防冰分流器头部的制作方法
【技术领域】
[0001]本文中公开的主题涉及涡轮发动机结构，更具体而言，涉及用于改善此种结构的防冰特性的材料和设计。
【背景技术】
[0002]—种常见的飞机动力设备是涡扇发动机，其包括涡轮机核心，该涡轮机核心具有处于连续流动关系的高压压缩机、燃烧器、和高压涡轮。该核心能够以已知的方式操作，以生成推进气体流。由核心排出气体驱动的低压涡轮通过轴来驱动风扇，以生成推进旁通流。低压涡轮还驱动低压压缩机或“增压器”，它对去往高压压缩机的入口流增压。
[0003]某些飞行条件可能使冰在各种发动机结构(诸如发动机的风扇和增压器流路区域)的一些前缘上积聚。所关心的一种具体的前缘结构是发动机的增压器分流器。分流器可包括大体上环形的圈，该圈具有位于风扇轮叶后方的前缘。它作用为从旁通空气流分离用于燃烧(通过增压器)的空气流。
[0004]通常，可能期望在结冰条件期间减少并且/或者防止来自分流器的冰的积聚和脱落体积。这又可减少由于吸入的冰造成的压缩机停转和压缩机机械损伤的风险。某些增压器分流器可采用相对温的压缩机放气(bleed air)来加热，这可减少分流器头部(nose)上的冰积聚。
[0005]问题:使用压缩机放气进行的增压器分流器头部的防冰加热可能涉及对于增压器分流器强度和对增压器分流器头部的热传递能力之间的竞争要求。另外，过多的增压器分流器重量和/或压缩机放气的消耗可能在单位燃料消耗(SFC)方面不利地影响发动机的效率。
【发明内容】
[0006]前述(多个)问题的至少一个解决方案由本公开提供，本公开包括为了例示性教导而非限制性的示例实施例。
[0007]根据本公开至少一些方面的用于燃气涡轮发动机的示例分流器装置可包括:分流器，其包括大体上环形的外壁，该大体上环形的外壁在其前端处基本上限定凸出的前缘；大体上环形的分流器支架，其径向地定位在该外壁内，该分流器支架包括前端，该前端基本上靠着该外壁的分流器内表面而配置；和大体上环形的第一隔壁，其跨在该外壁与该分流器支架之间。该外壁、该分流器支架、和该第一隔壁可共同地基本上限定大体上环形的分流器气室。该分流器支架的前端可在其中包括多个周向地间隔开的、大体上径向地定向的计量槽道。该外壁可包括内部分，该内部分从该分流器内表面大体上径向在内地配置并大体上朝后延伸，该内部分包括多个间隔开的出口槽道。该分流器气室、该计量槽道、和该出口槽道可布置成从该气室，基本上靠着该分流器内表面通过该计量槽道，且通过该出口槽道引导空气流。
[0008]根据本公开至少一些方面的示例燃气涡轮发动机可包括:可旋转风扇；可旋转增压器，其设置在该风扇的后方；涡轮机核心，其设置在该增压器的后方，且能够操作以生成加压燃烧气体流；大体上环形的核心舱(core nacelle)，其设置成径向地围绕该增压器和该涡轮机核心；低压涡轮，其设置在该涡轮机核心的后方，且机械地联接到该增压器和该风扇；翼型件的径向阵列，其设置在该增压器的前方，且基本上被大体上环形的外环带包围；分流器，其设置在该核心舱的前端处且包围该外环带。该分流器可包括:大体上环形的外壁，其在其前端处基本上限定凸出弯曲的前缘；大体上环形的分流器支架，其径向地定位在该外壁内，该分流器支架包括前端，该前端与该外壁的分流器内表面接触地配置；和大体上环形的第一隔壁，其跨在该外壁与该分流器支架之间。该外壁、该分流器支架、和该第一隔壁可基本上限定大体上环形的分流器气室。该分流器支架的前端可在其中包括多个周向地间隔开的、大体上径向地定向的计量槽道。该外壁可包括内部分，该内部分从该分流器内表面大体上径向在内地配置并大体上朝后延伸，该内部分包括多个间隔开的出口槽道。该分流器气室、该计量槽道、和该出口槽道可布置成从该气室，基本上靠着该分流器内表面通过该计量槽道，且通过该出口槽道引导空气流。
【附图说明】
