專利名稱：用于除去渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩的前緣的冰霜的系統(tǒng)的制作方法
用于除去渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩的前緣的冰霜的系統(tǒng)
本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩的除霜，特別用于飛行器。
眾所周知，如有必要(為了防止霜的形成或除去已經(jīng)形成的霜)， 這樣的渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩的前緣通過與增壓的熱空氣一起加熱 被除霜，該熱空氣取自所述渦輪發(fā)動機(jī)并且通過用于使熱空氣循環(huán)的管
路被引導(dǎo)向所述前緣。該取自發(fā)動機(jī)的增壓的熱空氣處于高溫，例如500 。C左右，從而使得所述管道輻射熱量并且所述空氣進(jìn)口罩的對熱度敏感 的周圍結(jié)構(gòu)(例如由復(fù)合材料制成的隔音板)必須被保護(hù)而免于受熱。 此外，為了顯而易見的安全原因，如果發(fā)生增壓的熱空氣泄漏或者如果 發(fā)生所述管道破裂，那么也必須為所述的周圍結(jié)構(gòu)提供保護(hù)。
因此，文獻(xiàn)EP-1 251 257公開了一種用于渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口 罩，特別用于飛行器，所述空氣進(jìn)口罩設(shè)置有用于除去其前緣的霜的裝 置，并且為此包括
- 中空的前緣，它限定由第一內(nèi)部搶壁封閉的環(huán)形室；
- 增壓的熱空氣供應(yīng)管道，它被用于在它與所述前緣相對的后端 連接增壓的熱空氣管路，并且在其朝向所述前緣的前端連接噴射器，該 噴射器把所述增壓的熱空氣噴射到所述環(huán)形室內(nèi)，所述供應(yīng)管道被至少 部分地設(shè)置在隔搶內(nèi)，該隔艙在前部^皮所述第一內(nèi)部搶壁限定，并且在 后部一皮第二內(nèi)部艙壁限定；以及
- 內(nèi)部保護(hù)封套，它被設(shè)置在所述隔艙內(nèi)，并且限定包圍所述供 應(yīng)管道的隔離體積。
因此，在這個已知的空氣進(jìn)口罩內(nèi)，所述管道與空氣進(jìn)口罩的剩余 內(nèi)部空間隔離，并且所述連續(xù)且完整的內(nèi)部保護(hù)封套使周圍結(jié)構(gòu)能被保 護(hù)而免于遭受熱輻射和增壓的熱空氣泄漏，并且也免于遭受所述管道的 破裂的影響?？諝膺M(jìn)口開口和出口開口的設(shè)置使得有可能在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時 實(shí)現(xiàn)隔離體積的恒定的內(nèi)部換氣，從而限制供應(yīng)管道的熱輻射，熱敏感 的周圍結(jié)構(gòu)因此被保護(hù)而免于遭受與向高溫的暴露有關(guān)的任何破壞或 老化。如果發(fā)生管道泄漏、破裂或爆炸，熱空氣通過出口開口被排放到 外部，從而再次使得所述周圍結(jié)構(gòu)被保護(hù)而免于遭受增壓的熱空氣。
這個已知的空氣進(jìn)口罩從而極好地完成了其熱保護(hù)所述周圍結(jié)構(gòu)的功能。然而，實(shí)際上，為了防止所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套(通常由鋼鐵支制成)在溫度的作用硝縱向膨脹對所述第一和第二艙壁施加壓力，促使人們實(shí)施下述兩個部件中的每一個兩部分式彼此嵌套的供應(yīng) 管道和保護(hù)封套，所述兩個部分能夠以密封的方式彼此相對滑動。
因此，由于所述管道和所述封套的長度的熱增大被形成所述部件的 所述兩個部分的可伸縮的滑動所吸收。
然而，必須指出，在所述供應(yīng)管道內(nèi)循環(huán)的熱空氣處于高壓之下， 例如10-20巴，其結(jié)果是這個內(nèi)部壓力在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時用于使所述供 應(yīng)管道的兩個部分彼此分離，以及如果發(fā)生所述供應(yīng)管道破裂使所述供 應(yīng)管道的兩個部分和保護(hù)封套的兩個部分彼此分離的作用。所以這就導(dǎo) 致壓力通過所述供應(yīng)管道和/或所述保護(hù)封套的兩個部分被施加到所述 搶壁上，所述壓力趨于通過使艙壁朝隔艙的外部凸出而使所述艙壁變 形。從而變得必須提供用于抵消這種凸出的既重又貴的加固。
