)可引起電力和/或推力損失，這在某些情形下是不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容
下面概述了范圍與原始要求保護(hù)的發(fā)明相稱的特定實(shí)施例。這些實(shí)施例并非旨在限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，相反，這些實(shí)施例僅旨在提供本發(fā)明的可能形式的簡要概述。 實(shí)際上，本發(fā)明可包含與以下闡述的實(shí)施例相似或不同的各種形式。在第一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括構(gòu)造成將旁通空氣源輸送到渦輪發(fā)動機(jī)以繞開主渦輪機(jī)進(jìn)氣口的空氣過濾器的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口，其中該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口包括具有構(gòu)造成在關(guān)閉位置與開啟位置之間移動的多個葉板的葉板門，該開啟位置使得旁通空氣源能夠流到渦輪發(fā)動機(jī)，并且該關(guān)閉位置使得旁通空氣源不能流到渦輪發(fā)動機(jī)。在第二實(shí)施例中，一種裝置包括構(gòu)造成將旁通空氣源輸送到發(fā)動機(jī)以繞開主發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的空氣過濾器的旁通發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，其中該旁通發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口包括具有多個葉板的葉板門、具有葉板致動器的驅(qū)動裝置和構(gòu)造成控制驅(qū)動裝置響應(yīng)于主發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的狀況而使多個葉板在關(guān)閉位置與開啟位置之間移動的控制器，該開啟位置使得旁通空氣源能夠流到發(fā)動機(jī)，該關(guān)閉位置使得旁通空氣源不能流到發(fā)動機(jī)，并且該狀況包括通過主空氣進(jìn)氣口的主空氣源在閾值范圍以外的變化。在第三實(shí)施例中，一種方法包括感測指示通過主空氣進(jìn)氣口的主空氣源在閾值范圍以外的變化的主發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的狀況，并且響應(yīng)于該狀況而控制葉板門開啟多個葉板以使旁通空氣源能夠經(jīng)旁通發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口流到發(fā)動機(jī)。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，全部附圖中相似的附圖標(biāo)記代表相似的零件，其中圖1是包括具有主渦輪機(jī)進(jìn)氣口和旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的船舶的一個實(shí)施例的剖視圖2是用于控制進(jìn)入燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)氣口的過程的一個實(shí)施例的流程圖；圖3是具有葉板門的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，其中多個葉板位于關(guān)閉位置；圖4是具有葉板門的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，其中多個葉板位于開啟位置；圖5是在圖3的線5-5內(nèi)所取的葉板門的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出帶有密封分界面的兩個葉板；圖6是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在兩個葉板之間帶有單個密封件的密封分界面；圖7是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在兩個葉板之間帶有兩個密封件的密封分界面；圖8是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在兩個葉板之間沿凸部和凹部帶有三個密封件的密封分界面；圖9是帶有端部密封件的葉板的一個實(shí)施例的局部透視端視圖；圖10是帶有端部密封件的葉板的一個實(shí)施例的局部透視端視圖；圖11是具有葉板門的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，其中多個葉板位于開啟位置；圖12是具有葉板門的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的一個實(shí)施例的示意圖，其中多個葉板位于開啟位置；以及圖13是圖12的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的葉板的一個實(shí)施例的端視圖，示出葉板的相對側(cè)上的襯墊材料。部件列表10 船舶12燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)13發(fā)電機(jī)14推進(jìn)系統(tǒng)16燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)18主進(jìn)氣口區(qū)段20副進(jìn)氣口區(qū)段22控制器24空氣進(jìn)氣口洸壓縮機(jī)27燃燒器28 渦輪30 排氣口32 軸34 殼體36主管道
