用于风扇叶片除冰的设备及其形成方法与流程

1.本公开总体上涉及风扇叶片，并且更具体地，涉及用于风扇叶片除冰的设备及其形成方法。


背景技术：

2.燃气涡轮发动机通常与涡轮风扇一起工作以推进机器。通常，涡轮风扇包括风扇盘，该风扇盘联接至多个风扇叶片，多个风扇叶片旋转以产生推进推力。风扇叶片暴露于外部条件(例如极冷温度等)。外部条件通常会在操作期间导致风扇叶片上结冰(例如，风扇叶片因湿气和寒冷的外部环境而积冰)。
附图说明
3.图1是根据本文公开的示例的示例燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
4.图2是根据本文公开的示例的包括示例加热气流系统的示例风扇区段的示意图。
5.图3是图2的示例风扇区段的示意图，包括根据本文公开的示例的示例加热气流系统和示例风扇盘中的示例孔。
6.图4a是根据本文公开的示例的示例风扇盘的示意图，包括在示例燕尾密封件中的多个孔。
7.图4b是根据本文公开的示例的示例齿形(castellated)燕尾密封件的示意图。
8.图5是表示产生图2的示例加热气流系统的示例方法的流程图。
9.图6是表示利用图3的示例风扇盘中的示例孔产生图2的示例加热气流系统的示例方法的流程图。
10.图7是表示利用图4a的示例燕尾密封件中的示例的多个孔产生图2的示例加热气流系统的示例方法的流程图。
11.图8是表示利用图4b的示例齿形燕尾密封件产生图2的示例加热气流系统的示例方法的流程图。
12.附图未按比例绘制。相反，层或区域的厚度可以在附图中放大。尽管图中显示了具有清晰线条和边界的层和区域，但这些线条和/或边界中的一些或所有可能是理想化的。实际上，边界和/或线条可能是不可观察到的、混合的和/或不规则的。通常，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如本文所用，除非另有说明，术语“上方”描述两部分相对于地球的关系。如果第二部分在地球和第一部分之间具有至少一个部分，则第一部分在第二部分的上方。同样，如本文所用，当第一部分比第二部分更靠近地球时，第一部分在第二部分“下方”。如上所述，第一部分可以在第二部分的上方或下方，其中以下中的一个或多个：其间有其他部分，其间没有其他部分，第一部分和第二部分接触，或者第一部分和第二部分彼此不直接接触。如本专利中所用，陈述任何部分(例如，层、膜、面积、区域或板)以任何方式在(例如，定位于、位于、布置于或形成于等)另一部分上，表示参考部分与另一部分接触，或者参考部分位于另一部分的上方，其中一个或多个
中间部分位于两者之间。如本文所用，除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和结合)可以包括连接参考所参考的元件之间的中间构件和/或这些元件之间的相对运动。因此，连接参考不一定推断两个元件直接连接和/或彼此是固定关系。如本文所用，陈述任何部分与另一部分“接触”被定义为意味着在这两个部分之间没有中间部分。
13.除非另有具体说明，本文使用的诸如“第一”、“第二”、“第三”等描述符没有赋予或以其他方式指示优先级、物理顺序、列表中的排列和/或以任何方式排序的任何含义，而是仅用作标签和/或任意名称以区分元件以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可用于指代详细描述中的元件，而在权利要求中可使用不同的描述符(例如“第二”或“第三”)指代相同的元件。在这种情况下，应该理解，这些描述符仅用于清楚地标识那些可能例如以其他方式共享相同名称的元件。
具体实施方式
14.在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，并且在详细描述中以举例说明的方式示出了可以实施的具体示例。这些示例被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本主题，并且应当理解可以利用其他示例。因此，提供以下详细描述以描述示例实施方式，而不应视为限制本公开中描述的主题的范围。来自以下描述的不同方面的某些特征可以组合以形成下面讨论的主题的又一个新方面。
15.在介绍本公开的各个实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在元件中的一个或多个。“第一”、“第二”等术语不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开来。术语“包含”、“包括”和“具有”意在包括在内并且意味着除了列出的元件之外还可以有额外的元件。正如本文使用的术语“连接到”、“联接到”等，一个对象(例如材料、元件、结构构件等)可以连接到或联接到另一个对象，而不管这个对象是否直接连接或联接到另一个对象，也不管这个对象与另一个对象之间是否存在一个或多个中间对象。
