[发明专利]包括开凹口环形腹板的涡轮发动机的扩散器

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮发动机扩散器及一种涡轮发动机，例如，飞行器的喷气式发动机或涡轮螺旋桨发动机，包括设置于环形燃烧室上游的扩散器，该扩散器和燃烧室由基本为柱形的外壳包围。

背景技术

涡轮发动机扩散器可具有大致柱形形式或弯曲的L形形式，包括径向的上游部分，其外周边连接到下游柱形部分，据此，设置于扩散器上游的压缩机末段为轴向段或离心段。在这两种情况中，扩散器均包括两个基本平行的环形腹板，环形腹板延伸到彼此之内并在其间通过基本沿径向的叶片相连。从扩散器排出的空气喷射到由外壳限定的环形封闭体中，从而为燃烧室提供空气供应。

燃烧室包括两种旋转壁，分别为内壁和外壁，在二者间在其上游端通过基本径向的室基底环形壁相连。该室基底壁包括孔，用于安装将空气和燃料的混合物喷射到室内的系统。燃料来自于围绕室纵轴均匀分布并从外壳朝向内部基本沿径向延伸的喷射器。每个喷射器具有基本为L形的形式，并包括上游径向管道，上游径向管道在其径向外端固定于外壳上并在其径向内端连接于基本沿轴向向下游延伸的头或喷嘴，该头接合于用于喷射空气/燃料混合物的系统中。

在现有技术中，扩散器腹板的下游周向边缘位于燃料喷射器的径向管道的轴向上的相对较大距离处。在发动机组件的喷射器的拆卸操作过程中，为使此喷射器向上游沿轴向平移移位以从相应的喷射系统拆除其轴向头，这种距离或这种轴向间隙确实是有必要的。拆卸喷射器特别是为了清除在喷射器头部的可能妨碍室燃料供应的烟灰和焦渣。然而，不会对燃烧室的空气供应造成影响的前述轴向间隙，导致涡轮发动机的长度或轴向尺度增大，并由此导致涡轮发动机的重量增大，这在航空工业中总是不利的。

发明内容

本发明尤其是为了解决这些问题而提供一种简单、高效和经济的方案。

为实现该目的，本发明提供一种涡轮发动机扩散器，包括：两个环形的腹板，这两个腹板延伸到彼此之内并在其间通过大致径向的叶片连接，至少一个所述腹板的下游周向边缘包括围绕所述扩散器的纵轴均匀分布的凹口。

该扩散器可为轴向类型并包括两个相互平行且基本为柱形的腹板，或为扩散器校直器单元的一部分，该单元包括两个具有基本为L形截面的腹板。

本发明进一步提供一种涡轮发动机，例如飞行器的喷气式发动机或涡轮螺旋桨发动机，其特征在于，其包括：例如前述的环形扩散器；和环形燃烧室，其设置于所述扩散器的下游并处于所述涡轮发动机的外壳内，通过设置于所述扩散器与所述室之间并从所述外壳向内部大致沿径向延伸的喷射器向所述燃烧室供应燃料，所述扩散器的所述或每个腹板的下游周向边缘的凹口沿轴向与所述喷射器对准，以此对准方式使每个喷射器可在该喷射器被拆卸时在所述或每个腹板的凹口中向上游平移。

根据本发明，扩散器腹板的凹口准许喷射器缩回，从而足以使喷射器从喷射机构脱开并可将其拆卸。这样，扩散器可与燃料喷射器和燃烧室沿轴向接近，通过这种方式减少甚至是消除扩散器腹板下游周向边缘与喷射器径向管道间的轴向间隙。涡轮发动机的长度于是显著减小。

根据本发明的扩散器可为轴向扩散器或为扩散器校直器单元的一部分。

较佳地，所述扩散器的两个腹板在其下游周向边缘上包括的凹口从一个腹板到另一腹板而两两沿径向排列并沿轴向与所述燃料喷射器对准。

凹口具有例如向下游张开的大致U形或C形的形式。根据燃烧室喷射器的数量，扩散器的所述或每个腹板可包括16至20个围绕扩散器的纵轴均匀分布的凹口。

这些凹口可具有约10mm量级的沿轴向的长度和沿圆向的宽度。凹口的尺度尤其取决于喷射器的尺寸，采用这种方式，当喷射器处于其缩回位置时(其中喷射器与喷射系统脱离接合)，凹口可容纳这些喷射器。凹口的长度由此取决于喷射器头从喷射系统脱离接合所需的距离，凹口的宽度取决于喷射器径向管道的外径或横向障碍。

有利地，所述凹口形成于所述或每个向所述叶片的下游延伸的扩散器腹板的下游端部分上，采用这种方式不会干扰扩散器输出端处的空气流动。所述或每个腹板的下游端部分可通过至少一个附加部或增强部来加强或加固，以此方式限制该端部分在操作过程中的振动。所述或每个腹板的下游周向边缘可进一步为“下垂边缘”类型并通过具有圆滑截面轮廓的环形衔接区连接到基本径向的环形边缘。

附图说明

通过阅读以下参照附图利用非限制性示例提供的描述，可以更好地理解本发明，并且本发明的其他细节、特征和优点会更显而易见，其中：

图1为根据现有技术的扩散器校直器单元和涡轮发动机燃烧室的轴向截面的示意性半视图，