38傳感器40過濾器42傳感器44 殼體46副管道48葉板門50驅(qū)動裝置68 過程70 方框72 方框74 方框80可密封的葉板82它們各自的軸線84上游屏板86下游屏板87旋轉(zhuǎn)支撐件88驅(qū)動桿90 箭頭92連接點(diǎn)94 箭頭96 箭頭98 箭頭120密封分界面122 后緣124 前緣126前表面128后表面130 空腔132 襯墊150兩個密封的分界面部分152兩個密封的分界面部分154 襯墊156相對的空腔170 襯墊172彎曲分界面區(qū)域174 凸部176 凹部180 襯墊182 襯墊
184 第一端202 襯墊204 襯墊206 第一端222旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置224 齒輪226 鏈條228 齒輪230 葉板240 葉板242 框架244葉板啟動系統(tǒng)246融冰系統(tǒng)248框架部分250框架部分252電熱絲254電熱絲加熱器256 孔258連接臂260 銷262線性致動器264位置傳感器266 箭頭270 前緣272 后緣274 頂面276 底面278 第一端280 切口282 切口284286 襯墊288端部襯墊290端部襯墊292端部襯墊
具體實(shí)施例方式下面將描述本發(fā)明的一個或更多特定實(shí)施例。為了致力于提供這些實(shí)施例的簡明描述，說明書中可能未描述實(shí)際實(shí)施方案的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解的是，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開發(fā)過程中，與任何工程或設(shè)計方案一樣，必須做出許多實(shí)施方案特定的決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如服從可能因?qū)嵤┓桨付惖南到y(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束。此外， 應(yīng)當(dāng)理解的是，此類開發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時的，但對于受益于本公開內(nèi)容的普通技術(shù)人員來說卻是一項設(shè)計、裝配和制造的日常工作。當(dāng)介紹本發(fā)明各種實(shí)施例的元件時，用詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意指存在一個或更多該元件。用語“包含”、“包括”和“具有”旨在為包括性的并且意味著可以存在所列元件以外的其它元件。所公開的實(shí)施例涉及一種具有葉板門的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口，該葉板門包括在開啟位置與關(guān)閉位置之間可旋轉(zhuǎn)的多個葉板。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)一般從可包括過濾器的主渦輪機(jī)進(jìn)氣口接收空氣流。如果主渦輪機(jī)進(jìn)氣口變得不工作(例如，過濾器堵塞)，那么該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)能夠從該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口接收旁通空氣流。換句話說，該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口構(gòu)造成繞開主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(例如，繞開過濾器)，并向燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)提供旁通空氣流以確保燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在某些實(shí)施例中，該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口不包括過濾器，并且因此在主渦輪機(jī)進(jìn)氣口堵塞的情況下向燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)提供未經(jīng)過濾的旁通空氣。如下文詳細(xì)討論的，該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的葉板門構(gòu)造成與單個大型門相比提高了性能。例如，如下文討論的，該葉板門減少了用以開啟和關(guān)閉通過旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的旁通空氣流的空間消耗，減少了允許松散物體進(jìn)入旁通空氣流的可能性，改善了響應(yīng)時間，并且降低了用以開啟和關(guān)閉旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的功率。