CN114183245A

CN114183245A - 用于使航空器内燃机进行排流的系统和相关联的航空器

Info

Publication number: CN114183245A
Application number: CN202111069848.6A
Authority: CN
Inventors: 帕特里克·福尔; 克里斯托夫·阿尔贝蒂尼
Original assignee: Kong Kezhishengji
Current assignee: Kong Kezhishengji
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2041-09-13
Also published as: FR3114128A1; EP3967861A1; KR102543608B1; EP3967861B1; FR3114128B1; KR20220035839A; CN114183245B

Abstract

本发明涉及一种用于使航空器(3)的内燃机(1)进行排流的排放系统(2)，所述排放系统(2)被配置为收集存在于所述内燃机(1)内的至少一种流体，所述排放系统(2)包括用于将所述至少一种流体输送出所述内燃机(1)的至少一个排出管(4)，所述至少一种流体包括至少一种液体和至少一种气体。所述排放系统(2)包括被配置为将所述至少一种液体和所述至少一种气体分离的分离壳体(5)，所述分离壳体(5)包括入口、第一出口和第二出口。

Description

用于使航空器内燃机进行排流的系统和相关联的航空器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年9月14日提交的FR2009278的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种使航空器内燃机进行排流的系统和一种因此配备有排放系统的航空器。例如，这样的发动机可以是涡轮发动机或活塞发动机的形式。

这样的排放系统可能在有意请求的发动机中止启动之后或者在发动机失效的情况下特别有用。

在这种情况下，诸如燃料的流体则存在于发动机的燃烧室中。排放系统使该流体能够从燃烧室中排出，使得随后可以重新启动起动阶段，而不对发动机造成风险。

该排放系统还可以执行用诸如发动机洗涤/冲洗液的另一种流体或实际上用水洗涤和/或冲洗燃烧室的操作。

背景技术

一般而言，并且如文献FR3015567中所述，包括用于泵送包含在歧管中的流体的装置和用于排出这些流体的装置的排放系统的使用是已知的。监测装置被配置为发信号通知歧管对流体的异常收集，所述监测装置被配置为在收集的流体的流速大于泵送装置的流速时被启动。

然而，这样的泵送和监测装置增加了航空器的重量并因此降低了航空器的安全负载、最大航程和/或飞行性能。因此，这样的排放系统对于特别是诸如重量可能是重要因素的旋翼飞机或直升机的航空器来说可能是不利的。

此外，这样的排放系统可能生产复杂。这样的排放系统可能具有大量移动部件，从而需要长时间且昂贵的维护操作来出于预防目的或在其中一个元件发生失效的情况下更换这些元件。

文献US2003/066293描述了一种排放系统，其包括形成分离壳体的见证排放阀70。包括管状部分的入口63布置成面对包括另一个管状部分的出口65。如图所示，这些管状部分同轴布置，彼此面对但彼此相距一定距离。

因此，壳体的入口和出口的这种布置不允许最佳地抽吸存在于与入口连通的管道中的流体。

文献US2015/285149、US3901025、FR3074531和WO2019/115939描述了进一步从本发明中去除的其他类型的排放系统。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提出帮助克服上述限制的排放系统和航空器。因此，本发明的一个目的是提供一种用于使航空器的内燃机进行排流的系统，该系统简单、非常可靠且重量轻，从而不会不利地影响航空器的安全负载、最大航程和/或飞行性能。

因此，本发明涉及一种用于使航空器内燃机进行排流的系统，该排放系统被配置为收集存在于内燃机内的至少一种流体，该排放系统包括用于将至少一种流体输送出内燃机的至少一个排出管，至少一种流体包括至少一种液体和至少一种气体，排放系统包括：

·被配置为将至少一种液体和至少一种气体分离的分离壳体，分离壳体包括入口、第一出口和第二出口，入口被布置成与排出管流体连通，入口包括延伸到分离壳体中的第一管状部分，并且第二出口包括延伸到分离壳体中的第二管状部分，第一管状部分与第二管状部分同轴布置；

