一种航空发动机燃烧室试验台气源系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111426484 A(43)申请公布日 2020.07.17

(21)申请号 202010373265.1(22)申请日 2020.05.06

(71)申请人 湖南汉能科技有限公司

地址 412000 湖南省株洲市航飞大道1099

号航空科创园3栋(72)发明人 廖利华　郭斌　

(74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限

公司 44102

代理人 杨千寻　冯振宁(51)Int.Cl.

G01M 15/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种航空发动机燃烧室试验台气源系统(57)摘要

一种航空发动机燃烧室试验台气源系统，属于燃烧试验台技术领域，包括压缩机组和管网系统，还包括仪表气源和控制系统，所述压缩机组前端设置有进气过滤装置，后端连接管网系统，所述管网系统连接压缩机组与试验台进气管道，并为压缩机、放空阀、放空消音器输送空气，所述压缩机组设置有冷却系统，所述仪表气源输送至压缩机组进气阀和放空阀，所述控制系统电连接进气过滤装置、压缩机组、管网系统和仪表气源。本发明离心式压缩机控制器能根据用户需求修改控制逻辑，具有多种调节方式，固态软启动系统具有很强的抗干扰能力，稳定性好可靠性高，气源系统具有较宽的适应范围并能快速适应发动机不同状态试验要求，为试验件提供满足压力、流量和品质要求的压缩空气。

CN 111426484 ACN 111426484 A

权　利　要　求　书

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1.一种航空发动机燃烧室试验台气源系统，包括压缩机组和管网系统，其特征在于，还包括仪表气源和控制系统，所述压缩机组前端设置有进气过滤装置，后端连接管网系统，所述管网系统连接压缩机组与试验台进气管道，并为压缩机、放空阀、放空消音器输送空气，所述压缩机组设置有冷却系统，所述仪表气源输送至压缩机组进气阀和放空阀，所述控制系统电连接进气过滤装置、压缩机组、管网系统和仪表气源。

2.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述冷却系统包括压缩机组之间的三个中间冷却器和一个后冷却器、电机冷却器以及油冷却器。

3.根据权利要求2所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述冷却系统的各冷却器均连接进水管与回水管。

4.根据权利要求2所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述中间冷却器和后冷却器采用水走管内、气走壳层设计，且自带疏水阀，水最低点带排水接口，最高点带排气接口。

5.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述压缩机组还设置有润滑系统，所述润滑系统包含主轴驱动的全流量主油泵和电机驱动的全流量辅助油泵,辅助油泵与主油泵同流量同压力。

6.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述控制系统由电控系统和测试系统组成。

7.根据权利要求6所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述电控系统包括离心式压缩机控制器，离心式压缩机采用固态软启动，软启动的装置包括进线柜和软启动柜。

8.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述仪表气源引自空压机厂房的压缩机，为压缩机组提供密封用气和各启动阀门用气。

9.根据权利要求1所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述管网系统采用架空敷设，并采用自然补偿法补偿管路热膨胀。

10.根据权利要求9所述的航空发动机燃烧室试验台气源系统，其特征在于，所述管网系统的管道采用专用保温材料安装。

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CN 111426484 A

说　明　书

一种航空发动机燃烧室试验台气源系统

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技术领域

[0001]本发明属于燃烧室试验台技术领域，更具体地，涉及一种航空发动机燃烧室试验台气源系统。

背景技术

[0002]燃烧室是航空燃气涡轮发动机的三大核心部件之一，与燃烧相关的燃烧调整、低污染燃烧、燃烧室冷却等技术直接关系到航空燃气涡轮发动机的安全性和经济性。结合我国航空燃气涡轮发动机发电行业的现状，开展上述航空燃气涡轮发动机相关技术的研究，有利于促进航空燃气涡轮发动机燃烧技术的可持续发展、进一步提升我国航空燃气涡轮发动机发电技术领域的专业地位。

[0003]为开发先进的航空燃气涡轮发动机燃烧调整技术并逐步发展高效率的航空燃气涡轮发动机燃烧技术，首先要建立航空燃气涡轮发动机燃烧实验平台，而为燃烧室试验提供满足压力和流量而要求的压缩空气，需要根据试验台参数、控制精度要求来进行方案设计，在选择空压机的出口压力时，综合考虑试验台管路、阀门、加温器、整流器等设备的压力损失和试验要求中各极限状态点，对气源机组的工作点和裕度进行匹配设计。气源系统应具有较宽的适应范围，且具有快速适应发动机不同状态试验的要求。发明内容

[0004]为了解决上述技术问题，本发明公开一种航空发动机燃烧室试验台气源系统，为试验件提供满足压力、流量和品质要求的压缩空气。[0005]本发明采用如下具体技术方案：

[0006]一种航空发动机燃烧室试验台气源系统，包括压缩机组和管网系统，还包括仪表气源和控制系统，所述压缩机组前端设置有进气过滤装置，后端连接管网系统，所述管网系统连接压缩机组与试验台进气管道，并为压缩机、放空阀、放空消音器输送空气，所述压缩机组设置有冷却系统，所述仪表气源输送至压缩机组进气阀和放空阀，所述控制系统电连接进气过滤装置、压缩机组、管网系统和仪表气源。[0007]优选的，所述冷却系统包括压缩机组之间的三个中间冷却器和一个后冷却器、电机冷却器以及油冷却器。[0008]优选的，所述冷却系统的各冷却器均连接进水管与回水管。[0009]优选的，所述中间冷却器和后冷却器采用水走管内、气走壳层设计，且自带疏水阀，水最低点带排水接口，最高点带排气接口。[0010]优选的，所述压缩机组还设置有润滑系统，所述润滑系统包含主轴驱动的全流量主油泵和电机驱动的全流量辅助油泵,辅助油泵与主油泵同流量同压力。[0011]优选的，所述控制系统由电控系统和测试系统组成。[0012]优选的，所述电控系统包括离心式压缩机控制器，离心式压缩机采用固态软启动，软启动的装置包括进线柜和软启动柜。

