CN109695506A - 一种双涵道类型的涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双涵道类型的涡轮机，该涡轮机包括短舱，该短舱限定具有内导管的风扇导管，该涡轮机包括至少一个隔室，该至少一个隔室在内导管或短舱的厚度中产生，所述隔室通过冷壁与风扇导管隔开、并且包括至少一个热敏元件，隔室进一步装备有通风组件，该通风组件包括至少一个通风开口，该至少一个通风开口在冷壁中形成，以便在使用中使来自风扇导管的空气进入隔室，每个通风开口包括无源打开系统，该无源打开系统被安排在隔室中，所述系统包括活动板和活动板的无源致动装置，该活动板能够在打开位置与关闭位置之间移动，在该打开位置，活动板使所述开口露出，在该关闭位置，活动板关闭所述开口，该无源打开系统使活动板这两个位置之间移动。

Description

一种双涵道类型的涡轮机

技术领域

本发明涉及一种双涵道类型的飞行器涡轮机。更具体地，本发明涉及一种旨在为所述涡轮机的隔室通风的通风组件。

背景技术

双涵道涡轮机通常包括其短舱或其内导管的厚度中产生的多个隔室。隔室包括多个热敏系统，并且需要被通风，使得隔室中的温度保持在极限温度之下。为此，来自涡轮机的外部或其风扇导管的冷空气经由斗型件排出、并且在隔室中循环。

斗型件的形状产生阻力，这降低了飞行中的飞行器的性能，特别是在巡航阶段。因此，需要一种用于为涡轮机的隔室通风的通风组件，该通风组件对飞行器的飞行性能具有较小的影响。

发明内容

本发明的目的是克服这个问题，并且本发明涉及一种双涵道类型的涡轮机，该涡轮机包括短舱，该短舱以轴线为中心、并且围绕内导管，该内导管和该短舱在它们之间限定风扇导管，该风扇导管沿该轴线延伸，该涡轮机包括至少一个隔室，该隔室在内导管或短舱的厚度中产生，所述隔室通过冷壁与风扇导管隔开、并且包括至少一个热敏元件，隔室进一步装备有通风组件，该通风组件包括至少一个通风开口，该通风开口在冷壁中形成，以便在使用中使来自风扇导管的空气进入隔室，每个通风开口包括无源打开系统，该无源打开系统被安排在隔室中，所述系统包括活动板和活动板的无源致动装置，该活动板能够在打开位置与关闭位置之间移动，在该打开位置，活动板使所述开口露出，在该关闭位置，活动板使所述开口封闭，该无源打开系统使活动板这两个位置之间移动。

根据本发明的通风组件使得可以通过根据所述元件对冷空气的需要自动展开/回缩来保护隔室的热敏元件免受加热。通风组件对在巡航飞行期间的飞行器的性能具有非常小的影响。此外，由于根据本发明的无源地操作的通风组件不包括电动或液压类型的主动系统，其是易于实施的。

附图说明

本发明的上述特征以及其他特征通过阅读关于附图所给出的对一些示例性实施例的以下描述将变得更加明显，在附图中：

-图1是涡轮机的从沿其纵向轴线的截面观察的示意图，该涡轮机包括装备有根据本发明的在短舱的厚度中产生的通风组件的隔室，该涡轮机还包括装备有根据本发明的在内导管的厚度中产生的通风组件的隔室；

-图2a、图2b、图2c是描绘图1中所展示的、根据本发明的第一实施例的涡轮机隔室通风组件的各个不同状态的示意图；

-图3a、图3b、图3c是类似于图2a至图2c的，描绘图1中所展示的、根据本发明的第二实施例的涡轮机隔室通风组件的各个不同的状态的视图；并且

-图4a、图4b、图4c是类似于图2a至图2c的，描绘图1中所展示的、根据本发明的第三实施例的涡轮机隔室通风组件的各个不同的状态的视图。

具体实施方式

参考图1，双涵道涡轮机1包括环形短舱3，该环形短舱以纵向轴线X(被称为发动机轴线)为中心、并且围绕发动机2。

在当涡轮机1在操作中时气流(箭头F)流动穿过此涡轮机的方向上，发动机2从上游至下游并且以发动机轴线X为中心包括风扇4、发动机转子5、以及喷气管6。

发动机转子5包括当发动机2在操作中时允许风扇4转动的元件。涡轮机1还在风扇4的下游包括与发动机转子5同心的环形内导管7。内导管7包括内壁7a，该内壁与发动机2界定用于热空气20流动的环形导管，该环形导管沿发动机轴线X延伸。