在未開啟時，該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口保持密封，以確保通過主渦輪機(jī)進(jìn)氣口的過濾器過濾空氣。在某些實(shí)施例中，旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的葉板門在每個葉板的相對的表面和相對的端部上包括一個或更多個密封件，從而提供跨越整個旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的氣密密封。該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的葉板門可聯(lián)接到各種驅(qū)動裝置如電動、氣動或液壓驅(qū)動裝置上。該驅(qū)動裝置還可聯(lián)接到控制器上，該控制器接收指示主渦輪機(jī)進(jìn)氣口的堵塞或故障的反饋。雖然該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口可以用于各種基于渦輪機(jī)的系統(tǒng)中，但以下討論在具有燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)、主渦輪機(jī)進(jìn)氣口和旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口的船只(例如，船舶)的上下文中呈現(xiàn)。圖1是包括燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)12的船舶10的一個實(shí)施例的剖視圖，該燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)12驅(qū)動發(fā)電機(jī)13和推進(jìn)系統(tǒng)14。渦輪機(jī)系統(tǒng)12包括燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)16、主進(jìn)氣口區(qū)段18 (例如，主渦輪機(jī)進(jìn)氣口 )、副進(jìn)氣口區(qū)段20 (例如，旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 )和控制器22。 控制器22配置成控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)16、進(jìn)氣口區(qū)段18和20、發(fā)電機(jī)13和/或推進(jìn)系統(tǒng) 14的操作。在某些實(shí)施例中，控制器22可配置成在收到指示主進(jìn)氣口區(qū)段18的堵塞、故障或問題的反饋以后致動副進(jìn)氣口區(qū)段20。例如，如果控制器22收到主進(jìn)氣口區(qū)段18中的壓力突然改變的反饋，則控制器22可開啟副進(jìn)氣口區(qū)段20以確保充足的空氣流流向渦輪發(fā)動機(jī)16。如以下詳細(xì)討論的，副進(jìn)氣口區(qū)段20包括葉板門48以提高性能并減少空間消耗，同時在主進(jìn)氣口區(qū)段18的正常操作期間維持跨越副進(jìn)氣口區(qū)段20的密封。渦輪發(fā)動機(jī)16包括空氣進(jìn)氣口對、壓縮機(jī)沈、燃燒器27、渦輪28和排氣口 30。壓縮機(jī)沈可包括一個或更多壓縮機(jī)級，各壓縮機(jī)級均具有可由軸旋轉(zhuǎn)的多個壓縮機(jī)葉片。例如，壓縮機(jī)沈可由聯(lián)接到渦輪觀上的軸驅(qū)動。壓縮機(jī)沈或者通過空氣進(jìn)氣口 24、或者從主進(jìn)氣口區(qū)段18或副進(jìn)氣口區(qū)段20接收空氣流。在正常操作期間，主進(jìn)氣口區(qū)段18將整個空氣流供應(yīng)給壓縮機(jī)沈，而副進(jìn)氣口區(qū)段18被葉板門48密封。然而，如果主進(jìn)氣口區(qū)段18堵塞、損壞或總體無法向渦輪發(fā)動機(jī)16提供充足的空氣流，則副進(jìn)氣口區(qū)段18開啟葉板門48以將旁通空氣流供應(yīng)給渦輪發(fā)動機(jī)16。不論空氣流的來源如何，壓縮機(jī)沈都接收、壓縮空氣并且將壓縮空氣引導(dǎo)到燃燒器27，燃燒器27然后使壓縮空氣與燃料混合并燃燒混合物而產(chǎn)生熱燃燒氣體。然后，渦輪機(jī)觀接收熱燃燒氣體，熱燃燒氣體驅(qū)動一個或更多個渦輪級，各渦輪級均具有聯(lián)接到軸上的多個渦輪葉片。例如，渦輪機(jī)系統(tǒng)12可包括一個或更多個軸32，軸32聯(lián)接壓縮機(jī)沈、渦輪觀、發(fā)電機(jī)13和推進(jìn)系統(tǒng)14。最終，熱燃燒氣體經(jīng)排氣口 30離開渦輪發(fā)動機(jī)16。用于在渦輪發(fā)動機(jī)16中燃燒的空氣正常地來自主進(jìn)氣口區(qū)段18。主進(jìn)氣口區(qū)段 18包括殼體34、主管道36和一個或更多傳感器38。殼體34容納構(gòu)造成從空氣流過濾掉任何微粒和水分的一個或更多過濾器40，從而保護(hù)渦輪發(fā)動機(jī)16免受微粒或水分的潛在損壞。過濾器40可為適合用于從空氣過濾掉微粒和水分的任何類型過濾器。