·用于通过重力仅收集至少一种液体的软管，其具有与分离壳体的第一出口连接的第一端部；以及

·用于仅排出至少一种气体的管道，其具有与分离壳体的第二出口连接的近端部。

换言之，对于到达入口的一种或多种流体，这样的分离壳体形成用于通过重力将一种或多种液体引向第一出口并将一种或多种气体引向第二出口的简单装置。

由于施加到一种或多种液体上的地球重力导致一种或多种液体被向下引向分离壳体的第一出口，因此一种或多种液体被阻止通过第二出口离开分离壳体。

一种或多种液体可以包括例如燃料或油。例如，这样的液体可以达到低于300℃的温度。与第一出口流体连通的软管因此被设计为允许这种或这些液体被引导到远离发动机的区域中，从而避免由这些潜在易燃的液体被加热引起的任何火灾风险。

一种或多种气体可以包括例如热空气，其温度可以非常高，特别是高于300℃，或者甚至高于400℃。这种或这些气体被引向第二出口，因此被引入被设计为承受这些高温的管道中。软管可由耐高温性较差的材料制成。

因此，第一管状部分可以沿基本上笔直的方向穿过分离壳体的主体的全部或一部分。例如，这样的第一管状部分可以通过不可逆的组装过程(例如通过粘接或焊接)固定到主体上。替代地，第一管状部分可与主体形成一件式组件，其通过涉及模制、加工或实际上叠加连续材料层的制造工艺来制造。

类似地，第二管状部分可以沿基本上笔直的方向穿过分离壳体的主体的全部或一部分。例如，这样的第二管状部分可以通过不可逆的组装过程(例如通过粘接或焊接)固定到主体上。替代地，第二管状部分也可与主体形成一件式组件，其通过涉及模制、加工或实际上叠加连续材料层的制造工艺来制造。

因此，第一管状部分和第二管状部分分别延伸所沿的基本上笔直的方向可以有利地重合。

另外，第一管状部分具有第一直径并且第二管状部分具有第二直径，第一直径可以小于第二直径。

换言之，第一管状部分的用于至少一种流体的流动横截面小于用于一种或多种气体的流动横截面。

根据本发明，这样的排放系统的显著之处在于，第一管状部分至少部分地布置在第二管状部分的内部区域中。

换言之，第一管状部分穿入第二管状部分中。结果，存在于至少一个排出管中的至少一种流体的抽吸可以通过使通过第二出口并因此随后通过管道逸出的一种或多种气体的移位来实现。

那么，一种或多种液体可以在到达分离壳体的第一出口之前通过重力从第一管状部分流入第二管状部分中。

根据本发明的一个特定实施方式，分离壳体可包括主体和可移除盖，可移除盖具有紧固件，以便可逆地固定到主体上或从主体上卸下。

因此，操作者可以可逆地打开分离壳体，例如以执行维护分离壳体、清洁分离壳体或简单地检查分离壳体的正确操作的操作。实际上，颗粒或污垢可能会堵塞主体内部的入口、第一出口或第二出口。

此外，至少当配备有该系统的航空器定位在着陆区时，第一出口可布置在入口和第二出口下方，以使分离壳体内的至少一种液体能通过重力流出。

换言之，入口和第二出口则在竖直向上的方向上布置在第一出口上方。

有利地，软管的第二端部可与专用罐配合以收集至少一种液体。

因此，这样的收集罐可以储存并随后处理一种或多种液体和/或回收它们。

实际上，软管可由热塑性聚合物材料制成。

实际上，这种材料有利地对它可能输送的各种液体具有化学耐受性。它重量轻、具有柔性且易于成型，以遵循航空器机身内部的复杂路径。例如，这种软管可以由聚四氟乙烯(PTFE)形成，并且可以特别地承受例如在100℃到300℃之间的高温。可选地，软管可以具有连接在一起的多个分段。