16.如本文所用，术语“系统”、“单元”、“模块”、“发动机”等可包括操作以执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元或系统可以包括计算机处理器、控制器和/或基于存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质(例如计算机存储器)上的指令执行操作的其他基于逻辑的装置。或者，模块、单元、发动机或系统可以包括基于装置的硬接线逻辑执行操作的硬接线装置。附图中所示的各种模块、单元、发动机和/或系统可以表示基于软件或硬接线指令操作的硬件、指示硬件执行操作的软件或其组合。
17.术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。如本文所用，“竖直”是指垂直于地面的方向。如本文所用，“水平”是指平行于燃气涡轮发动机100的中心线的方向。如本文所用，“横向”是指垂直于轴向和竖直方向的方向(例如，进入和离开图1、2等的平面)。
18.在本文使用的一些示例中，术语“基本上”用于描述两个部分之间的关系，该关系在所描述关系的三度以内(例如，基本上共线的关系是在线性的三度以内，基本上垂直的关系是在垂直的三度以内，基本上平行的关系是在平行的三度以内，等等)。
19.涡轮发动机，也称为燃烧涡轮或燃气涡轮，是一种内燃机。涡轮发动机通常用于飞行器和发电应用。如本文所用，术语“资产”、“飞行器涡轮发动机”、“燃气涡轮”、“陆基涡轮
发动机”和“涡轮发动机”可互换使用。涡轮发动机的基本操作包括通过带有风扇的涡轮发动机前部吸入新鲜大气流。在一些示例中，气流行进通过位于风扇和高压压缩机之间的中压压缩机或增压压缩机。涡轮发动机还包括带有错综复杂的交替旋转和固定翼型截面叶片的阵列的涡轮。当热燃烧气体通过涡轮时，热燃烧气体膨胀，导致旋转叶片旋转。
20.涡轮发动机通常还与涡轮风扇一起工作以推进机器。在一些示例中，来自涡轮发动机的热空气流向涡轮风扇的风扇锥形区段中的腔。涡轮风扇包括风扇盘，该风扇盘联接至多个风扇叶片，多个风扇叶片旋转以产生推进推力。风扇叶片暴露于外部条件(例如极冷温度等)。外部条件通常会在操作期间导致风扇叶片结冰(例如，风扇叶片因湿气和寒冷的外部环境而积冰)。在一些示例中，风扇盘的每分钟转数(rpm)被加速以去除风扇叶片上的任何积冰。
21.然而，在齿轮传动涡轮风扇配置中，风扇盘联接至由涡轮发动机驱动的轴。在此类示例中，风扇转子速度比涡轮发动机低至少一半。例如，风扇和低压涡轮之间的传动比可以是2:1、3:1等。在这样的例子中，风扇盘的rpm不能加速到足以清除风扇叶片上积冰的程度。在一些示例中，风扇叶片在风扇叶片的根部是实心的，但也包括遍及风扇叶片内部区域的中空腔。本文公开的示例使用来自涡轮风扇的风扇锥形区段中的腔的热空气将空气排放到风扇叶片的中空腔中以加热风扇叶片的表面。本文公开的示例通过加热风扇叶片的中空腔的内表面来防止风扇叶片上积冰，加热风扇叶片的外表面以防止在风扇叶片的外表面上形成冰。
22.本文公开的示例将热空气排放到将风扇叶片保持在风扇盘中的腔中(例如，燕尾腔)。本文公开的示例在中空风扇叶片的根部中生成(例如，钻孔)孔以允许空气从燕尾腔流入风扇叶片的中空腔。本文公开的示例生成排放端口以允许热空气流入燕尾腔。在一些示例中，排放端口是风扇锥形腔的孔洞中的槽。在一些示例中，排放端口是风扇盘的燕尾密封件中的孔。在一些示例中，排放端口是燕尾密封件或风扇盘的齿形表面。本文公开的示例经由排放端口将(例如，在来自涡轮发动机的风扇锥形腔中的)热空气排放到燕尾腔中。本文公开的示例经由风扇叶片根部中的至少一个孔将燕尾腔中的热空气排放到风扇叶片的中空腔中。在本文公开的示例中，在使用风扇叶片的中空腔中的热空气加热风扇叶片的表面之后，热空气离开风扇叶片。本文公开的示例在风扇叶片的后缘、风扇叶片的中跨和/或风扇叶片的尖端处排出风扇叶片的中空腔中的热空气。
23.现在将详细参考本公开的示例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例仅以解释的方式提供，而不是对本公开的限制。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对优选实施例进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本文公开和描述的示例意在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