本發(fā)明的主題是一種除霜系統(tǒng)，它使得有可能避免艙壁的變形而無 需因此使用對于所述艙壁的加固。
為此，根據(jù)本發(fā)明，用于除去渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩的前緣的霜 的系統(tǒng)，特別用于飛行器，所述前緣是中空的而且限定由第一內(nèi)部艙壁 封閉的環(huán)形室，并且所述除霜系統(tǒng)包括
- 增壓的熱空氣供應(yīng)管道，它被用于在它與所述前緣相對的后端 連接增壓的熱空氣管路，并且在其朝向所述前緣的前端連接噴射器，該 噴射器把所述增壓的熱空氣噴射到前緣的所述環(huán)形室內(nèi)，所述供應(yīng)管道 穿過所述空氣進(jìn)口罩的隔艙，該隔艙在前部被所述第一內(nèi)部艙壁限定， 并且在后部被第二內(nèi)部艙壁限定；以及
- 內(nèi)部保護(hù)封套，它被設(shè)置在所述隔艙內(nèi)，并且限定包圍所述供 應(yīng)管道的隔離體積，
該系統(tǒng)的特征在于
- 所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套是縱向剛性的；
- 在一個側(cè)面上，所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套被剛性地固定在 所述搶壁之一上；以及
- 在另一個側(cè)面上
. 所述保護(hù)封套能夠相對于設(shè)置在另一個艙壁中的滑動軸承滑 動；以及
所述供應(yīng)管道通過彈性壁被連接在所述保護(hù)封套上，該彈性壁 封堵所述的隔離體積并且允許在所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套之間才目 7于的纟從向運(yùn)動。
因此，不僅所述供應(yīng)管道自身承受熱空氣壓力，而且另外所述保護(hù) 封套能相對于所述艙壁之一滑動，并且所述供應(yīng)管道能相對于所述保護(hù) 封套滑動。所以，這樣的結(jié)果是，沒有變形力能通過供應(yīng)管道和/或保護(hù) 封套被施加到所述搶壁上。
所述滑動軸承可被設(shè)置在所述第 一 內(nèi)部搶壁上或所述第二內(nèi)部論 壁上。
在一個特別筒單的實(shí)施例中，所述彈性壁由彈簧墊圏形成，該彈簧 墊圈相對于所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套以至少近似正交的方式^皮設(shè) 置。為了增加它的縱向彈性，所述墊圈可具有同心的波形。有利地，所 述彈簧墊圈包括彈簧鋼或類似物，并且沿內(nèi)部和外部周邊被相應(yīng)地焊接 到所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套上。
彈簧墊圏可被設(shè)置在供應(yīng)管道的變窄部的位置上，從而使得它的寬 度有可能被增大。在該情況下，有利的是在所述彈簧墊圈的上游設(shè)置用 于熱空氣的錐形導(dǎo)向表面，以便引起所述增壓的熱空氣朝所述供應(yīng)管道 的所述變窄部會聚。
保護(hù)封套的后端可通過配合的法蘭被連接到熱空氣管路上，那樣的 話，所述彈簧墊圏和所述變窄部有利地位于法蘭的位置上，該法蘭與所 述保護(hù)封套的后端連接成一體。另外，所述錐形導(dǎo)向表面可被與所述熱 空氣管路連接成一體的法蘭承載。
此外，為了裝配和維護(hù)原因，有利的是所述滑動軸承允許用于所述
保護(hù)封套的限定的章動(nutation)運(yùn)動。
附圖的圖示將給出本發(fā)明可如何被實(shí)施的清晰理解。在這些附圖 中，相同的標(biāo)記指示同樣的零件。


圖1以軸向剖面圖示出已知的空氣進(jìn)口罩的前緣；
圖2示意地圖示出圖l所示的已知前緣，并且描繪出本發(fā)明克服的 該已知前緣的擊夾點(diǎn)；
圖3A、 3B和3C以圖2的方式示意地圖示出根據(jù)本發(fā)明的用于除 去前緣的冰的系統(tǒng)的三個不同位置；
圖4以局部示意圖示出圖3A、 3B和3C所示的除霜系統(tǒng)的實(shí)際典
型實(shí)施例；
圖5在放大的比例上示出圖4的細(xì)節(jié)；以及
圖6圖示出圖3A、 3B和3C所示的除霜系統(tǒng)的變化實(shí)施例。