[0009]专利权利要求覆盖范围所要求的主题在本文中被具体地指出和要求保护。然而，本主题及其实施例可通过参考结合附图作出的以下描述来最佳地理解，在附图中:
[0010]图1是包括示例受热增压器分流器的燃气涡轮发动机的半剖视图；
[0011]图2是示例受热增压器分流器的细节剖视图；
[0012]图3是示例分流器支架的透视图；
[0013]图4是示例分流器外壁的细节局部切开透视图；且
[0014]图5是完全根据本公开的至少一些方面的示例防冰分流器受热空气系统的示意图。
【具体实施方式】
[0015]在下面的详细描述中，参考构成该详细描述的一部分的附图。在附图中，相似的符号通常表示相似的构件，除非上下文不同地指出。在该详细描述、附图和权利要求中描述的例示性实施例不意图进行限制。可采用其他实施例，且可作出其他改变，而不脱离在此提出的主题的精神和范围。将容易明白的是，本公开的如在本文中大致描述的和在图中例示的方面可以以多种不同的构造来布置、置换、组合、和设计，所有这些都被清楚地构想且构成本公开的一部分。
[0016]本公开尤其包括涡轮发动机结构，且更具体而言，涉及用于改善此种结构的防冰特性的材料和设计。一般而言，根据本公开至少一些方面的一些示例实施例可构造成减少涡扇发动机的增压器分流器上的冰积累。
[0017]本公开构想，一些增压器分流器可利用压缩机放气而被加热，这可减少分流器头部上的冰积聚。参见美国专利N0.6，561，760和美国专利申请公开N0.2012/0192544，它们通过引用而全部并入本文中。
[0018]图1是根据本公开至少一些方面的包括示例受热增压器分流器38的燃气涡轮发动机16的示意半剖视图。发动机16具有纵轴线100并包括风扇24、共同被称为“低压系统”的低压压缩机或“增压器”26和低压涡轮(“LPT”)28、以及共同被称为“燃气发生器”或“核心”的高压压缩机(“HPC”)30、燃烧器32、和高压涡轮(“HPT”)34。舱18的各种构件和发动机16的静止结构(包括核心舱36)协作，以限定用于核心空气流102的核心流路101和用于旁通流106的旁通管道104。
[0019]大体上环形的静止的增压器分流器38 (或简称“分流器”)可定位在核心舱36的前端处，在旁通管道104与核心流路101之间。分流器38可为单个连续的圈或其可由多个大体上弧形的节段构成。多种合适的材料，诸如金属合金(钛合金)和/或复合材料，可用于构造分流器38。
[0020]大体上环形的歧管70可定位在增压器26的外侧，诸如环形风扇毂框架72的前方。支柱和/或风扇0GV 73可从风扇毂框架72大体上径向向外地延伸，以连结舱18。供给管74的大体上环形的阵列(其可被热隔离)可从歧管70基本上轴向地向前方延伸到分流器38。如下所述，歧管70和/或供给管74可布置成供应一般更温暖的空气到分流器38，以减少其上的冰积聚。
[0021]图2是根据本公开的至少一些方面的示例受热增压器分流器38的详细剖视图。图3是根据本公开的至少一些方面的示例分流器支架54的透视图。图4是根据本公开的至少一些方面的示例分流器外壁40的详细局部切开透视图。
[0022]示例分流器38可包括限定流路表面42的具有凸出弯曲、锥形形状的大体上环形的外壁40。流路表面42可包括径向朝外的部分和径向朝内的部分；这两个部分可由分流器38前端处的空气动力凸出弯曲的前缘44划分。大体上径向对齐、大体上环形的后隔壁46可大体上设置在分流器38的后端附近。大体上径向对齐、大体上环形的前隔壁48可设置在后隔壁46与前缘44之间。外壁40和隔壁46和48可作为一个一体构件而构成。
[0023]分流器38和围绕分流器38且定位在分流器38附近的构件可由诸如金属合金(例如，钛合金)或复合材料(例如碳纤维环氧复合物)的材料制成。
[0024]大体上环形的、大体上轴向对齐的、朝后的