24.图1是常规涡轮风扇型燃气涡轮发动机100(“涡轮风扇100”)的示意性横截面视图。如图1所示，涡轮风扇100限定延伸穿过其中以供参考的纵向或轴向中心线轴线102。通常，涡轮风扇100可包括设置在风扇区段106下游的核心涡轮或燃气涡轮发动机104。
25.核心涡轮104通常包括限定环形入口110的基本上管状的外壳体108。外壳体108可以由单个壳体或多个壳体形成。外壳体108以串联流动关系包围具有增压器或低压压缩机
112(“lp压缩机112”)和高压压缩机114(“hp压缩机114”)的压缩机区段、燃烧区段116、具有高压涡轮118(“hp涡轮118”)和低压涡轮120(“lp涡轮120”)的涡轮区段、以及排气区段122。高压轴或线轴124(“hp轴124”)驱动地联接hp涡轮118和hp压缩机114。低压轴或线轴126(“lp轴126”)驱动地联接lp涡轮120和lp压缩机112。lp轴126也可以联接到风扇区段106的风扇线轴或轴128。在一些示例中，lp轴126可以直接联接到风扇轴128(即，直接驱动配置)。在可替代配置中，lp轴126可经由减速齿轮箱130联接到风扇轴128(即，间接驱动或齿轮驱动配置)。
26.如图1所示，风扇区段106包括多个风扇叶片132，多个风扇叶片132联接到风扇轴128并从风扇轴128径向向外延伸。环形风扇壳体或机舱134周向包围风扇区段106和/或核心涡轮104的至少一部分。机舱134由多个周向间隔开的出口导向轮叶136相对于核心涡轮104被支撑。此外，机舱134的下游区段138可以包围核心涡轮104的外部部分，以在它们之间限定旁通气流通道140。
27.如图1所示，空气142在涡轮风扇100的操作期间进入涡轮风扇100的入口部分144。空气142的第一部分146流入旁通气流通道140，而空气142的第二部分148流入lp压缩机112的入口110。lp压缩机定子轮叶150和联接到lp轴126的lp压缩机转子叶片152的一个或多个连续级逐渐压缩流过lp压缩机112并流向hp压缩机114的空气142的第二部分148。接下来，hp压缩机定子轮叶154和联接到hp轴124的hp压缩机转子叶片156的一个或多个连续级进一步压缩流过hp压缩机114的空气142的第二部分148。这将压缩空气158提供给燃烧区段116，在那里它与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体160。
28.燃烧气体160流过hp涡轮118，其中hp涡轮定子轮叶162和联接到hp轴124的hp涡轮转子叶片164的一个或多个连续级从燃烧气体160提取动能和/或热能的第一部分。这种能量提取支持hp压缩机114的操作。燃烧气体160然后流过lp涡轮120，其中lp涡轮定子轮叶166和联接到lp轴126的lp涡轮转子叶片168的一个或多个连续级从中提取热能和/或动能的第二部分。这种能量提取导致lp轴126旋转，从而支持lp压缩机112的操作和/或风扇轴128的旋转。燃烧气体160然后通过其排气区段122离开核心涡轮104。
29.与涡轮风扇100一起，核心涡轮104在陆基燃气涡轮机、涡轮喷气发动机中具有相似的目的并在相似的环境中操作，其中空气142的第一部分146与空气142的第二部分148的比率小于其在涡轮风扇和无涵道风扇发动机(其中风扇区段106没有机舱134)中的比率。在涡轮风扇、涡轮喷气和无涵道发动机的每一个中，减速装置(例如，减速齿轮箱130)可以包含在任何轴和线轴之间。例如，减速齿轮箱130可设置在风扇区段106的lp轴126和风扇轴128之间。
30.图2是根据本文公开的示例的包括示例加热气流系统206的示例风扇区段200的示意图。在图2所示的示例中，示例风扇区段200是齿轮传动涡轮风扇配置(例如，风扇转子速度至少比涡轮发动机的速度低一半)。例如，风扇和低压涡轮(例如，图1的lp涡轮120)之间的传动比是2:1、3:1等。风扇区段200包括示例风扇锥形体201，其包括示例风扇锥形腔202。风扇锥形腔202包括来自涡轮发动机(例如，涡轮风扇100)的加压热空气。例如，加压热空气可以是来自包括在涡轮发动机中的氢燃料电池的排放热空气或加热空气。在所示示例中，风扇锥形体201包括示例风扇盘203，示例风扇盘203旋转风扇区段200中的风扇叶片(例如，示例中空风扇叶片204)。在所示示例中，中空风扇叶片204包括实心根部205。也就是说，根
部205在结构上可以是实心的(例如，非中空的)。
