本發(fā)明涉及葉輪機械除冰裝置領域。更具體地，本發(fā)明涉及除冰裝置，用于將軸流式葉輪機械壓縮機的進氣處的分流鼻部除冰裝置。本發(fā)明還涉及軸流式葉輪機械，其具體是飛機的渦輪噴射發(fā)動機。

背景技術：

在飛行時，飛機的渦輪噴射發(fā)動機易于結冰。冰的沉積局部形成在某些表面上。冰層的厚度和尺寸增加，其趨于使得飛機變重。而且，這種沉積通過改變表面的幾何形狀而影響葉輪機械的運行，所述表面用于引導渦輪噴射發(fā)動機的運行所需的流動。

壓縮機的進氣部會在分流鼻部附近被阻礙。冰層的發(fā)展將并成轉變?yōu)橄鄬竦姆e冰。葉輪機械的振動會使得冰以固體塊的形式脫離。如果這在壓縮機進氣部處發(fā)生，則這些冰塊會被壓縮機吸入，造成其葉片的損壞。為了避免該風險，分流鼻部裝配防冰或除冰裝置。

文件us2012/0192544a1公開了軸流式葉輪機械，其中壓縮機具有分流鼻部除冰裝置。該裝置通過在鼻部內部讓熱空氣循環(huán)流動而工作，隨后再將空氣噴射到壓縮機中。在再噴射之前，空氣通過管朝向內部穩(wěn)壓室傳導。后者通過徑向凸緣界定，所述徑向凸緣焊接到環(huán)形板，以改善附接和密封。然而，焊接造成膨脹，其對板的正確定位有不利影響，由此降低對熱空氣流動的控制。這對除冰效率有不利的影響。進而，焊接部的密封是相對的。

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的至少一個問題。更具體地，本發(fā)明的目的是改善除冰鼻部的密封。本發(fā)明的目的還在于提出簡單、魯棒、便宜、可靠的方案，以改善性能且易于制造和控制。

技術方案

本發(fā)明涉及用于葉輪機械的分流鼻部的除冰裝置，特別是用于壓縮機，裝置包括分流鼻部，該分流鼻部包括內徑向凸緣且其成形為將葉輪機械的主流動和次流動分開，遮罩布置在分流鼻部內部，除冰環(huán)形空間在鼻部和遮罩之間，特別是用于讓除冰流體循環(huán)流動，且分隔部將環(huán)形空間環(huán)狀地分開，應注意分隔部包括附接到分流鼻部的內凸緣的外徑向凸緣。

在具體實施例中，裝置還可以包括一個或幾個以下特點，其可以單獨存在或作任何技術上的組合：

分流鼻部包括用于使得分隔部中心定位的器件，中心定位器件優(yōu)選被布置為實現(xiàn)分隔部在中心定位器件中的壓配合。

分隔部包括環(huán)形中心定位加厚部分，其與其與中心定位器件成圓形地接觸，和/或中心定位器件包括具有表面狀況ra的內管狀表面，該ra等于或小于3.00μm，優(yōu)選等于或小于1.60μm。