短舱3包括外壁3a和内壁3b、并且构成涡轮机1的外壳体。短舱3围绕与其同心的内导管7。短舱的外壁3a形成涡轮机1的外壁，而短舱3的内壁3b与内导管7的外壁7b界定用于冷空气流动的被称为风扇导管30的环形导管，该风扇导管沿发动机轴线X延伸。

涡轮机包括多个不同的防火隔室40，这些防火隔室例如产生在内导管7的厚度中。每个隔室40中安排有多个热敏元件41。热敏元件的一个实例是液压回路的、油回路的、涡轮机的液压回路或电路的部件。

隔室40通过防火壁42彼此隔开。内导管的每个隔室因此由防火壁42、内导管7的外壁7b、以及内导管7的内壁7a界定，该外壁将隔室40的内部与冷空气流隔开，当发动机2在运行时，该冷空气流在风扇导管30中循环、并且使风扇4转动，该内壁将该隔室的内部与热空气流隔开，该热空气流沿用于热空气20流动的环形导管循环。

按照已知的方式，涡轮机1的一个隔室40装备有通风组件50，该通风组件包括：

·至少一个贯通开口(称为通风开口51)在内导管的外壁7b中形成，以便使来自风扇导管30的冷空气进入隔室40(箭头F1)，以及

·至少另一个贯通开口(称为排放开口52)在所述(一个或多个)通风开口51的下游形成，以便从隔室40朝向风扇导管30移除热空气(箭头F2)。

根据本发明并参考图2a至图2c，每个通风开口51包括无源打开系统60。根据一个实施例，无源打开系统60包括活动板61和无源致动装置62(安排在隔室40中)，该无源致动装置在关闭位置(图2a)与打开位置(图2c)之间致动活动板61，以便对隔室40通风。在关闭位置，活动板61使通风开口51完全封闭，而在打开位置，活动板61使通风开口露出，使得当发动机2在运行时，冷空气可以进入隔室40(箭头F1)。

通过无源致动所知晓的是，致动不借助于外部器件(例如像液压、或气动缸、或电动机)而发生。

活动板61采取形状与通风开口51的形状互补的部件的形式，并且因此具有例如平行六面体的形状(活动板可能是弯曲的，以便与内导管的外壁7b的形状相符)，其长度沿涡轮机的发动机轴线X定向。

活动板采取包括三个不同的部分的Z形臂的形式。活动板61被安装成通过枢转连接件(像瓣阀一样操作)围绕垂直于发动机轴线X的枢转轴线A铰接至隔室40。

活动板具有相互平行并且由中间部件61c连结在一起的第一板件61a和第二板件61b，该中间部件相对于这两个板件的平面倾斜。第一板件61a具有与通风开口51的形状相互补的形状、并且是例如平行六面体形状的，其长度沿发动机轴线X定向。

当活动板61移动到其打开位置时，第一板件61a较深地延伸到隔室内以便使通风开口51露出。

枢转连接件例如由铰链类型的附接件(未描绘)形成，在一方面，该附接件被固定至外壁7b(在隔室的一侧)，并且在另一方面，该附接件被固定至第一板件61a(在面朝隔室40的面的一侧)。作为替代方案，通过使销(未描绘)穿过中U形夹(未描绘)中形成的孔来在活动板61的任一侧形成枢转连接件，该U形夹被安排在内导管的外壁7b上(在隔室的一侧)、并且在活动板61的侧向边缘面中。