31.在所示示例中，风扇区段200进一步包括联接到风扇锥形体201和示例中空风扇叶片204的示例燕尾腔207。在一些示例中，燕尾腔207联接到风扇锥形体201中的风扇盘203。在图2的加热气流系统206中，风扇锥形腔202将加压热空气传输到风扇盘203和/或燕尾腔207。在一些示例中，风扇盘203和/或燕尾腔207将加压热空气传输到中空风扇叶片204。关于将加压热空气传输到中空风扇叶片204的风扇盘203和/或燕尾腔207的进一步细节将在下面结合图3、4a、4b进行描述。在加热气流系统206中，中空风扇叶片204包括根部205中的孔208a、208b。在一些示例中，孔208a、208b钻入根部205中。中空风扇叶片204内部包括示例空气腔210。空气腔210可以是任何形状，位于中空风扇叶片204的任何内部位置等。
32.在一些示例中，燕尾腔207和/或风扇盘203将加压热空气经由孔208a、208b传输到空气腔210。在一些示例中，中空风扇叶片204包括遍及中空风扇叶片204的整个内腔的多个空气腔210。在此类示例中，燕尾腔207和/或风扇盘203不必将加压热空气输送到所有可用的空气腔210。在一些示例中，冰通常积聚在中空风扇叶片204的前缘上。在此类示例中，燕尾腔207和/或风扇盘203可以将加压热空气传输到中空风扇叶片204的前部/前缘附近的选定空气腔。例如，孔208a、208b可被定位成将加压热空气引导到中空风扇叶片204的前部/前缘附近的空气腔210，以去除/防止积冰。
33.在加热气流系统206中，空气腔210使用加压热空气来加热中空风扇叶片204的示例表面212。在所示示例中，空气腔210加热表面212以加热中空风扇叶片204并防止冰在中空风扇叶片204的外表面上形成/积聚。在加热表面212之后，空气腔210从中空风扇叶片204排出加压热空气。空气腔210经由中空风扇叶片204的示例尖端出口214a、中空风扇叶片204的示例表面出口214b或中空风扇叶片204的示例后缘出口214c中的至少一个排出加压热空气。
34.图3是图2的风扇区段200的示意图，包括根据本文公开的示例的加热气流系统206和风扇盘203中的示例孔304。在所示示例中，燕尾腔207联接到中空风扇叶片204的根部205。在所示示例中，燕尾腔207联接到示例燕尾密封件302。在所示示例中，燕尾腔207包含在风扇盘203和燕尾密封件302之间。为了加热中空风扇叶片204的表面，加热气流系统206将加压热空气从风扇锥形腔202传输到中空风扇叶片204。在所示示例中，中空风扇叶片204经由至少一个排放端口从风扇锥形腔202获得加压热空气。在图3所示的示例中，燕尾腔207经由风扇盘203的示例孔洞303中的示例孔304获得加压热空气。在一些示例中，孔304是风扇盘203中的径向孔，其允许来自风扇锥形腔202的加压热空气进入燕尾腔207。在所示示例中，排放端口(孔304)将加压热空气传输到燕尾腔207，燕尾腔207(例如，经由图2的孔208a、208b)将加压热空气传输到中空风扇叶片204中的空气腔(例如，图2的空气腔210)。排放端口的额外示例在下文中结合图4a和4b更详细地描述。
35.图4a是根据本文公开的示例的风扇盘203的示意图，其包括在燕尾密封件302中的多个孔402。在示例加热气流系统206中，中空风扇叶片204经由至少一个排放端口从风扇锥形腔202获得加压热空气。图4a示出了位于风扇盘203外部的燕尾腔207，中空风扇叶片204插入其中。在图4a所示的示例中，排放端口是燕尾密封件302中的多个孔402。孔402允许来自风扇锥形腔202的加压热空气进入燕尾腔207。在所示示例中，排放端口(燕尾密封件302中的孔402)将加压热空气传输到燕尾腔207，燕尾腔207(例如，经由图2的孔208a、208b)将
加压热空气传输到在中空风扇叶片204中的空气腔(例如，图2的空气腔210)。
36.图4b是根据本文公开的示例的示例齿形燕尾密封件410的示意图。在示例加热气流系统206中，中空风扇叶片204经由至少一个排放端口从风扇锥形腔202获得加压热空气。在图4b所示的示例中，排放端口是齿形燕尾密封件410。齿形燕尾密封件410包括开凹槽的燕尾密封件302上的示例性轴向表面412。在所示示例中，燕尾密封件302的轴向表面412中的凹槽在燕尾密封件302和风扇盘203之间产生示例间隙414a、414b。间隙414a、414b允许来自风扇锥形腔202的加压热空气进入/渗入燕尾腔207。在所示示例中，排放端口(齿形燕尾密封件410)将加压热空气传输到燕尾腔207，其(例如，经由图2的孔208a、208b)将加压热空气传输到中空风扇叶片204中的空气腔(例如，图2的空气腔210)。
