涡轮发动机分离流动混合器制造技术

本发明专利技术涉及一种以纵向轴线(X

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮发动机分离流动混合器


[0001]本专利技术涉及装备飞机的涡轮发动机的喷嘴的一般领域。它更具体地涉及配备有流动混合器的分离流动喷嘴，该流动混合器允许降低喷嘴出口处的喷射噪声，同时仍改进发动机的性能。

技术介绍

[0002]涡轮发动机的分离流动喷嘴通常由会聚流动式发动机舱组成，该发动机舱包含主整流罩和副整流罩，该主整流罩限定了第一环形通道，该第一环形通道用于源自燃烧室的主流(或热流)的通过，而该副整流罩同心地放置在主整流罩周围，以便限定第二环形通道，该第二环形通道用于源自风扇的副流(或冷流)的通过。
[0003]为了降低在此类喷嘴出口处产生的喷射噪声，已知的是使用具有特定设计的混合器，以利于源自涡轮发动机的主流和副流之间的混合。在民用涡轮发动机中使用最多的设计之一是波瓣混合器，它允许在主流和副流之间获得径向剪切，以促进它们的混合。
[0004]更准确地说，这种类型的混合器以正弦状部分的形式出现，该正弦状部分紧固到喷嘴的排气外壳的附连凸缘，并且具有与外部凸角交替的内部凸角，这些凸角分布在排气外壳的整个周缘上。
[0005]在这种类型的混合器中，内部和外部凸角形成凹槽(或斜槽)，该凹槽径向地引导副流流向主流通过的通道，而外部凸角成其它斜槽，这些斜槽径向地引导主流流向副流通过的通道。因此，在混合器的出口处，流动通过剪切在基本上是径向的方向上混合。
[0006]然而，这种类型的波瓣混合器有一定数量的限制。特别是，在排气壳体的附连凸缘处存在潜在的泄漏风险。此外，由于它的正弦形状，制造这种类型的混合器有很大的困难，因此它通常是由几个相互焊接的部件制造的。然而，许多焊缝的存在会在它们那里产生混合器的弱点，并且是由于焊道固有的不良表面条件而导致性能损失的原因。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的主要目标是提出一种不具有此类缺点的分离流动喷嘴的混合器。
[0008]根据本专利技术，这一目标是通过以纵向轴线为中心的涡轮发动机分离流动混合器实现的，该混合器包括：排气外壳；护罩，该护罩直接连接到排气外壳，并旨在混合源自涡轮发动机的流动，所述护罩包括由一系列第一和第二纵向条带形成的金属板，该一系列第一和第二纵向条带通过将第二条带周向地放置于第一条带的任一侧以围绕混合器的纵向轴线周向地分布，第一和第二条带构造成在静止时形成护罩，而在运行时形成在护罩中的凹槽，该凹槽由内部凸角和外部凸角的交替来限定。
[0009]本专利技术的显著之处在于，它提出了利用相同的单个金属板，该金属板包括具有不同热扩张的条带，该条带与排气外壳的臂纵向地对齐以实现波瓣混合器的正弦状部分。在发动机的运行期间，喷嘴的排气外壳被加热，由于排气外壳的臂的存在，位于其下游的部件经历了切向热梯度。其结果是，混合器护罩也被加热，并且在热梯度的影响下，金属板产生
波纹。因此，这些产生的波纹形成了传统混合器的不同的内部凸角和外部凸角。
[0010]因此，根据本专利技术的混合器具有许多优点，特别是由于将形成护罩并包括内部和外部凸角的金属板制成了相同的单个部件的事实，这避免了与焊缝有关的缺点(特别是部件的弱点和性能损失)。此外，该金属板可直接连接至喷嘴的排气外壳，而无需借助附连凸缘，这避免了在其水平处的潜在的泄漏风险。此外，另一个优势在于设施、以及护罩的低维修成本：如果它损坏了，切割损坏部分并用直接钎焊到护罩上的另一部分来替换即可。
[0011]根据这些条带的所期望的热扩张，护罩的第一和第二条带可以具有不同的厚度和/或由不同的材料制成。
[0012]护罩可通过钎焊连接到排气外壳的外部护罩。或者，它可以通过焊接连接到排气外壳的外部护罩。
[0013]当运行时，混合器可以构造成在运行时获得第一和第二条带之间超过100℃的温差，且最好是超过200℃的温差。
[0014]护罩的第一和第二条带有利地由具有高热扩张系数的铝基材料制成。
[0015]优选地，排气外壳的每个臂具有前缘和后缘，后缘与护罩的第一和第二条带之间的接合部轴向地对齐。