主管道36構(gòu)造成將通過過濾器40的主空氣源輸送到渦輪發(fā)動機(jī)16。傳感器38構(gòu)造成監(jiān)視主進(jìn)氣口區(qū)段 18的操作，例如壓力、流率、流速或任何組合。特別地，由傳感器提供給控制器22的反饋設(shè)置成使得控制器22能夠識別與主進(jìn)氣口區(qū)段18相關(guān)的潛在堵塞、故障或其它問題。例如， 傳感器42可監(jiān)視指示過濾器40是否被碎屑堵塞或阻塞的壓力差。在一個不同的實(shí)施例中， 傳感器42可為監(jiān)視通過過濾器的空氣量以判斷是否有足量空氣到達(dá)渦輪發(fā)動機(jī)16的流率傳感器。控制器22連續(xù)監(jiān)視由傳感器38接收的信息作為用于致動副進(jìn)氣口區(qū)段20的觸發(fā)事件。在主進(jìn)氣口區(qū)段18有問題的情況下，控制器22可發(fā)出啟動副進(jìn)氣口區(qū)段20例如開啟葉板門48的信號。副進(jìn)氣口區(qū)段20可包括殼體44、副管道46、葉板門48和驅(qū)動裝置 50。在所示實(shí)施例中，副進(jìn)氣口區(qū)段20與主進(jìn)氣口區(qū)段18相比不包括過濾器。因此，副進(jìn)氣口區(qū)段20的殼體44可明顯小于主進(jìn)氣口區(qū)段18的殼體34。此外，如下文討論的，葉板門48構(gòu)造成相對于單個大型門減少了空間消耗，同時還提高了副進(jìn)氣口區(qū)段20的性能。在主進(jìn)氣口區(qū)段18的正常操作期間，副進(jìn)氣口區(qū)段20保持關(guān)閉和密封以防止微?；蛩诌M(jìn)入渦輪發(fā)動機(jī)16。然而，當(dāng)控制器22識別出主進(jìn)氣口區(qū)段18有問題時，控制器22致動副進(jìn)氣口區(qū)段20的驅(qū)動裝置50開啟葉板門48的葉板。當(dāng)葉板門48開啟時，旁通空氣流來到副管道46，副管道46又通向渦輪發(fā)動機(jī)16的空氣進(jìn)氣口 24。在所示實(shí)施例中，主管道 36和副管道46在空氣進(jìn)氣口 M上游相交。在其它實(shí)施例中，管道36和46可獨(dú)立地通向空氣進(jìn)氣口對。在任意實(shí)施例中，副管道46在使旁通空氣流不通過過濾器40的情況下將旁通空氣流輸送到渦輪發(fā)動機(jī)16。圖2是用于控制進(jìn)入燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)16的空氣進(jìn)氣口的過程68的一個實(shí)施例的流程圖。如上文簡略談及的，主進(jìn)氣口區(qū)段18在船只10操作期間可能變得阻塞或損壞。 船員可視情況采取幾種方案。例如，船員可在使系統(tǒng)12繼續(xù)操作的同時檢查主進(jìn)氣口區(qū)段 18。船員可在檢測和維修主進(jìn)氣口區(qū)段18時關(guān)停渦輪發(fā)動機(jī)16。再者，可能存在即便主進(jìn)氣口區(qū)段18完全堵塞或嚴(yán)重?fù)p壞也需要渦輪發(fā)動機(jī)16保持運(yùn)轉(zhuǎn)的一些情形。例如，用于作戰(zhàn)的船舶10需要用于武器系統(tǒng)及推進(jìn)的動力。如果主進(jìn)氣口區(qū)段18在關(guān)鍵時間或緊急情況下?lián)p壞，那么渦輪機(jī)系統(tǒng)12可采用副進(jìn)氣口區(qū)段20來維持空氣流，以確保系統(tǒng)12的持續(xù)操作。在所示實(shí)施例中，過程68可包括感測發(fā)動機(jī)的主空氣進(jìn)氣口中的狀況(方框70)。例如，過程68可接收和評價來自一個或更多傳感器38的反饋，并識別對于渦輪發(fā)動機(jī)16 的主進(jìn)氣口區(qū)段18的潛在堵塞或損壞。該傳感器反饋可包括空氣壓力、空氣流率、空氣流速或其任何組合。該傳感器反饋還可包括指示主進(jìn)氣口區(qū)段18中的火焰、煙霧、水、冰或碎屑的反饋?？刂破?2分析該傳感器反饋以判斷主空氣源的減少是否在閾值水平以外。通向渦輪發(fā)動機(jī)16的空氣流的減少可表明主進(jìn)氣口區(qū)段18被阻塞或存在一些其它類型的問題。如果渦輪發(fā)動機(jī)16不能接收充足的空氣流以繼續(xù)燃燒并且船舶正處于緊急情況的中途(例如，作戰(zhàn)、碰撞航向等)，則過程68可發(fā)出緊急空氣進(jìn)氣口旁通的信號(方框72)。例如，控制器22可向船員發(fā)出警報，在顯示器上顯示警報消息，和/或?qū)⒖刂菩盘柊l(fā)送到副進(jìn)氣口區(qū)段20的驅(qū)動裝置50。然后，過程68可開啟旁通空氣進(jìn)氣口的葉板以使旁通空氣流能夠流到渦輪發(fā)動機(jī)16 (方框74)。例如，來自控制器22的信號可觸發(fā)驅(qū)動裝置50開啟葉板門48的葉板，從而使得即使主進(jìn)氣口區(qū)段18堵塞旁通空氣流也能流到渦輪發(fā)動機(jī)16。圖3是具有葉板門48的副進(jìn)氣口區(qū)段20的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，且多個可密封的葉板80位于關(guān)閉位置，其中葉板80繞它們各自的軸線82旋轉(zhuǎn)，以完全密封副進(jìn)氣口區(qū)段20。在所示實(shí)施例中，葉板門48在可選地包括以防止與葉板80發(fā)生干涉的上游屏板84和下游屏板86之間設(shè)置在殼體44中。