37.在一些示例中，加热气流系统206包括用于从风扇锥形体中的腔(例如，风扇锥形腔202)中获得加压热空气的装置。例如，用于获得的装置可以由燕尾腔207来实现。在一些示例中，加热气流系统206包括用于将加压热空气从燕尾腔207传输到中空风扇叶片204的装置。例如，用于获得的装置可以通过排放端口(例如，风扇盘203中的孔304、燕尾密封件302中的孔402、燕尾密封件302的轴向表面412)来实现。在一些示例中，加热气流系统206包括用于将加压热空气从燕尾腔207传输到中空风扇叶片204中的空气腔210以加热中空风扇叶片204的表面的装置。例如，用于传输的装置可以通过中空风扇叶片204的根部205中的孔208a、208b来实现。在一些示例中，加热气流系统206包括用于从中空风扇叶片204排出加压热空气的装置。例如，用于排出的装置可以通过空气腔210来实现。
38.图5是表示产生图2的示例加热气流系统206的示例方法500的流程图。示例方法500开始于框502，在该处在中空风扇叶片204的根部205中生成至少一个孔(例如，孔208a、208b)。在框504处，生成至少一个排放端口。下面结合图6、7和8进一步详细描述生成至少一个排放端口的示例方法。在框506处，来自风扇锥形腔202的空气经由至少一个排放端口和中空风扇叶片204的根部205中的至少一个孔(例如，孔208a、208b)排放到中空风扇叶片202中。
39.图6是表示利用图3的示例风扇盘203中的示例孔304产生图2的示例加热气流系统206的示例方法600的流程图。示例方法600为生成至少一个排放端口的示例提供额外的细节(例如，图5的示例方法500的框504)。图6的示例方法600开始于框602，在该处在风扇盘203的孔洞303中生成径向孔(例如，孔304)。在一些示例中，至少一个排放端口是在孔洞303中的径向孔(例如，孔304)。在框604处，空气经由径向孔(例如，孔304)排放到中空风扇叶片204和风扇盘203之间的腔(例如，燕尾腔207)中。
40.图7是表示利用图4a的示例燕尾密封件302中的示例多个孔402产生图2的示例加热气流系统206的示例方法700的流程图。示例方法700为生成至少一个排放端口的示例提供额外的细节(例如，图5的示例方法500的框504)。图7的示例方法700开始于框702，在该处在燕尾密封件302中生成至少一个孔(例如，孔402)。在一些示例中，至少一个排放端口是在燕尾密封件302中的至少一个孔(例如，孔402)。在框704处，空气经由至少一个孔(例如，孔402)排放到中空风扇叶片204和风扇盘203之间的腔(例如，燕尾腔207)中。
41.图8是表示利用图4b的示例齿形燕尾密封件410产生图2的示例加热气流系统206的示例方法800的流程图。示例方法800为生成至少一个排放端口的示例提供额外的细节(例如，图5的示例方法500的框504)。图8的示例方法800开始于框802，在该处在燕尾密封件
302的轴向表面412上生成齿形。在一些示例中，至少一个排放端口是燕尾密封件302的轴向表面412上的齿形。在框804处，空气经由齿形燕尾密封件410排放到中空风扇叶片204和风扇盘203之间的腔中(例如，燕尾腔207)。
[0042]“包括”和“包含”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求使用任何形式的“包括”或“包含”(例如，包含、包括、具有等)作为序言时或在任何类型的权利要求陈述中采用任何形式的“包括”或“包含”时，应当理解在不超出相应权利要求或陈述的范围的情况下，可以存在附加元件、术语等。如本文所用，当短语“至少”用作例如权利要求的序言中的过渡词时，它是开放式的，与术语“包含”和“包括”是开放式的一样。当使用术语“和/或”时，例如以诸如a、b和/或c的形式使用时是指a、b、c的任何组合或子集，例如(1)单独a，(2)单独b，(3)单独c，(4)a与b，(5)a与c，(6)b与c，或(7)a与b并与c。如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个a，(2)至少一个b，或(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施。类似地，如本文在描述结构、部件、项目、对象和/或事物的上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个a，(2)至少一个b，或(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或实施的上下文中所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个a，(2)至少一个b，或(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或实施的上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在指代包括(1)至少一个a，(2)至少一个b，或(3)至少一个a和至少一个b中的任何一个的实施。