[0016]本专利技术的目的还包括涡轮发动机，该涡轮发动机包括分离流动喷嘴，该喷嘴配备有先前限定的混合器。
附图说明
[0017][图1]图1是根据本专利技术的涡轮发动机分离流动混合器在所谓的“冷”构造中的示意性立体图。
[0018][图2]图2示出了在所谓的“热”构造中的图1的混合器。
具体实施方式
[0019]本专利技术适用于配备有分离流动混合器的任何涡轮发动机喷嘴，如图1所示。
[0020]在已知的方式中，喷嘴的混合器2特别包括以分离流动混合器的纵向轴线X
‑
X为中心的护罩4，该分离流动混合器连接到涡轮发动机的排气外壳6。
[0021]当热时，该护罩4以正弦状部分的形式出现，该正弦状部分具有与外部凸角交替的内部凸角，这些凸角分布在排气外壳的整个周缘上。
[0022]内部凸角形成凹槽(或斜槽)，这些凹槽将风扇的冷流(或副流)径向地引导至源自燃烧室的热流(或主流)流过的通道，而其它斜槽的外部凸角将热流径向地引导至冷流流过的通道。因此，在混合器的出口处，流动通过剪切在基本上是径向的方向上混合。
[0023]排气外壳6通常放置在涡轮发动机的低压涡轮的后面，并确保气流的内部和外部连续性，允许将源自燃烧室的热流与源自风扇的冷流分离。
[0024]更准确地说，排气外壳6包括：环形毂8，该环形毂8以纵向轴线X
‑
X为中心；外部护罩10，该外部护罩10与毂8同轴且具有大于后者的直径；以及多个臂12，该多个臂12将毂8连接到外部护罩10。
[0025]形成在毂8和外部护罩10之间的环形空间14在涡轮发动机的低压涡轮出口处界定了主流(或热流)的流动流道。
[0026]排气外壳6还包括多个U型夹16，这些U型夹16相对于外部护罩10径向地向外突出，从而形成用于将排气外壳紧固到挂架的附连点，该挂架紧固到飞机的机翼。
[0027]排气外壳的臂12(例如此处为18个)绕混合器的纵向轴线X
‑
X规则地分布。
[0028]根据本专利技术，混合器的护罩4由相同的单个金属板形成，该金属板直接连接到排气外壳的外部护罩10。
[0029]优选地，混合器的护罩4通过钎焊或焊接连接到喷嘴的排气外壳的外部护罩10。特别地，这种连接无需使用凸缘和其它附连系统(比如螺钉/螺母系统)即可完成。
[0030]仍然根据本专利技术，混合器的护罩4包括沿混合器的纵向轴线X
‑
X周向地分布的一系列第一和第二纵向条带4a、4b，每个第一和第二纵向条带4a、4b与排气外壳6的臂12之一纵向地对齐。
[0031]更准确地说，在出口处的分配通过使第二条带4b和第一条带4a交替来完成，该第二条带4b在热时具有第一温度T1，该第一条带4a在热时具有大于第一温度T1的第二温度T2。换言之，第二条带4b周向地定位在第一条带4a的任一侧。
[0032]第一和第二条带4a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种以纵向轴线(X
‑
X)为中心的涡轮发动机分离流动混合器(2)，包括：排气外壳(6)；护罩(4)，所述护罩(4)直接连接到所述排气外壳(6)，并旨在混合源自所述涡轮发动机的流动，其特征在于，所述护罩(4)包括由一系列第一和第二纵向条带(4a、4b)形成的金属板，所述一系列第一和第二纵向条带(4a、4b)通过将所述第二条带(4b)周向地放置于所述第一条带(4a)的任一侧以围绕所述混合器的所述纵向轴线周向地分布，所述第一和第二条带构造成在静止时形成所述护罩(4)，而在运行时形成在所述护罩中的凹槽，所述凹槽由内部凸角和外部凸角的交替来限定。2.根据权利要求1所述的混合器，其特征在于，所述护罩(4)的第一和第二条带(4a、4b)具有不同的厚度。3.根据权利要求1和2中的一项所述的混合器，其特征在于，所述护罩(4)的所述第一和第二条带(4a、4b)由不同的材料制成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合器，其特征在于，所述护罩(4)通过钎焊连接到所述排气外壳的外部护罩(10)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的混合器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：