遮罩包括附接到內凸緣的外環(huán)形環(huán)，外凸緣被軸向布置在內凸緣和環(huán)之間。

分隔部基本上沿分流鼻部的整個軸向長度延伸。

分流鼻部包括環(huán)形鉤狀物，外遮罩和/或分隔部軸向接合在該環(huán)形鉤狀物中。

分隔部的上游邊緣包括上游環(huán)形加厚部分，具有用于除冰流體的通道，和/或分隔部的上游邊緣與鉤狀物的背部齊平或成圓形接觸。

裝置包括在內凸緣和外凸緣之間和/或外凸緣和環(huán)之間的密封環(huán)形接口，潛在地通過密封墊圈密封。

裝置包括用于除冰流體的進給管，特別是熱氣體，經(jīng)過分流鼻部的每一個凸緣且與環(huán)形空間連通。

裝置具有在分流鼻部和遮罩之間的圓形排出部，排出部潛在地通過分隔部與環(huán)形空間流體連通。

裝置包括至少一個且優(yōu)選幾個裝配螺栓，將外凸緣附接到內凸緣，且潛在地附接到遮罩。

裝置布置為使得分隔部，潛在地與中心定位器件組合，將環(huán)形空間分為至少三個環(huán)形子空間。

遮罩包括軸向半部，特別是上游半部，其不與分隔部接觸。

遮罩包括成環(huán)形排的葉片，所述葉片徑向地向內延伸，所述排優(yōu)選布置在內凸緣上游和/或在遮罩和在所述葉片附近的分隔部之間沒有接觸。

遮罩包括內環(huán)密封件，特別是用可磨損材料制造的密封件，其優(yōu)選布置在內凸緣的下游。

分流鼻部具有分離表面，其能將流動分開，該表面具有回轉輪廓，在鼻部的前邊緣處具有的曲率半徑r等于或小于5.00cm，優(yōu)選等于或小于1.00cm，且更優(yōu)選等于或小于0.30cm。

分隔部特別是軸向地經(jīng)過環(huán)形空間。

遮罩和分隔部彼此在軸向部分上軸向重疊，在該處裝置具有將遮罩和分隔部分開的管狀隔間。

外環(huán)形環(huán)朝向遮罩的外部徑向地延伸。

鼻部的中心定位器件和/或內凸緣徑向地向內地延伸。

鼻部具有前邊緣，例如形成在環(huán)形鉤狀物上。

鉤狀物軸向向下打開。

一個或多個固定螺栓軸向經(jīng)過內凸緣和/或外凸緣和/或環(huán)。

環(huán)包括至少一個外殼狀部，潛在地包括讓進給管通過的殼狀部。

在拆解狀態(tài)下，中心定位器件的內部直徑為比分隔部區(qū)域的直徑小至少0.30mm，所述分隔部的區(qū)域的目的是與中心定位器件協(xié)作。直徑的這種差實現(xiàn)壓配合，特別是對于0.50m到2m，例如1.7m的中心定位器件的內部直徑來說。

包括鼻部、分隔部和遮罩在內的至少兩個且優(yōu)選三個元件具有相等的膨脹系數(shù)。

中心定位器件軸向布置在鼻部的下游凸緣和前邊緣之間。

分流鼻部的內徑向凸緣為下游凸緣，中心定位器件具有或是徑向中心定位凸緣。

本發(fā)明還涉及用于葉輪機械的分流鼻部的除冰裝置，特別是用于壓縮機，裝置包括分流鼻部，其成形為將葉輪機械的主流動和次流動分開，遮罩布置在環(huán)形壁內部，除冰環(huán)形空間在鼻部和遮罩之間，特別是用于讓除冰流體循環(huán)流動，且分隔部將環(huán)形空間環(huán)狀地分開，應注意鼻部包括用于使得分隔部中心定位的器件，所述分隔部布置為優(yōu)選密封地實現(xiàn)壓配合。

本發(fā)明還涉及葉輪機械壓縮機，特別是低壓壓縮機，包括除冰裝置，應注意裝置是如本發(fā)明所述的裝置，分流鼻部優(yōu)選界定壓縮機的進氣部。

本發(fā)明還涉及葉輪機械，特別是飛機渦輪噴射發(fā)動機，包括除冰裝置，應注意該裝置是本發(fā)明所述的裝置，葉輪機械優(yōu)選包括布置在分流鼻部上游的風扇和/或葉輪機械優(yōu)選包括根據(jù)本發(fā)明的壓縮機。

根據(jù)本發(fā)明的有利實施例，風扇能在飛行中為飛機提供功率。

通常，本發(fā)明每一個目的的有利實施例還適用于本發(fā)明的其他目的。在可能的情況下，本發(fā)明的每一個目的可與其他目的組合。

優(yōu)點

本發(fā)明有助于在確保除冰流體的流量保持在給定范圍的同時保持裝置的密封。預定范圍針對不同操作溫度和葉輪機械的不同振動水平來確保。分隔部保持與其葉片附近的遮罩分開，這限制了振動的傳遞。

該方案簡單，因為其使用將遮罩附接到鼻部所需的螺栓。單個附接操作就可將三個元件連接在一起。

中心定位器件設計為還提供與環(huán)形分隔部的圓形密封。1.60μm的粗糙度ra進一步改善密封。該組裝方法提供了一種密封，其足夠用于所使用的流體和壓力，盡管膨脹現(xiàn)象趨向于使得分隔部和中心定位器件之間的接觸打開。