[0043]
如本文所用，单数引用(例如，“一”、“一个”、“第一”、“第二”等)不排除复数。如本文所用，术语“一”或“一个”对象是指该对象中的一个或多个。术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换使用。此外，虽然单独列出，但多个装置、元件或方法动作可通过例如相同的实体或对象来实施。另外，虽然单独的特征可以包括在不同的示例或权利要求中，但是这些可能被组合，并且包括在不同的示例或权利要求中并不意味着特征的组合不可行和/或有利。
[0044]
从上文中可以理解，示例系统、方法、设备和制品已经被公开，其改进了齿轮传动涡轮风扇的风扇叶片上的积冰去除。所公开的示例使用来自涡轮风扇的风扇锥形区段中的腔的热空气将空气排放到风扇叶片的中空腔中以加热风扇叶片的表面。所公开的示例经由排放端口将热空气排放到涡轮风扇中的燕尾腔中。所公开的示例经由风扇叶片的根部中的至少一个孔将燕尾腔中的热空气排放到风扇叶片的中空腔中。所公开的示例通过加热风扇叶片的中空腔的内表面来防止风扇叶片上积冰，其中加热风扇叶片的外表面以防止在风扇叶片的外表面上形成冰。所公开的示例通过使用已经存在于涡轮风扇的风扇锥形腔中的热空气来加热中空风扇叶片的表面来改进防止齿轮传动涡轮风扇的风扇叶片上积冰。
[0045]
本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
[0046]
一种用于风扇叶片除冰的设备，所述设备包括：风扇锥形体，所述风扇锥形体包括容纳加压热空气的腔，所述风扇锥形体包括在腔中的风扇盘，所述风扇盘联接到风扇叶片，和燕尾密封件，所述燕尾密封件联接到风扇盘，燕尾密封件包括至少一个第一孔，其中至少一个第一孔对应于风扇叶片的根部中的至少一个第二孔。
[0047]
根据任一前述条项所述的设备，其中腔连接到涡轮发动机，并且其中加压热空气
从涡轮发动机传输到腔，加压热空气包括来自包括在涡轮发动机中的氢燃料电池的排气热空气或加热空气中的至少一种。
[0048]
根据任一前述条项所述的设备，其中风扇盘包括燕尾腔，并且其中加压热空气经由燕尾密封件中的至少一个第一孔从腔传输到燕尾腔。
[0049]
根据任一前述条项所述的设备，其中加压热空气经由至少一个第二孔从燕尾腔传输到风扇叶片中的多个空气腔，多个空腔使用加压热空气来加热风扇叶片的表面。
[0050]
根据任一前述条项所述的设备，其中加压热空气经由风扇叶片的尖端、风扇叶片的表面或风扇叶片的后缘中的至少一个从多个空气腔排出。
[0051]
根据任一前述条项所述的设备，其中风扇盘联接到燃气涡轮发动机的转子以使风扇叶片旋转，并且其中转子的第一速度小于燃气涡轮发动机的第二速度的一半。
[0052]
一种用于风扇叶片除冰的燕尾设备，所述燕尾设备包括：联接器，所述联接器连接到风扇锥形体的腔中的风扇盘，和燕尾密封件，所述燕尾密封件联接到风扇盘，燕尾密封件包括至少一个排放端口和在风扇盘与所述风扇叶片之间的燕尾腔，其中加压热空气经由至少一个排放端口从风扇锥形体的腔传输到燕尾腔。
[0053]
根据任一前述条项所述的燕尾设备，其中腔连接到涡轮发动机，并且其中加压热空气从涡轮发动机传输到腔，加压热空气包括来自包括在涡轮发动机中的氢燃料电池的排气热空气或加热空气中的至少一种。
[0054]
根据任一前述条项所述的燕尾设备，其中至少一个排放端口是燕尾密封件中的至少一个孔。
[0055]
根据任一前述条项所述的燕尾设备，其中至少一个排放端口是腔的孔洞中的槽。
[0056]
根据任一前述条项所述的燕尾设备，其中至少一个排放端口是燕尾密封件或风扇盘中的至少一个的齿形轴向表面。
[0057]
根据任一前述条项所述的燕尾设备，其中风扇盘联接到燃气涡轮发动机的转子以使风扇叶片旋转，并且其中转子的第一速度小于燃气涡轮发动机的第二速度的一半。
[0058]
一种用于风扇叶片除冰的设备，所述设备包括：风扇锥形体，所述风扇锥形体包括容纳加压热空气的腔，所述风扇锥形体包括在腔中的风扇盘，风扇盘联接到风扇叶片，和燕尾密封件，所述燕尾密封件联接到风扇盘，燕尾密封件将加压热空气从腔传输到燕尾腔，燕尾密封件包括至少一个排放端口，至少一个排放端口对应于风扇叶片的根部中的至少一个孔，至少一个排放端口将加压热空气从腔传输到燕尾腔。