環(huán)繞飛行器渦輪發(fā)動機(jī)(未另外表示)的空氣進(jìn)口 3的罩2的前緣1被設(shè)置有已知的除霜裝置，包括
內(nèi)部外周室4，它形成于中空的前緣l內(nèi)，并且^&環(huán)狀的內(nèi)部前
艙壁5封閉，該內(nèi)部前艙壁被固定在罩2的上表面?zhèn)让?E和下表面?zhèn)?br> 面21上;
增壓的熱空氣供應(yīng)管道6，它被用于在它與所述前緣1相對的后 端6R連接增壓的熱空氣的管路7，并且在其前端6A連接噴射器8,該
增壓的熱空氣來源于渦輪發(fā)動機(jī)的熱流發(fā)生器(未示出)，該噴射器把 所述增壓的熱空氣噴射到前緣1的所述內(nèi)部室4內(nèi)；以及
環(huán)繞所述供應(yīng)管道6的管狀保護(hù)封套9。
供應(yīng)管道6和保護(hù)封套9穿過隔搶10，該隔搶在前部被所述內(nèi)部前 搶壁5限定，并且在后部被環(huán)狀的內(nèi)部后艙壁11限定，該內(nèi)部后搶壁 一皮固定在上表面?zhèn)让?E和下表面?zhèn)让?1上，而且管道6的所述后端6R 穿過該內(nèi)部后艙壁。因此，所述保護(hù)封套9與前搶壁5和后搶壁11共 同限定出隔離體積12。
在圖1和圖2所示的這個已知實(shí)施例中，供應(yīng)管道6和保護(hù)封套9 實(shí)際上都由兩個部分形成，分別是6.1、 6.2和9.1、 9.2。所述供應(yīng)管道 6的兩個部分6.1、 6.2被^皮此相對套疊地安裝，并且被滑動密封裝置或 伸縮管13以密封的方式連接在一起。同樣地，保護(hù)封套9的兩個部分 9.1和9.2被套疊地安裝，并且被滑動密封裝置或伸縮管14以密封的方 式連4妄在一起。
另外，部分6.1和9.1被剛性地固定在前艙壁5上，同時部分6.2和 9.2被剛性地固定在后艙壁11上。
容易理解，呈兩個套管部分6.1、 6.2和9.1、 9.2的形式的供應(yīng)管道 6和保護(hù)封套9的制造使得有可能消除施加在所述前艙壁5和11上的壓 力，該壓力由供應(yīng)管道6和保護(hù)封套9在熱空氣穿過供應(yīng)管道6的作用 下的熱膨脹所施加。
然而，因?yàn)榇┻^所述供應(yīng)管道6的熱空氣處于高壓之下，該壓力對 供應(yīng)管道6的兩個部分6.1和6.2以及因此對保護(hù)封套9的兩個部分9.1和9.2施加分離作用。
結(jié)果，供應(yīng)管道6以沖壓管的方式作用于隔壁5和11上，該隔壁 向隔艙10的外部凸出，如圖2中的虛線5d和lld示意性所示。不用說， 如果發(fā)生供應(yīng)管道6意外地破裂，熱空氣膨脹進(jìn)入隔離體積12之內(nèi)， 從而使得由所述熱空氣施加在艙壁5和11上的分離作用進(jìn)一步通過保 護(hù)封套9構(gòu)成的更大直徑的千斤頂而增大。因此必須提供應(yīng)用于所述餘 壁5和11的加固(例如連桿，未示出)，以便不但在運(yùn)轉(zhuǎn)時，而且在 萬一發(fā)生供應(yīng)管道6破裂時防止艙壁凸出，這增大了飛行器的成本和質(zhì) 量。
圖3A、 3B和3C示意地表示出根據(jù)本發(fā)明的除霜系統(tǒng)，借助該系 統(tǒng)這些缺點(diǎn)可被克服。與圖1和圖2中所示的已知實(shí)施例相比，在圖3A、 3B和3C中所示的除霜系統(tǒng)中
- 前艙壁5保持不變；
- 供應(yīng)管道6 (呈兩個以密封方式連接的部分6.1和6.2的形式) 被縱向剛性的整體供應(yīng)管道60代替；
- 保護(hù)封套9 (呈兩個以密封方式連接的部件9.1和9.2的形式) 被縱向剛性的整體保護(hù)封套90代替；
- 后艙壁11設(shè)置有滑動軸承15,保護(hù)封套卯的后部90R可相對于該滑動軸承滑動；以及
- 彈性壁16把供應(yīng)管道60的后部60R連接到保護(hù)封套90的后部 90R上，封堵隔離體積12,并且允許在所述后部60R和90R之間相對 的似人向運(yùn)動。
此外，供應(yīng)管道60的前部60A和保護(hù)封套90的前部90A被剛性地 固定在前艙壁5上。
例如，圖3A表示根據(jù)本發(fā)明的除霜系統(tǒng)處于靜止的狀態(tài)，沒有增 壓的熱空氣朝噴射器8流入供應(yīng)管道60。如果，從圖3A所示的狀態(tài)開 始，增壓的熱空氣被允許進(jìn)入所述供應(yīng)管道60內(nèi)，所述管道在溫度(縱 向膨脹)和內(nèi)部壓力(拉伸)的聯(lián)合作用下具有伸長的傾向。在第一個 示例中，保護(hù)封套90仍然是冷的，并且因此保持其固定的長度，從而 使得供應(yīng)管道60的伸長被彈性壁16的縱向變形所允許和容納，如圖3B 所示。
