[發明專利]軸向渦輪機的具有除冰裝置的分流器鼻

有效

• 申請號: 201310757189.4
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103867237A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: F·西塞
• 申請（專利權）人: 航空技術空間股份有限公司
• 主分類號: F01D25/02
• 分類號: F01D25/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 曲瑩

技術領域

本發明涉及一種雙流軸向渦輪機。具體地，本發明涉及雙流軸向渦輪機的分流器鼻(splitter?nose)，該鼻將輸入氣流分流成主流和副流。更準確地，本發明涉及為分流器鼻除冰。

背景技術

為了使噴氣發動機的推力優化，所述噴氣發動機具有多個環形氣流。主流穿過壓縮機和燃燒室，然后在渦輪中膨脹。副流繞過壓縮機、燃燒室和渦輪，然后在噴氣發動機的出口處重新加入主流。所述氣流被位于壓縮機上游的分流器鼻分開。所述分流器鼻的形狀使得其能夠分開進入渦輪機的氣流，并限制其進入壓縮機。由于位于進氣風扇的葉片下游，所以所述分流器鼻暴露于外物的攝入。

進入渦輪機的空氣在分流器鼻處為大氣溫度。這些溫度在某一高度可下降至-50℃。在有濕氣存在的情況下，可在該鼻上形成冰。在飛行期間，該冰可膨脹，并在壓縮機定子葉片的頂端聚集成塊。

這些塊可改變該鼻的幾何形狀，并影響進入壓縮機的空氣的流動，這會降低性能。隨著尺寸增大，這些塊會變得特別重。其后，所述塊可分離并被壓縮機攝入，這會損壞轉子和定子葉片。該攝入由于其不首先穿過進氣風扇，所以特別有破壞性。

為了限制這樣的冰的形成，分流器鼻配有去冰器。

專利US656176082公開了一種利用廢氣除去分流器鼻的冰的系統。鼻由外壁和外殼形成。所述外殼支撐一排環形的定子葉片。分流器鼻包括容納外殼的上游邊緣的圓形狹縫。制成狹縫界面，以便形成通過元件的厚度的軸向通道。這些通道允許廢氣循環，這具有加熱分流器鼻的前緣的效果。因此很好地防止所述分流器鼻的冰的形成。然而，該解決方案需要復雜的機械操作。效率主要集中于通道，并取決于材料的熱導率。如果熱導率低，則難以選擇另一材料，比方說更強更輕的材料。此外，該系統需要拋棄來自噴氣發動機的一部分廢氣。

另一種已知的解決方案是使用需要被冷卻的油來除冰。該油可以是發動機油或致動器油，所述油的溫度的控制維持渦輪噴氣發動機并保持其在最佳狀況下操作。

專利EP2075194A1公開了一種用于在噴氣發動機中冷卻油的油氣熱交換器。熱交換器包括布置在分流器鼻內的油路。回路可位于分流器鼻的內面上或位于其厚度中。該系統在冷卻油的同時允許有效地去除鼻的冰。然而，該交換器實現起來結構復雜。當分流器鼻的上游端例如由于機械強度的原因而較厚時，所述交換器的效率在該處降低。

專利EP1942249A2公開了一種用于將熱傳遞至渦輪機的系統。系統包括一組圍繞渦輪機的分流器鼻的周邊延伸的管道。在所述分流器鼻的周邊上，管道被容納在界定主流與副流的壁之間的環形空腔中。管道在機械上被保護。由于所述管道被壓在限定副流的壁上，所以它們使得促進除霜的熱傳導成為可能。然而，管道的效率由于將它們分開的距離而在分流器鼻的前緣處降低。鼻的頂端大而重，因此具有高的熱慣性。當系統必須以間斷的方式操作時，其反應不太迅速。由于在管道附近的元件的厚度變化，所以可能一個部分是冷的，而同時另一部分是熱的，或者至少處于遠遠高于除霜所需的溫度。這樣的系統的操作是不均一的。此外，管道(相對于機器的旋轉軸線)主要位于鼻的上部或外部。在下部(或者內部)效率低，并且可能允許在定子的外殼上產生冰。

發明內容

技術問題

本發明旨在解決由現有技術提出的問題中的至少一個問題。本發明還旨在改善油除冰系統在分流器鼻的上游部分中的效率。本發明還旨在改善油除冰系統在第一定子級上游的效率。本發明還旨在減輕配有油除冰裝置的分流器鼻。本發明還旨在減輕分流器鼻。

技術解決方案

本發明涉及一種軸向渦輪機的分流器鼻，所述分流器鼻設計成將進入渦輪機的環形流分成主流和副流，所述鼻包括：

-環形前緣；

-用于主流和副流的導壁，從所述前緣延伸；

-前緣除冰通道，沿著所述邊緣環形地延伸，所述通道設計成引導流體；

其中，所述通道包括形成所述前緣的壁。

根據本發明的有利實施方式，流體包括空氣、氣體、油或它們中的至少兩種的組合。

根據本發明的有利實施方式，除冰通道的橫截面具有封閉輪廓，用于主流和副流的引導表面被固定至所述壁。

根據本發明的有利實施方式，封閉輪廓具有圓形或橢圓輪廓，橢圓的長軸相對于所述鼻的主流軸線在渦輪機的上游和中心傾斜，傾角優選地在5°與30°之間。

根據本發明的有利實施方式，除冰通道壁的橫截面具有開放輪廓，所述開放輪廓形成環形空腔，所述環形空腔具有主流和副流的導壁中的至少一個，優選地具有副流的導壁。