[0059]
根据任一前述条项所述的设备，其中腔连接到涡轮发动机，并且其中加压热空气从涡轮发动机传输到腔，加压热空气包括来自包括在涡轮发动机中的氢燃料电池的排气热空气或加热空气中的至少一种。
[0060]
根据任一前述条项所述的设备，其中至少一个排放端口是燕尾密封件中的多个孔。
[0061]
根据任一前述条项所述的设备，其中至少一个排放端口是风扇盘的孔洞中的槽。
[0062]
根据任一前述条项所述的设备，其中至少一个排放端口是燕尾密封件或风扇盘中的至少一个的齿形轴向表面。
[0063]
根据任一前述条项所述的设备，其中加压热空气经由风扇叶片的根部中的至少一个孔从燕尾腔传输到风扇叶片中的多个空气腔，多个空气腔使用加压热空气来加热风扇叶
片的表面。
[0064]
根据任一前述条项所述的设备，其中加压热空气经由风扇叶片的尖端、风扇叶片的表面或风扇叶片的后缘中的至少一个从多个空气腔排出。
[0065]
根据任一前述条项所述的设备，其中风扇盘联接到燃气涡轮发动机的转子以使风扇叶片旋转，并且其中转子的第一速度小于燃气涡轮发动机的第二速度的一半。
[0066]
一种用于风扇叶片除冰的方法，所述方法包括在联接到风扇盘的风扇叶片的根部中生成至少一个孔，在燕尾件中生成至少一个排放端口，以及经由至少一个排放端口和根部中的至少一个孔将加压热空气从风扇锥形腔排放到风扇叶片。
[0067]
根据任一前述条项所述的方法，其中生成至少一个排放端口包括在风扇锥形腔的孔洞中生成孔。
[0068]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由风扇锥形腔的孔洞中的孔将加压热空气排放到燕尾腔中，其中燕尾腔在风扇盘和风扇叶片之间。
[0069]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由风扇叶片的根部中的至少一个孔将加压热空气从燕尾腔传输到风扇叶片。
[0070]
一种用于风扇叶片除冰的方法，所述方法包括在联接到风扇盘的风扇叶片的根部中生成至少一个孔，在燕尾中生成至少一个排放端口，以及经由至少一个排放端口和根部中的至少一个孔将加压热空气从风扇锥形腔排放到风扇叶片。
[0071]
根据任一前述条项所述的方法，其中生成至少一个排放端口包括在燕尾密封件中生成至少一个孔，燕尾密封件联接至风扇盘。
[0072]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由燕尾密封件中的至少一个孔将加压热空气排放到燕尾腔中，其中燕尾腔在风扇盘和风扇叶片之间。
[0073]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由风扇叶片的根部中的至少一个孔将加压热空气从燕尾腔传输到风扇叶片。
[0074]
一种用于风扇叶片除冰的方法，所述方法包括在联接到风扇盘的风扇叶片的根部中生成至少一个孔，在燕尾中生成至少一个排放端口，以及经由至少一个排放端口和根部中的至少一个孔将加压热空气从风扇锥形腔排放到风扇叶片。
[0075]
根据任一前述条项所述的方法，其中生成至少一个排放端口包括生成燕尾密封件或风扇盘中的至少一个的齿形轴向表面。
[0076]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由齿形轴向表面将加压热空气排放到燕尾腔中，其中燕尾腔在风扇盘和风扇叶片之间。
[0077]
根据任一前述条项所述的方法，进一步包括经由风扇叶片的根部中的至少一个孔将加压热空气从燕尾腔传输到风扇叶片。
[0078]
一种用于风扇叶片除冰的加热气流系统，所述加热气流系统包括风扇锥形体，所述风扇锥形体包括用于容纳加压热空气的腔，所述风扇锥形体包括在腔中的风扇盘，所述风扇盘联接到风扇叶片，以及联接到风扇盘的燕尾密封件，燕尾密封件将加压热空气从腔传输到燕尾腔，燕尾密封件包括至少一个排放端口，至少一个排放端口对应于风扇叶片的根部中的至少一个孔，至少一个排放端口将加压热空气从腔传输到燕尾腔。
[0079]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中腔连接到涡轮发动机，并且其中加压热空气从涡轮发动机传输到腔，加压热空气包括来自包括在涡轮发动机中的氢燃料电池
的排气热空气或加热空气中的至少一种。
[0080]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中至少一个排放端口是燕尾密封件中的多个孔。
[0081]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中至少一个排放端口是风扇盘的孔洞中的槽。