无源致动装置62包括安排在隔室40内的固定的管件62a和在管件62a的一部分的区域中围绕管件62a的弹簧62b，该部分被称为移位部分，垂直于发动机轴线X。弹簧62b由形状记忆合金制成，由于该形状记忆合金根据其受到的温度而尽量伸展或收缩，该形状记忆合金是热敏的。

由于管件62a经由例如连接凸缘而被固定至隔室40，该管件被认为是所述有待固定的。

弹簧62b被安排在活动板61与内导管的外壁7b之间，使得其不使隔室40混乱。活动板61的第二板件61b可以包括凹陷61d，以便允许管件62a穿过(如果通过结构证明这是需要的话)。

弹簧62b被调教成当其温度上升到阈值温度以上时朝向极限压缩位置(图2c)不断地压缩，并且在另一方面，当其温度趋于阈值温度时不断地伸展。当弹簧62b的温度接近阈值温度时，达到其极限伸展位置(图2a)。

弹簧62b具有第一末端和第二末端，该第一末端被固定至隔室40的固定的元件(例如被固定至管件62a、防火壁42、内导管的外壁7b)，该第二末端被固定至活动板的第二板件61b(在其面朝隔室40的面的一侧)。

在使用中，当隔室40中的空气的温度超过阈值温度时，弹簧62压缩，并且其第二末端移动更靠近其固定的第一末端，从而使活动板61朝向其打开位置(图2c)移动(图2b)，当弹簧62完全压缩时达到该打开位置。相比之下，随着当隔室40中的温度趋于阈值温度时弹簧伸展，弹簧的第二末端背离第一末端移动，从而使活动板朝向其关闭位置(图2a)移动(图2b)，当弹簧62b完全伸展时达到该关闭位置。

弹簧62b的特征(材料、材料厚度、板材的宽度、簧条的长度等)被选择成使得阈值温度是150℃的量级。弹簧例如由选自以下组合之一的金属对制成：钛和Cr-Ni-Fe(铬，镍-铁)合金或镍和铁，或铜和铝合金，或铜和锌。

根据本发明的通风组件50允许通风开口51被打开到适于隔室40的通风需求的打开程度，以便不会不必要地影响涡轮机1的空气动力学性能，尤其是在巡航阶段期间所使用的发动机速度下。因此，在巡航阶段期间，活动板61是在中间位置(图2b)或在关闭位置(图2a)，并且与活动板是在打开位置(图2c)的例子相比，在通风开口51处所引起的阻力受到相应地限制或为零。

打开位置(图2c)用于当发动机2在地面上怠速运转时，与飞行中由风扇4所吹送的冷空气流速相比，风扇4此时所吹送的冷空气的流速较小。当活动板61在打开位置时，在通风开口51处所引起的阻力相对高，但对飞行中的飞机的性能没有影响。

在本发明的另一个实施例中并结合图3a至图3c，活动板61被安装成在关闭位置(图3a)与打开位置(图3c)之间围绕垂直于发动机轴线X的枢转轴线A，在该关闭位置，活动板61使通风开口51完全封闭，在该打开位置，活动板61在隔室40中移动得更深以使通风开口51露出。

枢转连接件例如由铰链类型的附接件形成，在一方面，该附接件被固定至内导管的外壁7b(在隔室40的一侧)，并且在另一方面，该附接件被固定至板件61(在被定向成朝向隔室40的面的一侧)。

无源致动装置62包括被安排在隔室40内的固定的管件62a，该固定的管件的一个末端与隔室40的热敏元件41接触，并且该无源致动装置进一步包括：

-复位弹簧64(在图3中所展示的实例中以压缩的方式加载)，(由不具有形状记忆的金属材料制成)；

-弹簧62b，该弹簧由围绕管件62a的热敏形状记忆合金制成。

-中间部件65(例如圆柱形形状的)，该中间部件被推入配合到管件62a上、在两个弹簧64、62b之间，并且该中间部件通过杆件63固定至活动板61(在活动板61的面朝隔室40的面的一侧)，该杆件被铰接至中间部件65和活动板61二者。杆件63优选地尽可能地远离枢转轴线A地铰接至活动板61以便获得显著的杠杆臂。