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说　明　书

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优选的，所述仪表气源引自空压机厂房的压缩机，为压缩机组提供密封用气和各

启动阀门用气。[0014]优选的，所述管网系统采用架空敷设，并采用自然补偿法补偿管路热膨胀。[0015]优选的，所述管网系统的管道采用专用保温材料安装。[0016]本发明结构简单，离心式压缩机控制器能根据用户需求修改控制逻辑，具有多种调节方式，固态软启动系统具有很强的抗干扰能力，稳定性好可靠性高，气源系统具有较宽的适应范围，且具有快速适应发动机不同状态试验的要求，为试验件提供满足压力、流量和品质要求的压缩空气。

附图说明

[0017]图1为本发明气源系统原理图。

具体实施方式

[0018]下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。[0019]实施例1

[0020]如图1所示，一种航空发动机燃烧室试验台气源系统，包括压缩机组和管网系统，还包括仪表气源和控制系统，压缩机组前端设置有进气过滤装置，后端连接管网系统，管网系统连接压缩机组与试验台进气管道，并为压缩机、放空阀、放空消音器输送空气，压缩机组设置有冷却系统，仪表气源输送至压缩机组进气阀和放空阀，控制系统电连接进气过滤装置、压缩机组、管网系统和仪表气源。[0021]压缩机组包括压缩机本体、驱动电机、润滑系统、冷却系统、和辅助设备。压缩机组的多级叶轮采用三元流机加工的不锈钢叶轮，大小齿轮及转子为锻造合金钢材质，蜗壳及气路内壁带环氧树脂耐酸耐碱防蚀涂层。[0022]润滑系统包含主轴驱动的全流量主油泵和电机驱动的全流量辅助油泵,辅助油泵与主油泵同流量同压力，润滑系统及油池在同一机座内，并带有一个大型的清洁人孔，油池带有温度自动加热器及低油位报警，油箱润滑油装载量为1000L，加大型油冷却器，油位观察镜，添加及泄油口，带切换阀的10微米级双油过滤器，润滑油系统检测仪表，油箱抽油烟装置(风机)及油雾分离器，并带回油装置，全套油管路(油滤器后采用不锈钢管路)。[0023]冷却系统包括压缩机组之间的三个中间冷却器和一个后冷却器、电机冷却器以及油冷却器。各冷却器均连接进水管与回水管，级间冷却器和后冷却器采用水走管内、气走壳层设计，且自带疏水阀，水最低点带排水接口，最高点带排气接口，气体通道内表涂层材料耐酸耐碱不易脱落。

[0024]控制系统由电控系统和测试系统组成。电控系统包括离心式压缩机控制器，其具有完备的流量、压力控制功能及防喘振、防堵塞及设备故障保护功能，该控制器可让用户根据自己的使用工艺和要求来修改控制逻辑，如屏蔽某些报警连锁跳车信号，自行调节IGV和防喘振阀开启速率等等，控制器具有多种调节方式：加卸载控制、恒压控制、自动双式控、手动控制等模式等。在润滑油压力低、级的轴震动过高、末级进口温度过高、冷却水流小等问题发生时，控制系统会报警，超过极限值时故障内容和时间在触摸面板上弹出显示，控制系

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说　明　书

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统控制压缩机组立即紧急停车。离心式压缩机采用固态软启动，软启动的装置包括进线柜和软启动柜，软启动器采用数字微处理器对数字及通信进行管理，采用信号分级处理和隔离技术，使系统具有很强的抗干扰能力，设备控制时效好，稳定性好，可靠性高，采用先进的光纤传输控制技术，实现高压晶闸管的触发、检测及高压控制回路之间的安全隔离，安全性高。[0025]测试系统配置PLC控制器、测量装置(温度、压力)、以太网通讯网，具有温度、压力等参数的测量和显示功能，具有自锁、连锁、起动条件检查和防误操作功能。控制系统与试验台的测控系统合并，能实现对供气系统、管网系统等设备的测量、控制参数的集中管理和分散控制，可实现本地/远程在线无扰动切换。

[0026]仪表气源引自空压机厂房的螺杆压缩机，为压缩机组提供密封用气和各启动阀门用气。

[0027]管网系统采用架空敷设，为降低沿程压损和温度损失，尽量缩短压缩空气管道长度，供气管路由空压机房侧墙直接进入燃烧室试验间。压缩空气管路、连接标准件、阀门等均采用不锈钢材质，并采用自然补偿法补偿管路热膨胀，并采用自然补偿法补偿管路热膨胀。管网上安装的阀门、压力、温度测点便于拆卸、操作。管网系统的管道采用专用保温材料安装，外壳安装采用不锈钢皮保温。[0028]本发明结构简单，离心式压缩机控制器能根据用户需求修改控制逻辑，具有多种调节方式，固态软启动系统具有很强的抗干扰能力，稳定性好可靠性高，气源系统具有较宽的适应范围，且具有快速适应发动机不同状态试验的要求，为试验件提供满足压力、流量和品质要求的压缩空气。

[0029]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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