附圖說明

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的軸流式葉輪機械。

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的葉輪機械壓縮機。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的分流鼻部的分解等軸視圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的分流鼻部除冰裝置的回轉輪廓的橫截面。

具體實施方式

如下所述，術語“內”和“外”是指相對于軸流式葉輪機械的旋轉軸線的位置。軸向方向對應于沿葉輪機械的旋轉軸線運轉的方向。徑向方向垂直于旋轉軸線。上游和下游是指葉輪機械中流動的主方向。

圖1是軸流式葉輪機械的簡化顯示。在該具體情況下，其是雙流動渦輪噴射發(fā)動機。渦輪噴射發(fā)動機2具有稱為低壓壓縮機4的第一壓縮級，稱為高壓壓縮機6的第二壓縮級，燃燒室8，和一個或多個渦輪機級10。在運行時，經(jīng)由中心軸傳遞到轉子12的渦輪機10的機械功率使得兩個壓縮機4和6運動。后者具有與多排定子葉片相關的多排轉子葉片。轉子繞其旋轉軸線14的旋轉由此使得空氣流動產(chǎn)生且逐漸壓縮直到其進入燃燒室8。

入口風扇16聯(lián)接到轉子12且產(chǎn)生空氣流動，其被分為經(jīng)過葉輪機械的上述不同級的主流動18和在與渦輪機出口處與主流動重新匯合之前沿該機械經(jīng)過環(huán)形管道(被部分地顯示)的次流動20。次流動可被加速以產(chǎn)生推力的反作用。主流動18和次流動20為徑向同中心的環(huán)形流動。

圖2是軸流式葉輪機械的壓縮機的橫截面，例如圖1中的那個。壓縮機可以是低壓壓縮機4。圖顯示了分流鼻部22和風扇16的一部分，其在主流動18的主噴射和次流動20的次噴射之間共享從葉輪機械而來的流動。轉子12包括多排轉子葉片24，在該情況下是三個。

低壓壓縮機4包括幾個引導葉片，在該情況下是四個，其每一個包含一排定子葉片26。引導葉片與風扇16有關或與一排轉子葉片有關，以引導空氣流動，例如將流動速度轉換為靜態(tài)壓力。定子葉片26基本上從外殼體或從外遮罩28徑向地延伸。殼體和外遮罩28包括內部密封器件30，其每一個圍繞該一排轉子葉片24且與之相關。可磨損材料的環(huán)形層30施加到外遮罩28的內表面。可磨損材料是在與轉子葉片24接觸時傾向于損壞的材料，以確保轉子葉片不被損壞。

為了保護壓縮機4不受分流鼻部22周圍結冰現(xiàn)象的影響，其裝配有除冰裝置32，該除冰裝置作用在鼻部上，且潛在地作用在被稱為入口引導葉片(igv)的壓縮機4的入口葉片26上。管34的除冰裝置32供應除冰流體。除冰裝置32能防止冰的形成，或熔化已經(jīng)形成的冰。除冰裝置可以交替地運行。

圖3是除冰裝置32的等軸視圖，如圖2所示。

分流鼻部22具有環(huán)形外壁36。后者的外表面38引導且接觸流動(18；20)。在上游，其具有圓形的前邊緣40，該前邊緣使得進入葉輪機械的流動被分流為主流動18和次流動20。在上游端部處，該壁36的形狀為環(huán)形鉤狀物42。其還包括前邊緣40且將流動分流(18；20)。其向回彎以保持外遮罩28。在下游，潛在地在其下游端部處，壁36具有內下游附接凸緣44。中心定位凸緣46布置在前邊緣40和下游內凸緣44之間。鼻部22的這些凸緣(44；46)徑向地向內地延伸且是環(huán)形的。

外遮罩28附接到鉤狀物42。其具有與鉤狀物的內表面接觸的上游管狀表面，其能實現(xiàn)中心定位。凹槽沿該表面的厚度形成，以形成用于除冰流體的排出通道。遮罩28具有外部附接環(huán)48，用于使用螺栓(未示出)附接下游內凸緣44。這些螺栓與軸向對準孔口50接合。