本发明还涉及一种包括至少一个内燃机和至少一个排放系统的航空器。

根据本发明，这种航空器的显著之处在于排放系统如上所述。

换言之，这种航空器包括至少一个排放系统，该排放系统包括：

·被配置为将至少一种液体和一种或多种气体分离的分离壳体，分离壳体包括入口、第一出口和第二出口，入口布置成与排出管流体连通；

·用于仅排出一种或多种气体的管道，其具有与分离壳体的第二出口连接的近端部。

有利地，航空器可以包括用于打开或关闭排出管的至少一个阀。

这个或这些阀使得可以例如在航空器配备的内燃机的操作期间阻塞排放系统。

在实践中，至少一个阀可以根据内燃机内部的压力打开或关闭排出管。

这个或这些阀则可以是自主的并且自动操作，而不需要使用专用的控制系统。

此外，当内燃机内部的当前压力小于预定阈值时，至少一个阀可以使排出管打开，或者当内燃机内部的当前压力大于预定阈值时，至少一个阀可以使排出管关闭。

因此，当内燃机停止时，内燃机内部的当前压力对应于大气压力，并且一个或多个阀布置在打开位置以使排放系统的排出管打开。

当启动内燃机时，发动机内的压力增加，直到达到并超过预定阈值。当发动机内的压力达到预定阈值时，一个或多个阀关闭，并因此防止一种或多种流体流入排出管。

例如，一个或多个阀可以布置在内燃机的外壳处，并且数量可以为两个，以允许从发动机的两个独立部件中排出一种或多种流体和/或与航空器的机头向下或机头向上的角度无关。在这种情况下，排出管被分成在连接件处会合的两个主要分段。排出管则具有在连接件与分离壳体的入口之间延伸的辅助分段。

此外，由于分离壳体布置在航空器的上部，因此软管可以包括布置在航空器的下部的第二端部，至少当配备有该系统的航空器定位在着陆区时，该下部布置在上部下方。

换言之，软管的第一端部在竖直向上的方向上布置在软管的第二端部上方。航空器的下部则与航空器的一个或多个发动机分开并因此与各种热源分开。地球的重力则使一种或多种液体自由地流过软管，而无需添加泵等。

此外，管道可以具有布置在用于输送冷却气体的辅助喷嘴中的远端部，辅助喷嘴布置在用于从内燃机输出废气的主要喷嘴周围，冷却气体帮助冷却废气。

因此，包含在管道中的一种或多种气体可以被在主要喷嘴和辅助喷嘴之间流动的冷却气体吸出。因此，通过排放系统排放的一种或多种流体中所含的一种或多种气体可以与发动机冷却气体一起在与航空器下部相对的上部排出。

附图说明

本发明及其优点在通过举例说明和参照附图给出的实施方式的以下描述的上下文中更详细地显现，在附图中：

·图1是包括根据本发明的排放系统的航空器的侧视图；

·图2是示出根据本发明的排放系统的第一示意图；

·图3是示出根据本发明的排放系统的第二示意图；

·图4是根据本发明的排放系统的分离壳体的立体图；以及

·图5是根据本发明的排放系统的分离壳体的横向剖视图。

具体实施方式

出现在多幅图中的元件在每幅图中被给予相同的附图标记。

如已经提到的，本发明因此涉及一种用于排放航空器内燃机的系统和一种相关联的航空器。

如图1所示，航空器3(例如，旋翼飞机或直升机)包括内燃机1，例如涡轮发动机。此外，这样的内燃机1可能具有流体，在启动发动机1之前从发动机1排出该流体可能是有益的。排放系统2因此可以装备航空器3并且被配置为至少通过排出管4排出一种或多种流体。

实际上，这种或这些流体可以包括至少一种液体和可以排出到排出管4中的至少一种气体。例如在发动机在启动阶段失败时，液体可以由燃料形成。当发动机启动但一个或多个阀至少部分地保持在打开位置时，一种或多种气体可由热燃烧气体形成。

