[发明专利]轴向涡轮机的具有除冰装置的分流器鼻

说明书

技术领域

本发明涉及一种双流轴向涡轮机。具体地，本发明涉及双流轴向涡轮机的分流器鼻(splitter nose)，该鼻将输入气流分流成主流和副流。更准确地，本发明涉及为分流器鼻除冰。

背景技术

为了使喷气发动机的推力优化，所述喷气发动机具有多个环形气流。主流穿过压缩机和燃烧室，然后在涡轮中膨胀。副流绕过压缩机、燃烧室和涡轮，然后在喷气发动机的出口处重新加入主流。所述气流被位于压缩机上游的分流器鼻分开。所述分流器鼻的形状使得其能够分开进入涡轮机的气流，并限制其进入压缩机。由于位于进气风扇的叶片下游，所以所述分流器鼻暴露于外物的摄入。

进入涡轮机的空气在分流器鼻处为大气温度。这些温度在某一高度可下降至-50℃。在有湿气存在的情况下，可在该鼻上形成冰。在飞行期间，该冰可膨胀，并在压缩机定子叶片的顶端聚集成块。

这些块可改变该鼻的几何形状，并影响进入压缩机的空气的流动，这会降低性能。随着尺寸增大，这些块会变得特别重。其后，所述块可分离并被压缩机摄入，这会损坏转子和定子叶片。该摄入由于其不首先穿过进气风扇，所以特别有破坏性。

为了限制这样的冰的形成，分流器鼻配有去冰器。

专利US656176082公开了一种利用废气除去分流器鼻的冰的系统。鼻由外壁和外壳形成。所述外壳支撑一排环形的定子叶片。分流器鼻包括容纳外壳的上游边缘的圆形狭缝。制成狭缝界面，以便形成通过元件的厚度的轴向通道。这些通道允许废气循环，这具有加热分流器鼻的前缘的效果。因此很好地防止所述分流器鼻的冰的形成。然而，该解决方案需要复杂的机械操作。效率主要集中于通道，并取决于材料的热导率。如果热导率低，则难以选择另一材料，比方说更强更轻的材料。此外，该系统需要抛弃来自喷气发动机的一部分废气。

另一种已知的解决方案是使用需要被冷却的油来除冰。该油可以是发动机油或致动器油，所述油的温度的控制维持涡轮喷气发动机并保持其在最佳状况下操作。

专利EP2075194A1公开了一种用于在喷气发动机中冷却油的油气热交换器。热交换器包括布置在分流器鼻内的油路。回路可位于分流器鼻的内面上或位于其厚度中。该系统在冷却油的同时允许有效地去除鼻的冰。然而，该交换器实现起来结构复杂。当分流器鼻的上游端例如由于机械强度的原因而较厚时，所述交换器的效率在该处降低。

专利EP1942249A2公开了一种用于将热传递至涡轮机的系统。系统包括一组围绕涡轮机的分流器鼻的周边延伸的管道。在所述分流器鼻的周边上，管道被容纳在界定主流与副流的壁之间的环形空腔中。管道在机械上被保护。由于所述管道被压在限定副流的壁上，所以它们使得促进除霜的热传导成为可能。然而，管道的效率由于将它们分开的距离而在分流器鼻的前缘处降低。鼻的顶端大而重，因此具有高的热惯性。当系统必须以间断的方式操作时，其反应不太迅速。由于在管道附近的元件的厚度变化，所以可能一个部分是冷的，而同时另一部分是热的，或者至少处于远远高于除霜所需的温度。这样的系统的操作是不均一的。此外，管道(相对于机器的旋转轴线)主要位于鼻的上部或外部。在下部(或者内部)效率低，并且可能允许在定子的外壳上产生冰。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决由现有技术提出的问题中的至少一个问题。本发明还旨在改善油除冰系统在分流器鼻的上游部分中的效率。本发明还旨在改善油除冰系统在第一定子级上游的效率。本发明还旨在减轻配有油除冰装置的分流器鼻。本发明还旨在减轻分流器鼻。

技术解决方案

本发明涉及一种轴向涡轮机的分流器鼻，所述分流器鼻设计成将进入涡轮机的环形流分成主流和副流，所述鼻包括：

-环形前缘；

-用于主流和副流的导壁，从所述前缘延伸；

-前缘除冰通道，沿着所述边缘环形地延伸，所述通道设计成引导流体；

其中，所述通道包括形成所述前缘的壁。

根据本发明的有利实施方式，流体包括空气、气体、油或它们中的至少两种的组合。

根据本发明的有利实施方式，除冰通道的横截面具有封闭轮廓，用于主流和副流的引导表面被固定至所述壁。

根据本发明的有利实施方式，封闭轮廓具有圆形或椭圆轮廓，椭圆的长轴相对于所述鼻的主流轴线在涡轮机的上游和中心倾斜，倾角优选地在5°与30°之间。

根据本发明的有利实施方式，除冰通道壁的横截面具有开放轮廓，所述开放轮廓形成环形空腔，所述环形空腔具有主流和副流的导壁中的至少一个，优选地具有副流的导壁。