[0082]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中至少一个排放端口是燕尾密封件或风扇盘中的至少一个的齿形轴向表面。
[0083]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中加压热空气经由风扇叶片的根部中的至少一个孔从燕尾腔传输到风扇叶片中的多个空气腔，多个空气腔使用加压热空气来加热风扇叶片的表面。
[0084]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，其中加压热空气经由风扇叶片的尖端、风扇叶片的表面或风扇的后缘中的至少一个从多个空气腔中排出。
[0085]
根据任一前述条项所述的加热气流系统，风扇盘联接到燃气涡轮发动机的转子以使风扇叶片旋转，并且其中转子的第一速度小于燃气涡轮发动机的第二速度的一半。
[0086]
尽管本文公开了某些示例系统、方法、设备和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有系统、方法、设备和制品。
[0087]
所附权利要求在此通过引用并入本详细描述，每个权利要求独立作为本公开的单独实施例。

技术特征：
1.一种用于风扇叶片除冰的设备，其特征在于，所述设备包括：风扇锥形体，所述风扇锥形体包括腔，所述腔用来容纳加压热空气，所述风扇锥形体包括在所述腔中的风扇盘，所述风扇盘联接到所述风扇叶片；和燕尾密封件，所述燕尾密封件联接到所述风扇盘，所述燕尾密封件包括至少一个第一孔，其中所述至少一个第一孔对应于所述风扇叶片的根部中的至少一个第二孔。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述腔连接到涡轮发动机，并且其中所述加压热空气从所述涡轮发动机传输到所述腔，所述加压热空气包括来自包括在所述涡轮发动机中的氢燃料电池的排气热空气或加热空气中的至少一种。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述风扇盘包括燕尾腔，并且其中所述加压热空气经由所述燕尾密封件中的所述至少一个第一孔从所述腔传输到所述燕尾腔。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其中所述加压热空气经由所述至少一个第二孔从所述燕尾腔传输到所述风扇叶片中的多个空气腔，所述多个空气腔使用所述加压热空气来加热所述风扇叶片的表面。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，其中所述加压热空气经由所述风扇叶片的尖端、所述风扇叶片的所述表面或所述风扇叶片的后缘中的至少一个从所述多个空气腔排出。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中所述风扇盘联接到燃气涡轮发动机的转子以使所述风扇叶片旋转，并且其中所述转子的第一速度小于所述燃气涡轮发动机的第二速度的一半。7.一种用于风扇叶片除冰的燕尾设备，其特征在于，所述燕尾设备包括：联接器，所述联接器连接到风扇锥形体的腔中的风扇盘；和燕尾密封件，所述燕尾密封件联接到所述风扇盘，所述燕尾密封件包括至少一个排放端口和在所述风扇盘与所述风扇叶片之间的燕尾腔，其中加压热空气经由所述至少一个排放端口从所述风扇锥形体的所述腔传输到所述燕尾腔。8.根据权利要求7所述的燕尾设备，其特征在于，其中所述腔连接到涡轮发动机，并且其中所述加压热空气从所述涡轮发动机传输到所述腔，所述加压热空气包括来自包括在所述涡轮发动机中的氢燃料电池的排气热空气或加热空气中的至少一种。9.根据权利要求7所述的燕尾设备，其特征在于，其中所述至少一个排放端口是所述燕尾密封件中的至少一个孔。10.根据权利要求7所述的燕尾设备，其特征在于，其中所述至少一个排放端口是所述腔的孔洞中的槽。

技术总结
公开了用于风扇叶片除冰的方法、设备、系统和制品。用于风扇叶片除冰的示例设备包括风扇锥形体，该风扇锥形体包括用于容纳加压热空气的腔，该风扇锥形体包括在腔中的风扇盘，该风扇盘联接到风扇叶片，以及燕尾密封件，该燕尾密封件联接到风扇盘，该燕尾密封件包括至少一个第一孔，其中至少一个第一孔对应于风扇叶片的根部中的至少一个第二孔。片的根部中的至少一个第二孔。片的根部中的至少一个第二孔。


技术研发人员：郑莉 尼古拉斯
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2022.12.02
技术公布日：2023/6/7