如图2所示，这样的排放系统2还包括被配置为通过重力将一种或多种液体和一种或多种气体自动分离的分离壳体5。

如图4和图5所示，这样的分离壳体5包括入口6、第一出口7和第二出口8。入口6被布置成与排出管4流体连通，以接收通过重力收集在内燃机3中的一种或多种流体。

如图3所示，排放系统2可以包括至少一个阀，例如用于同时打开或关闭排出管4的两个阀40、41。

这些阀40、41分别与内燃机1的排放口处的两个螺纹连接件50、51连接。因此，这些螺纹连接件50、51形成排出管4的一部分。因此，例如可以布置在内燃机1内的阀40、41根据内燃机1内的当前压力打开或关闭排出管4。在这种情况下，每个阀40、41在螺纹连接件50、51处与排出管4的主要分段42和43的一个端部配合。排出管4的这两个主要分段42和43允许一种或多种流体同时收集在内燃机1的两个分开的区域中。

两个主要分段42和43在连接件45处接合。排出管4则具有在连接件45与分离壳体5的入口6之间延伸的辅助分段44。

此外，阀40、41有利地被配置为当内燃机1内的当前压力小于预定阈值时打开排出管4，或者当内燃机1内的当前压力大于预定阈值时关闭排出管4。

此外，排放系统2还包括软管9，软管9包括与分离壳体5的第一出口7连接的第一端部10。因此，这样的软管9可以通过重力仅收集之前收集在内燃机1中的一种或多种液体。这样的软管9可以可选地包括连接在一起的多个分段。

此外，分离壳体5例如布置在航空器3的在竖直方向上与下部26相对的上部25中。因此，至少当配备有排放系统2的航空器3定位在着陆区(例如地面)上时，下部26布置在上部25下方。

软管9可以在上部25与下部26之间延伸。因此，该软管9包括布置在航空器3的下部26中的第二端部13。

在实践中，软管9的第二端部13则可以连接至被配置为收集一种或多种液体的专用罐27。那么在航空器3的任务期间可以将一种或多种液体至少暂时储存在专用罐27中，并且一旦任务已经完成，则可以清空专用罐27。然后可以处理和/或回收源自从内燃机1排放的流体的一种或多种液体。

这样的排放系统2还设有管道11，该管道11包括与分离壳体5的第二出口8连接的近端部12。这样的管道11使得可以仅排出从内燃机1中排放的流体中包含的一种或多种气体。

如图5中详细所示，入口6可包括延伸到分离壳体5中的第一管状部分21，并且第二出口8还可包括延伸到分离壳体5中的第二管状部分22。

此外，第一管状部分21可以与第二管状部分22同轴布置。另外，该第一管状部分21具有被选择为小于第二管状部分22的第二直径d2的第一直径d1。第一管状部分21则可以具有至少部分地布置在第二管状部分22的内部区域23中的自由端部。

这样的布置特别有利于允许流体中包含的一种或多种气体然后通过第二出口8和管道11排出。如图4所示，倾斜分离壳体5使第二出口8定位在入口7的上方。一旦一种或多种液体离开第一管状部分21，它们因重力落入内部区域23，内部区域23有利地倾斜并帮助将它们输送到位于分离壳体5内的第二管状部分22内的自由端部。

一旦一种或多种液体离开第二管状部分22，它们将再次因重力落到分离壳体5的底部。第一出口7布置在分离壳体5的该底部，然后可以通过重力收集一种或多种液体。

根据一个有利的实施方式，分离壳体5可以包括具有入口6、第一出口7和第二出口8的主体30。实际上，入口6、第一出口7和第二出口8可以附接并焊接或粘接到主体30上。根据未在此处示出的其他例子，入口、第一出口和第二出口可以与主体30制造为一件式组件，例如通过模制工艺或逐层增材制造工艺。