例如，屏板84和86可阻塞大的碎屑、船員或其它物質(zhì)與葉板80發(fā)生干涉，而副進(jìn)氣口區(qū)段20不包括任何類型的小型微粒過濾器。葉板門48還包括旋轉(zhuǎn)支撐件87，該旋轉(zhuǎn)支撐件87可在葉板80的相對側(cè)上包括旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)以使得能夠進(jìn)行繞葉板80的軸線82的旋轉(zhuǎn)。此外，葉板門48包括在連接點(diǎn)92處連接到每個葉板80上的驅(qū)動桿88，連接點(diǎn)92可為旋轉(zhuǎn)聯(lián)軸器或樞軸關(guān)節(jié)。驅(qū)動桿88與由控制器 22控制的驅(qū)動裝置50聯(lián)接。葉板80全部一起互相結(jié)合地繞它們各自的軸線82旋轉(zhuǎn)，從而提供所有葉板80的同時開啟和關(guān)閉。如下文討論的，葉板80在關(guān)閉位置互相密封地接合，從而提供跨副進(jìn)氣口區(qū)段20的氣密密封。葉板80之間的密封接合防止不希望的微粒和水分進(jìn)入渦輪發(fā)動機(jī) 16。各葉板80均具有旋轉(zhuǎn)軸線82，該旋轉(zhuǎn)軸線82包括延伸穿過葉板80的相對端的單個軸或相對的銷。因此，各葉板80均構(gòu)造成繞軸線82旋轉(zhuǎn)以開啟和關(guān)閉葉板80。驅(qū)動桿88在連接點(diǎn)92處聯(lián)接到各葉板80上，連接點(diǎn)92偏離葉板80的軸線82。因此，隨著驅(qū)動桿88 向上或向下線性移動，驅(qū)動桿88使所有葉板80繞它們各自的軸線82旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動桿88由驅(qū)動裝置50驅(qū)動，驅(qū)動裝置50可為電動、氣動或液壓驅(qū)動裝置。在某些實(shí)施例中，驅(qū)動裝置50可包括使得船員能夠手動開啟或關(guān)閉葉板門48的手動致動器，例如杠桿、輪等。在正常操作期間，葉板門48保持關(guān)閉，同時主進(jìn)氣口區(qū)段18過濾進(jìn)入渦輪發(fā)動機(jī) 16的空氣。在包括主進(jìn)氣口區(qū)段18堵塞或發(fā)生故障的緊急情況下，葉板門48開啟，從而允許空氣進(jìn)入副進(jìn)氣口區(qū)段20。葉板門48也可起到防浪涌/失速裝置的作用(S卩，葉板門 48可開啟以允許在緊急情況下由渦輪發(fā)動機(jī)16產(chǎn)生逆流)。圖4是具有葉板門48的副進(jìn)氣口區(qū)段20的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，且多個葉板80位于開啟位置。如上所述，控制器22通過向驅(qū)動裝置50發(fā)送信號而開啟和關(guān)閉葉板門48，驅(qū)動裝置50然后根據(jù)是否需要開啟或關(guān)閉葉板門48來使桿88沿向下或向上的方向移動。當(dāng)控制器22向驅(qū)動裝置50發(fā)送開啟葉板門48的信號時，驅(qū)動裝置50使桿88沿如箭頭90所示的向下方向移動。隨著桿88沿箭頭90的向下方向移動，桿88經(jīng)由連接點(diǎn)92在葉板80上拉動，從而使葉板80如箭頭94所示繞它們的軸線82沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。關(guān)閉旁通門包括逆轉(zhuǎn)上述操作。如果控制器22向驅(qū)動裝置50發(fā)送關(guān)閉葉板門48的信號，則驅(qū)動裝置50使桿88沿如箭頭96所示的向上方向移動。隨著桿88沿箭頭96的向上方向移動，桿88經(jīng)由連接點(diǎn)92在葉板80 上推動，從而使葉板80如箭頭98所示繞它們的軸線82沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施例中，可使葉板80的旋轉(zhuǎn)反向以提供葉板80的開啟和關(guān)閉。特別地，桿88可使葉板80沿順時針方向94旋轉(zhuǎn)而關(guān)閉和沿逆時針方向98旋轉(zhuǎn)而開啟。圖5是在圖3的線5-5內(nèi)所取的葉板門48的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出帶有密封分界面120的兩個葉板80。各葉板80均限定后緣122、前緣124、前表面1 和后表面128。此外，葉板80靠近后緣122在前表面1 上并靠近前緣IM在后表面1 上限定空腔130。各對相鄰的空腔130支撐密封件或襯墊132以限定葉板80之間的密封分界面120。襯墊132可由織物、聚合物、彈性體、橡膠、泡沫、硅樹脂、軟木或其組合制成。例如，襯墊132可為沿空腔130延伸(并凹入到空腔130內(nèi))的一種或更多種這些襯墊材料的長形帶(例如，圓柱形帶、矩形帶或編織纖維)。圖6是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門48的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在兩個葉板80之間帶有單個襯墊132的密封分界面120。在所示實(shí)施例中，各空腔130 是大體平行于后緣122和前緣123沿葉板80沿長度方向延伸的彎曲凹槽(例如，半圓形凹槽)。因此，襯墊132(例如，圓形、圓形或圓柱形帶)例如沿該彎曲凹槽部分地延伸到各空腔130中。