弹簧64和62b与中间部件65被推入配合到管件62a的被称为移位部分的、平行于发动机轴线X延伸的一部分上。

在图3a至图3c中所展示的实例中，无源致动装置62的布局是使得在当涡轮机1在操作中时穿过此涡轮机的气流流动的方向(箭头F)上，复位弹簧位于弹簧62b的上游。

复位弹簧64具有固定至隔室40的固定的元件(例如管件62a、防火壁42、外壁7b)的第一末端和固定至中间部件65的第二末端。就其本身而言，弹簧62b具有固定至隔室的固定的元件的第一末端和固定至中间部件65的第二末端。

弹簧62b被调教成当其温度上升到阈值温度以上时向极限伸展位置(图3c)不断地伸展，在另一方面，随着其温度趋于阈值温度而不断地压缩。当弹簧62b的温度接近阈值温度时，达到该弹簧的极限压缩位置(图3a)。

弹簧62b、64被确定尺寸成使得弹簧64的复位力在弹簧62b处于阈值温度或处于在此阈值温度之下的温度时大于后者所施加的力。

在使用中，当隔室40中的温度超过阈值温度时，弹簧62b伸展，并且其第二末端移动远离其固定的第一末端，从而引起中间部件65的移动、并且因此引起活动板61朝向其打开位置移动(图3b)，当弹簧完全伸展时达到该打开位置(图3c)。

相比之下，当隔室40中的温度趋于阈值温度、弹簧62b压缩时，第二弹簧64施加愈加压缩弹簧62b的力：中间部件65朝向弹簧64b的第一末端移动，因而使活动板61朝向其关闭位置(图3b)移动，当第一弹簧完全压缩时达到该关闭位置(图3a)。

在这个实施例中，形状记忆弹簧62b的记忆效果由复位弹簧64辅助，以便在活动板61移动到其关闭位置期间获得额外的力，在此期间空气(箭头F1)施加趋向于抵抗此移动的力。这种构型将因此优选地用于大尺寸通风开口51的应用，以便不损坏形状记忆弹簧62b。

在本发明的另一个实施例中并结合图4a至图4c，活动板61是滑动活动板，该滑动活动板沿发动机轴线X在被安排在隔室40内在外壁7b上的导轨(未描绘)上滑动。滑动活动板61能够在关闭位置(图4a)与打开位置(图4c)之间移动，在该关闭位置，活动板61使通风开口51完全封闭，在该打开位置，活动板使通风开口完全露出，使得空气可以进入隔室。

用于致动滑动活动板61的无源致动装置62例如与结合图3a至图3c所描述的一个无源致动装置完全相同。

在使用中，当隔室40中的温度超过阈值温度时，弹簧62b伸展、并且其第二末端移动远离其固定的第一末端，从而使中间部件65并且因此使活动板61移动到其打开位置(图4b)，当弹簧62b完全伸展时达到该打开位置(图4c)。

相比之下，当弹簧62b压缩时，第二弹簧64施加愈加压缩弹簧62b的力：中间部件65朝向弹簧64b的第一末端移动，因而使活动板61朝向其关闭位置(图4b)移动，当第一弹簧完全压缩时达到该关闭位置(图4a)。

此外，并且尽管对的内导管7的隔室应用进行了描述，但本发明可以应用于涡轮机1的由防火壁和将隔室的内部与冷空气流隔开的壁所界定的任何其他隔室，该冷空气流的移动是随发动机2的操作而发生的。因此，参考图1，本发明还找到用于使隔室40通风的组件的应用，该隔室在短舱3的厚度中产生(在这种情况下，通风开口51在短舱的下部部分中的内壁3b中形成，如图1中所展示的)，或在分叉部16、17中产生(在这种情况下，通风开口在位于风扇导管30中的分叉部的壁中形成)，这些分叉部位于风扇导管30中、并且通过将短舱3与内导管7彼此连接而为涡轮机1提供机械结合。