与用于制造主体30的方法无关，分离壳体5还可以包括附接到主体30上的可移除盖31。这样的可移除盖31则可以借助紧固件可逆地固定到主体30上或从主体30上卸下，特别是以便操作者能定期检查分离壳体5的内部。

这样，可以检查分离壳体5的正确操作并且在可能的情况下可以可选地对它进行清洁，或者在需要时实际上更换它。

自然地，本发明在其实施方面有多种变化。尽管上面描述了几个实施方式，但应该容易理解的是，无法想象穷尽地确定所有可行的实施方式。在不超出本发明的范围的情况下，自然可以用等效的手段替换所描述的任何手段。

Claims

1.一种用于使航空器(3)的内燃机(1)进行排流的排放系统(2)，所述排放系统(2)被配置为收集存在于所述内燃机(1)内的至少一种流体，所述排放系统(2)包括用于将所述至少一种流体输送出所述内燃机(1)的至少一个排出管(4)，所述至少一种流体包括至少一种液体和至少一种气体，所述排放系统(2)包括：

·被配置为将所述至少一种液体和所述至少一种气体分离的分离壳体(5)，所述分离壳体(5)包括入口(6)、第一出口(7)和第二出口(8)，所述入口(6)被布置成与所述排出管(4)流体连通，所述入口(6)包括延伸到所述分离壳体(5)中的第一管状部分(21)，并且所述第二出口(8)包括延伸到所述分离壳体(5)中的第二管状部分(22)，所述第一管状部分(21)与所述第二管状部分(22)同轴布置；

·用于通过重力仅收集所述至少一种液体的软管(9)，其具有与所述分离壳体(5)的所述第一出口(7)连接的第一端部(10)；以及

·用于仅排出所述至少一种气体的管道(11)，其具有与所述分离壳体(5)的所述第二出口(8)连接的近端部(12)，

其中，所述第一管状部分(21)至少部分地布置在所述第二管状部分(22)的内部区域(23)中。

2.根据权利要求1所述的系统，

其中，所述第一管状部分(21)具有第一直径(d1)，并且所述第二管状部分(22)具有第二直径(d2)，所述第一直径(d1)小于所述第二直径(d2)。

3.根据权利要求1所述的系统，

其中，所述分离壳体(5)包括主体(30)和可移除盖(31)，该可移除盖(31)具有紧固件，以便可逆地固定到所述主体(30)上或从所述主体(30)上卸下。

4.根据权利要求1所述的系统，

其中，当配备有所述系统(2)的所述航空器(3)定位在着陆区时，所述第一出口(7)布置在所述入口(6)和所述第二出口(8)下方以使所述分离壳体(5)内的所述至少一种液体能通过重力流出。

5.根据权利要求1所述的系统，

其中，所述软管(9)的第二端部(13)与专用罐(27)配合以收集所述至少一种液体。

6.根据权利要求1所述的系统，

其中，所述软管(9)由热塑性聚合物材料形成。

7.一种航空器(3)，其包括至少一个内燃机(1)和至少一个排放系统(2)，

其中，所述排放系统(2)根据权利要求1所述。

8.根据权利要求7所述的航空器(3)，

其中，所述航空器(3)包括用于打开或关闭所述排出管(4)的至少一个阀(40、41)。

9.根据权利要求7所述的航空器(3)，

其中，所述分离壳体(5)布置在所述航空器(3)的上部(25)中，所述软管(9)包括布置在所述航空器(3)的下部(26)中的第二端部(13)，当配备有所述系统(2)的所述航空器(3)定位在着陆区时，所述下部(26)布置在所述上部(25)下方。

10.根据权利要求7所述的航空器(3)，

其中，所述管道(11)具有布置在用于输送冷却气体的辅助喷嘴(15)中的远端部(14)，所述辅助喷嘴(15)布置在用于从所述内燃机(1)输出废气的主要喷嘴(16)周围，所述冷却气体帮助冷却所述废气。