圖7是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門48的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在相鄰葉板80之間帶有兩個密封分界面部分150和152的密封分界面120。如圖所示， 各密封分界面部分150和152均包括設(shè)置在相鄰葉板80的相對空腔156中的密封件或襯墊154。類似于圖5和6的實(shí)施例，襯墊IM和空腔156設(shè)置在相鄰葉板80的后緣122和前緣IM之間。此外，各襯墊IM可具有類似于圖5和6的襯墊132的結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，各空腔156是大體平行于后緣122和前緣IM沿葉板80沿長度方向延伸的彎曲凹槽 (例如，半圓形凹槽)。因此，襯墊154(例如，圓形、圓形或圓柱形帶)例如沿該彎曲凹槽部分地延伸到各空腔156中。由兩個密封分界面部分(例如，襯墊154)提供的雙重密封提供了用以確保密封分界面120氣密的改善的密封和冗余性。在某些實(shí)施例中，密封分界面120 可包括通過設(shè)置在相鄰的空腔156中的任何數(shù)量的襯墊154、例如2到10或更多個襯墊154 提供的多重密封。圖8是在圖5的線6-6內(nèi)所取的葉板門48的一個實(shí)施例的局部示意性側(cè)視圖，示出在相鄰葉板80之間帶有設(shè)置在彎曲分界面區(qū)域172上的三個密封分界面部分(例如，襯墊170)的密封分界面120。彎曲分界面區(qū)域172由相鄰葉板80之間的凸部174和凹部176 限定。在所示實(shí)施例中，凸部174從一個葉板80的后緣122突出，而凹部176凹入另一個葉板80的前緣124中。凸部174和凹部176均具有彎曲表面，例如圓形、橢圓形或半圓形表面，該彎曲表面大體平行于后緣122和前緣IM沿葉板80沿長度方向延伸。在某些實(shí)施例中，凸部174和凹部176可具有其它表面形狀，例如矩形、三角形或橢圓形。不論形狀如何，凸部174和凹部176都能實(shí)現(xiàn)襯墊170在相鄰葉板80之間的楔入配合、壓緊配合或其它形式的更緊密的配合。此外，各襯墊170可設(shè)置在凸部174和凹部176上的相鄰凹槽中。 各襯墊170同樣可具有類似于圖5和6的襯墊132的結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，凸部174和凹部176可包括任何數(shù)量的襯墊170，例如1到10或更多個襯墊170。圖8的密封分界面120可顯著改善相鄰葉板80之間的密封，從而確保葉板門48在葉板80的關(guān)閉位置的氣密關(guān)閉。圖9是在第一端184上帶有襯墊180和182的葉板80的一個實(shí)施例的透視圖。在所示實(shí)施例中，葉板80包括與如圖5和6中所示的襯墊132相結(jié)合的襯墊180和182。然而，襯墊202和204可與圖5-8中所示的任何襯墊相結(jié)合地使用。襯墊180在后緣122與前緣1 之間沿第一端184延伸，而襯墊182圍繞銷82 (例如，軸線)。襯墊180和182可具有類似于圖5-8的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。例如，襯墊180和182可包括設(shè)置在沿第一端184的對應(yīng)凹槽(例如，彎曲凹槽)中的一個或更多襯墊材料帶。如圖所示，襯墊180是直帶(或銷82的相對側(cè)上的兩個直帶部分)，而襯墊182是繞銷82布置的環(huán)形襯墊。襯墊180和 182 一起抵靠旋轉(zhuǎn)支撐件87密封葉板80的第一端184，如圖3中所示。葉板80的第二端也具有所示的襯墊180和182，使得相對端抵靠相對的旋轉(zhuǎn)支撐件87完全密封。圖10是在第一端206上帶有襯墊202和204的葉板80的一個實(shí)施例的透視圖。 在所示實(shí)施例中，葉板80包括與圖7中所示的襯墊IM相結(jié)合的襯墊202和204。然而，襯墊202和204可與圖5-8中所示的任何襯墊相結(jié)合地使用。襯墊202圍繞銷82 (例如，軸線)，而襯墊204圍繞第一端206的周邊。襯墊202和204可具有類似于圖5_8的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。例如，襯墊202和204可包括設(shè)置在沿第一端206的對應(yīng)凹槽(例如，彎曲凹槽)中的一個或更多襯墊材料帶。如圖所示，襯墊202是繞銷82設(shè)置的環(huán)形襯墊，而襯墊204是靠近后緣122和前緣124以及表面1 和1 繞周邊設(shè)置的橢圓形或閉環(huán)襯墊。襯墊202 和204 —起抵靠旋轉(zhuǎn)支撐件87密封葉板80的第一端206，如圖3中所示。葉板80的第二端也具有所示的襯墊202和204，使得相對端抵靠相對的旋轉(zhuǎn)支撐件87完全密封。圖11是具有葉板門48的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 20的一個實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，且多個葉板230位于開啟位置。旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 20包括用以響應(yīng)于反饋而操作葉板門48 的驅(qū)動裝置50和控制器22。