在上文所描述的实施例的替代形式中，管件62a与隔室40的至少一个热敏元件41接触，以便像沿其长度传递热敏元件41的热量中的一些热量的热导管一样起作用。

形状记忆弹簧62b与管件62a在其移位部分的区域中接触。

弹簧62b因此到达管件62a的移位部分的温度。此替代形式因此提供了加速弹簧62b的压缩或伸展、并且因此加速活动板61的移动的优点。

为了最优化热传导，管件62a是例如铜管件或填充以导热流体的空心管件。管件还可以由铝、钛、或甚至由不锈钢制成。

Claims (9)

1.一种双涵道类型的涡轮机(1)，所述涡轮机包括短舱(3)，所述短舱以轴线(X)为中心、并且围绕内导管(7)，所述内导管(7)和所述短舱(3)在它们之间限定风扇导管(30)，所述风扇导管沿所述轴线(X)延伸；所述涡轮机(1)包括至少一个隔室(40)，所述至少一个隔室在所述内导管(7)或所述短舱(3)的厚度中产生，所述隔室通过冷壁(7b，3b)与所述风扇导管(30)隔开、并且包括至少一个热敏元件(41)，所述隔室(40)进一步装备有通风组件(50)，所述通风组件包括至少一个通风开口(51)，所述至少一个通风开口在所述冷壁(7b，3b)中形成，以便在使用中使来自所述风扇导管(30)的空气(F1)进入所述隔室(40)，

其特征在于，每个通风开口(51)包括无源打开系统(60)，所述无源打开系统被安排在所述隔室(40)中，所述系统包括活动板(61)和所述活动板(61)的无源致动装置(62)，所述活动板能够在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述活动板(61)使所述开口(51)露出，在所述关闭位置，所述活动板(61)关闭所述开口(51)，所述无源致动装置用于使所述活动板在所述两个位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述装置(62)包括管件(62a)和由热敏形状记忆合金制成的弹簧(62b)，所述弹簧(62b)围绕所述管件(62a)、并且使第一末端固定、并使第二末端机械地连接至所述活动板(61)，以便根据所述弹簧(62b)的温度而使所述活动板(61)在所述两个位置之间移动。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述活动板(61)通过枢转连接件围绕垂直于所述轴线(X)的枢转轴线(A)固定至所述隔室(40)，当从所述关闭位置移动到所述打开位置时，所述活动板(61)在所述隔室(40)中移动得更深。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述活动板(61)在所述轴线(X)的方向上滑动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述形状记忆弹簧(62b)围绕所述管件(62a)的一部分，所述部分平行于所述轴线(X)延伸。

6.根据权利要求3所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述形状记忆弹簧(62b)围绕所述管件(62a)的一部分，所述部分垂直于所述轴线(X)延伸。

7.根据权利要求5所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述无源致动装置(62)进一步包括，推入配合到所述管件(62a)的部分上的：

-复位弹簧(64)，所述复位弹簧还具有固定的第一末端，

-中间部件(65)，所述中间部件围绕所述管件(62a)、并且被安排在所述两个弹簧(64，62b)之间，并且所述中间部件被固定至所述活动板(61)，所述形状记忆弹簧(62b)的第二末端和所述复位弹簧(64)的第二末端在所述中间部件的两侧固定至所述中间部件(65)。

8.根据权利要求6所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述活动板(61)采取Z形臂的形式，所述臂具有相互平行的第一板件(61a)和第二板件(61b)，所述两个板件通过中间部件(61c)连结，所述中间部件相对于所述两个板件的平面倾斜，所述第一板件(61a)具有与所述通风开口(51)的形状互补的形状、并且旨在使所述通风开口(51)关闭或露出，所述形状记忆弹簧(62b)安排在所述冷壁(3b，7b)与所述第二板件(61b)之间、并且使其第二末端机械地连接至所述第二板件(61b)。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的涡轮机(1)，其特征在于，所述管件(62a)与被包括在所述隔室(40)中的热敏元件(41)接触，并且其特征在于，由热敏形状记忆合金制成的弹簧(62b)与所述管件(62a)接触。