壁36和遮罩28一起限定除冰空間52，用于對分流鼻部22除冰的流體經(jīng)過該除冰空間。該空間通過分隔部54而被分隔空間，分隔部也稱為穩(wěn)壓室。其可以為大致管狀分隔部。該分隔部54可以將空間劃分為形成子空間(56；58；60)的至少兩個環(huán)形隔間。

分隔部54具有外環(huán)形凸緣62，其徑向地向外地延伸，且使用用于將遮罩28連結到鼻部22的螺栓，使得外環(huán)形凸緣附接到環(huán)48且附接到下游內凸緣44。這有助于節(jié)省附接器件且簡化組件，因為單個操作就可實現(xiàn)所有三個元件的附接。

外凸緣62軸向布置在環(huán)48和下游內凸緣44之間。其形成三層堆疊結構，該結構改善剛度。它們之間的界面被密封，以容納除冰流體的流動，且環(huán)密封件(未示出)可以插置。鼻部22、分隔部54和遮罩28可以用相同的鈦合金制造。每一個部件可以為單件部件。開口64經(jīng)過下游內凸緣44和外凸緣64，以接收進給管。

圖4顯示了分流鼻部22的橫截面，如圖3所示。定子葉片26顯示為連接到外遮罩28，代表附接到遮罩的成排葉片。

在輪廓上，在該情況下，環(huán)形空間52被分為三個環(huán)形子空間(56；58；60)。上游外子空間56通過中心定位凸緣46和分隔部54的上游部分界定。在隨主流動18再噴射之前其接收除冰流體66。下游外子空間58中有管經(jīng)過且以鼻部的凸緣(44；46)為框架。內子空間沿基本上分隔部54的整個長度延伸。其保持遮罩28和分隔部54之間的徑向間隙，其提供徑向熱絕緣。這有助于容納遮罩28的熱膨脹。

進給管34分配除冰流體66。管34可以具有單件部分，其軸向通過鼻部的每一個凸緣(44；46)，用于改進密封。除冰流體66有利地是熱氣體，例如從低壓壓縮機獲取。流體66可以從高壓壓縮機或渦輪機獲取。

使用虛線顯示除冰流體66的路徑。其經(jīng)過環(huán)形空間52，且特別是通過上游外子空間56。該隔間中熱氣體的存在有助于加熱鼻部22，且具體是加熱其壁36。如果在其上已經(jīng)形成了任何冰，則其將通過經(jīng)壁36的熱傳導而熔化。流體66可以從裝置經(jīng)由排出部68排放。為此，流體66進入鉤狀物42且分別在遮罩28和分隔部54的上游邊緣周圍運動。通過進入其中，熱流體66接觸鉤狀物42且將前邊緣40附近的部分加熱。熱流體隨后朝向定子葉片26重新噴射，以實現(xiàn)抗結冰的效果。

在葉片26的下游，遮罩28攜帶可磨損層30。該層布置在下游凸緣44和/或外凸緣62的下游。其可以在分隔部54的下游開始布置，這將保護分隔部54不受除冰熱量的影響。因此，其可以包括聚合物。

前邊緣形成圓形葉片。其可以位于垂直于旋轉軸線14的平面中。鼻部的分離表面38可以具有繞軸線14回轉的輪廓。在前邊緣處輪廓的曲率半徑r等于或小于6cm，且優(yōu)選等于或小于4.00mm。

鼻部22包括用于分隔部54的中心定位器件。其可以是它的中心定位凸緣46。中心定位器件46包括管狀表面，其保持環(huán)形分隔部54，確保同中心。中心定位器件46和分隔部54之間的裝配可以是壓配合。在這些元件被拆解時，在它們的、被設計為協(xié)作的區(qū)域中存在至少0.30mm的直徑差。分隔部54的外部直徑基本上大于中心定位器件46的內部直徑?？稍诜指舨康沫h(huán)形過厚部分上測量直徑的差。中心定位器件被設計為用50n到1000n的軸向力使得分隔部裝配到鼻部中，優(yōu)選是100n到500n的力。機械壓配合有助于維持外子空間之間的密封，甚至在膨脹差使得鼻部22打開的情況下也可以。