在所示實(shí)施例中，驅(qū)動裝置50包括具有與鏈條2 接合的齒輪224的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置222。鏈條2 還與各葉板230上的齒輪228嚙合。例如，各齒輪 228可沿葉板230的中心區(qū)域設(shè)置以限定葉板230的旋轉(zhuǎn)軸線。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置222操作期間，鏈條226由齒輪2 驅(qū)動并致使齒輪2 旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動各葉板80在開啟位置與關(guān)閉位置之間驅(qū)動。與圖3和4的實(shí)施例相比，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置222將用以開啟和關(guān)閉葉板80 的機(jī)械能直接傳遞到旋轉(zhuǎn)軸線(例如，齒輪228)，而不是將該機(jī)械能傳遞到偏離旋轉(zhuǎn)軸線的位置。在某些實(shí)施例中，圖11的葉板門48可以進(jìn)行修改而包括帶和帶輪系統(tǒng)。例如，可用帶輪代替齒輪2M和228，并且可用帶代替鏈條226。此外，圖11的葉板230可具有如上文參考圖5-10所述的任何襯墊。圖12是具有葉板門48的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 20的一個實(shí)施例的透視圖，且多個葉板240位于開啟位置。葉板門48包括支撐多個葉板MO的框架M2、葉板啟動系統(tǒng)244和融冰系統(tǒng)對6。框架242包括前凸緣或框架部分248和后凸緣或框架部分250。葉板啟動系統(tǒng)244構(gòu)造成通過使葉板240在前凸緣248與后凸緣250之間向前和向后旋轉(zhuǎn)而開啟和關(guān)閉葉板門48。融冰系統(tǒng)246構(gòu)造成減少、消除或防止葉板門48上結(jié)冰，從而降低冰可能與葉板門48的操作發(fā)生干涉的可能性。在所示實(shí)施例中，融冰系統(tǒng)246包括聯(lián)接到電熱絲加熱器邪4上的電熱絲(electrical trace) 2520加熱器邪4構(gòu)造成經(jīng)電熱絲252輸送電流，從而產(chǎn)生用以減少葉板門48上的水分或冰的熱量。例如，電熱絲252可設(shè)置在前凸緣M8、后凸緣250、葉板240或進(jìn)氣口 20的其它部分上。葉板啟動系統(tǒng)244構(gòu)造成操作葉板門48，而框架242聯(lián)接到旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 20 的殼體44上。例如，后凸緣250包括用以使螺栓能夠?qū)⒑笸咕?50固定到殼體44上的孔 256。葉板啟動系統(tǒng)244包括連接臂258、銷沈0、線性致動器262和位置傳感器沈4。葉板 240經(jīng)由銷沈0附接到葉板門48上。特別地，銷沈0穿過框架256中的孔?？蚣?56中的孔使得葉板240能夠旋轉(zhuǎn)，同時阻止葉板240的所有其它運(yùn)動。臂258將線性致動器沈2 連接到銷260上。隨著線性致動器262沿前凸緣248移動，臂258旋轉(zhuǎn)銷沈0并因此旋轉(zhuǎn)葉板M0。例如，如果線性致動器262沿箭頭方向266移動，則葉板240經(jīng)由繞銷沈0的旋轉(zhuǎn)集中開啟和關(guān)閉?？砂ㄓ靡源_定葉板MO的位置的位置傳感器沈4。特別地，位置傳感器264可根據(jù)葉板240的位置向線性致動器262發(fā)送繼續(xù)旋轉(zhuǎn)葉板240或者停止旋轉(zhuǎn)葉板240的信號。例如，如果葉板240還沒有充分旋轉(zhuǎn)而開啟或關(guān)閉葉板門48，則位置傳感器 264向線性致動器262發(fā)送繼續(xù)旋轉(zhuǎn)葉板240直到葉板門48完全開啟或關(guān)閉的信號。圖13是圖12的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 20的葉板MO的一個實(shí)施例的端視圖，示出葉板MO的相對側(cè)上的襯墊材料。葉板240包括前緣270、后緣272、頂面274、底面276、第一端278和與第一端相對的第二端。前緣270和后緣272分別包括帶襯墊觀4的切口 280和帶襯墊觀6的切口觀2。帶襯墊觀4的切口 280和帶襯墊觀6的切口 282使得相鄰的葉板 240能夠互鎖(例如，切口 280和282)并互相密封(例如，襯墊284和286)，從而提供相鄰葉板240之間的氣密密封。此外，葉板240包括沿第一端278和第二端設(shè)置的端部襯墊 288,290和四2，從而提供葉板240與周圍框架242之間的氣密密封。例如，端部襯墊觀8 和290在前緣280與后緣272之間沿第一端278延伸，而襯墊四2圍繞銷沈0。此外，圖12 和13的襯墊觀8、290和292可具有如上文參考圖5_10所述的任何襯墊。所公開的實(shí)施例的技術(shù)效果包括通過副空氣進(jìn)氣口向燃?xì)鉁u輪機(jī)提供旁通空氣的能力，該副空氣進(jìn)氣口包括用于提高性能和減少空間消耗的葉板門。該葉板門構(gòu)造成在位于關(guān)閉位置時提供氣密密封。因此，該葉板門在相鄰葉板、支撐結(jié)構(gòu)和可移動件之間包括各種密封件或襯墊。