隨后，在供應(yīng)管道60的熱輻射的作用下隨著保護(hù)封套90的溫度增大，該保護(hù)封套90縱向地膨脹，從而使得它的后部90R相對于滑動軸 承15被移位，減小彈性壁16的縱向變形。
如果此刻，如圖3C所示，供應(yīng)管道60破裂，增壓的熱空氣膨脹進(jìn) 入保護(hù)封套90內(nèi)，該保護(hù)封套于是承受所述熱空氣的溫度和壓力。所 以，保護(hù)封套90從而在溫度和壓力的聯(lián)合作用下伸長，并且它的后部 90R相對于軸承15被移位，破裂的供應(yīng)管道的縱向膨脹(見圖3C)被 所述彈性壁16容納，該彈性壁把所述供應(yīng)管道60連接到所述保護(hù)封套 90上。
因此從上述內(nèi)容已知，在每種情況下，管道60的縱向膨脹被保護(hù) 封套90和彈性壁16所控制和容納，因?yàn)榛瑒虞S承15,沒有力被施加到 艙壁5和11上，所述彈性壁16減弱在供應(yīng)管道60和保護(hù)封套90之間 的伸長的差異。
圖4示出圖3A、 3B和3C示意性表示的除霜系統(tǒng)的實(shí)際典型實(shí)施 例。圖5在放大的比例上示出供應(yīng)管道60和保護(hù)封套90的后部60R和90R。
在這個典型的實(shí)施例中
保護(hù)封套90的后部90R被直接滑動地安裝在軸承15的圓柱表 面17上，并且圓柱表面17可被形成在球面18中，該球面另外允許保 護(hù)封套90相對于承載球面18的所述軸承15的底座19做有限幅度的章 動運(yùn)動；
彈性壁16由彈簧墊圏形成，優(yōu)選地由彈簧鋼或類似物制成，以 至少近似正交于供應(yīng)管道60和保護(hù)封套90的方式被設(shè)置，所述墊圈具 有同心的波形20，并且在該墊圈的內(nèi)部和外部周邊一皮相應(yīng)地焊^妄(例如 通過TIG焊接)到后部60R和90R上。
所述彈簧墊圈被設(shè)置在供應(yīng)管道60的后部60R的變窄部21的 位置上，允許隔離體積12的橫截面以及因此所述彈簧墊圏的寬度的局 部增大；
在除霜系統(tǒng)和增壓的熱空氣管路7(在這個例子中包括被保護(hù)封 套7B環(huán)繞的中央管道7A)之間的接合部依靠法蘭22、 23產(chǎn)生，該法 蘭被相應(yīng)地完整地連接到保護(hù)封套90的后部90R上以及連接到管路7 上；
形成壁16的彈簧墊圏被設(shè)置在法蘭22位置，該法蘭與保護(hù)封套90的后部90R連接成一體；以及
- 與管路7連成體的法蘭23包括錐形導(dǎo)向表面24，以便引起在那 里輸送的增壓的熱空氣朝供應(yīng)管道60的變窄部21會聚，并且這樣一 來，保護(hù)彈簧墊圏16免于遭受入射的增壓的熱空氣流。
雖然，在圖3A、 3B、 3C和圖4中，前艙壁5已被表示為固定的， 并且后艙壁ll已被表示為設(shè)置有軸承15,該軸承用于允許保護(hù)封套90 的后部90R的縱向滑動運(yùn)動，但是從前述內(nèi)容和圖6能容易理解軸7 義 15可被設(shè)置在前壁5上，后壁11被固定。那樣的話，封套90的前部 90A在軸承15內(nèi)滑動，并且彈性壁16連接供應(yīng)管道60和保護(hù)封套90 的前部60A和90A,而同時所述供應(yīng)管道和所述保護(hù)封套的后部60R和 90R^皮剛性地固定到后搶壁11上。
權(quán)利要求
1.一種用于除去渦輪發(fā)動機(jī)的空氣進(jìn)口罩(2)的前緣(1)的霜的系統(tǒng)，特別用于飛行器，所述前緣(1)是中空的而且限定由第一內(nèi)部艙壁(5)封閉的環(huán)形室(4)，并且所述除霜系統(tǒng)包括-增壓的熱空氣供應(yīng)管道(60)，它被用于在它與所述前緣(1)相對的后端(60R)處連接增壓的熱空氣管路(7)，并且在其朝向所述前緣(1)的前端(60A)處連接噴射器(8)，該噴射器把所述增壓的熱空氣噴射進(jìn)入前緣的所述環(huán)形室(4)內(nèi)，所述供應(yīng)管道穿過所述空氣進(jìn)口罩(2)的隔艙(10)，該隔艙在前部被所述第一內(nèi)部艙壁(5)限定，并且在后部被第二內(nèi)部艙壁(11)限定；以及-內(nèi)部保護(hù)封套(90)，它被設(shè)置在所述隔艙(10)內(nèi)，并且限定封入所述供應(yīng)管道的隔離體積(12)，其特征在于-所述供應(yīng)管道