此書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例沒有不同于權(quán)利要求的文字語言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括構(gòu)造成將旁通空氣源輸送到渦輪發(fā)動機(jī)(16)以繞開主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)的空氣過濾器GO)的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口(20)，其中所述旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 00)包括具有構(gòu)造成在關(guān)閉位置與開啟位置之間移動的多個葉板(80)的葉板門(48)，所述開啟位置使得所述旁通空氣源能夠流到所述渦輪發(fā)動機(jī)(16)，并且所述關(guān)閉位置使得所述旁通空氣源不能流到所述渦輪發(fā)動機(jī)(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述葉板門G8)包括構(gòu)造成在所述關(guān)閉位置使所述多個葉板(80)相對于彼此密封的密封系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個葉板(80)中的每個葉板均包括沿所述葉板(80)的前緣部分(124)設(shè)置的第一密封部分(132)、沿所述葉板(80)的后緣部分(12 設(shè)置的第二密封部分(132)、沿所述葉板(80)的第一端部(184)設(shè)置的第三密封部分(180，187)和沿所述葉板(80)的第二端部設(shè)置的第四密封部分(180，182)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述葉板門G8)包括聯(lián)接到葉板致動器 (88)上的驅(qū)動裝置，并且所述葉板致動器(88)構(gòu)造成使所述多個葉板(80)響應(yīng)于所述驅(qū)動裝置(50)而在所述關(guān)閉位置與所述開啟位置之間移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括聯(lián)接到所述驅(qū)動裝置(50) 上的控制器(22)，其中所述控制器0 配置成控制所述驅(qū)動裝置(50)使所述多個葉板 (80)響應(yīng)于所述主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)的狀況而從所述關(guān)閉位置移動到所述開啟位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括配置成指示所述主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)的狀況的至少一個傳感器(38)，其中所述狀況包括通過所述主渦輪機(jī)進(jìn)氣口 (18)的主空氣源在閾值范圍以外的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有所述空氣過濾器GO) 的主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)，其中所述主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)構(gòu)造成將主空氣源輸送到所述渦輪發(fā)動機(jī)(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括所述渦輪發(fā)動機(jī)(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括聯(lián)接到所述渦輪發(fā)動機(jī) (16)上的推進(jìn)系統(tǒng)(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有所述渦輪發(fā)動機(jī) (16)、所述推進(jìn)系統(tǒng)(14)、所述主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)和所述旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口 O0)的船P
全文摘要
本發(fā)明涉及旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口，具體而言，涉及一種系統(tǒng)，其包括構(gòu)造成將旁通空氣源輸送到渦輪發(fā)動機(jī)(16)以繞開主渦輪機(jī)進(jìn)氣口(18)的過濾器(40)的旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口(20)，其中該旁通渦輪機(jī)進(jìn)氣口(20)包括具有構(gòu)造成在關(guān)閉位置與開啟位置之間移動的多個葉板(80)的葉板門(48)，該開啟位置使得旁通空氣源能夠流到渦輪發(fā)動機(jī)(16)，而該關(guān)閉位置使得旁通空氣源不能流到渦輪發(fā)動機(jī)(16)。
文檔編號F02C7/04GK102465761SQ20111037192
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者A·R·派克 申請人:通用電氣公司