(60)和所述保護(hù)封套(90)是縱向剛性的；-在一個側(cè)面上，所述供應(yīng)管道(60)和所述保護(hù)封套(90)被剛性地固定在所述艙壁之一上；以及-在另一個側(cè)面上·所述保護(hù)封套(90)能夠相對于設(shè)置在另一個艙壁上的滑動軸承(15)滑動；以及·所述供應(yīng)管道(60)通過彈性壁(16)被連接在所述保護(hù)封套(90)上，該彈性壁封堵所述的隔離體積(12)并且允許所述供應(yīng)管道(60)和所述保護(hù)封套(90)之間相對的縱向運(yùn)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所述滑動軸承 (l5)被設(shè)置在所述第一內(nèi)部艙壁(5)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所述滑動軸承 (l5)被設(shè)置在所述第二內(nèi)部搶壁(11 )上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3中任一項(xiàng)所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所 述彈性壁(16)由彈簧墊圈形成，該彈簧墊圈相對于所述供應(yīng)管道(60) 和所述保護(hù)封套(90)以至少近似正交的方式被設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所述墊圏具有 同心的波形(20)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4和5中任一項(xiàng)所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所述彈簧墊圏由彈簧鋼構(gòu)成，并且相應(yīng)地沿其內(nèi)部和外部周邊被焊接到所述供應(yīng)管道(60)和所述保護(hù)封套(90)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4~6中任一項(xiàng)所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所 述彈簧墊圈被設(shè)置在所述供應(yīng)管道(60)的變窄部(21)的位置上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于在所述彈簧墊 圈的上游設(shè)置有錐形導(dǎo)向表面(24)，以便引起所述增壓的熱空氣朝所 述供應(yīng)管道(60)的所述變窄部(21 )會聚。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3以及權(quán)利要求7和8中任一項(xiàng)所述的除霜系統(tǒng)， 其特征在于- 保護(hù)封套(90)的后端(90R)通過配合的法蘭(22、 23)被連 接到熱空氣管路(7)上；- 彈簧墊圈(16)和變窄部(21 )位于法蘭(22)位置上，該法 蘭與所述保護(hù)封套(90)的后端(90R)連成一體；以及- 所述錐形導(dǎo)向表面(24)與所述熱空氣管路(7)連成一體的法 蘭(23)承載。
10. 據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的除霜系統(tǒng)，其特征在于所 述滑動軸承(15)允許了用于所述保護(hù)封套的限定的章動運(yùn)動。
全文摘要
用于除去渦輪發(fā)動機(jī)的空氣入口罩的前緣外殼的冰霜的系統(tǒng)，包括熱壓力空氣供應(yīng)管道(60)和保護(hù)殼體(90)，它們是縱向剛性的，并且被剛性地固定到翼箱(10)的隔壁(5)上，其中所述保護(hù)殼體(90)相對于包含在隔壁(11)內(nèi)的滑動軸承(15)是可滑動的，并且所述空氣供應(yīng)管道(60)通過彈性壁(16)被連接到保護(hù)殼體(90)上，該彈性壁封閉隔離的空間(12)并且在空氣供應(yīng)管道(60)和保護(hù)殼體(90)之間使得相對的縱向運(yùn)動能被實(shí)現(xiàn)。
文檔編號F02C7/047GK101203667SQ200680022143
公開日2008年6月18日 申請日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者A·波特 申請人:法國空中巴士公司