[发明专利]涡轮发动机分离流动混合器

说明书

本发明涉及一种以纵向轴线(X‑X)为中心的涡轮发动机分离流动混合器(2)，包括：排气外壳(6)；护罩(4)，该护罩(4)直接连接到排气外壳(6)，并旨在混合源自涡轮发动机的流动，所述护罩(4)包括由一系列第一和第二纵向条带(4a、4b)形成的金属板，该一系列第一和第二纵向条带(4a、4b)通过将第二条带(4b)周向地放置于第一条带(4a)的任一侧以围绕混合器的纵向轴线周向地分布，第一和第二条带构造成在静止时形成护罩(4)，而在运行时形成在护罩中的凹槽，该凹槽由内部凸角和外部凸角的交替来限定。

技术领域

本发明涉及装备飞机的涡轮发动机的喷嘴的一般领域。它更具体地涉及配备有流动混合器的分离流动喷嘴，该流动混合器允许降低喷嘴出口处的喷射噪声，同时仍改进发动机的性能。

背景技术

涡轮发动机的分离流动喷嘴通常由会聚流动式发动机舱组成，该发动机舱包含主整流罩和副整流罩，该主整流罩限定了第一环形通道，该第一环形通道用于源自燃烧室的主流(或热流)的通过，而该副整流罩同心地放置在主整流罩周围，以便限定第二环形通道，该第二环形通道用于源自风扇的副流(或冷流)的通过。

为了降低在此类喷嘴出口处产生的喷射噪声，已知的是使用具有特定设计的混合器，以利于源自涡轮发动机的主流和副流之间的混合。在民用涡轮发动机中使用最多的设计之一是波瓣混合器，它允许在主流和副流之间获得径向剪切，以促进它们的混合。

更准确地说，这种类型的混合器以正弦状部分的形式出现，该正弦状部分紧固到喷嘴的排气外壳的附连凸缘，并且具有与外部凸角交替的内部凸角，这些凸角分布在排气外壳的整个周缘上。

在这种类型的混合器中，内部和外部凸角形成凹槽(或斜槽)，该凹槽径向地引导副流流向主流通过的通道，而外部凸角成其它斜槽，这些斜槽径向地引导主流流向副流通过的通道。因此，在混合器的出口处，流动通过剪切在基本上是径向的方向上混合。

然而，这种类型的波瓣混合器有一定数量的限制。特别是，在排气壳体的附连凸缘处存在潜在的泄漏风险。此外，由于它的正弦形状，制造这种类型的混合器有很大的困难，因此它通常是由几个相互焊接的部件制造的。然而，许多焊缝的存在会在它们那里产生混合器的弱点，并且是由于焊道固有的不良表面条件而导致性能损失的原因。

发明内容

因此，本发明的主要目标是提出一种不具有此类缺点的分离流动喷嘴的混合器。

根据本发明，这一目标是通过以纵向轴线为中心的涡轮发动机分离流动混合器实现的，该混合器包括：排气外壳；护罩，该护罩直接连接到排气外壳，并旨在混合源自涡轮发动机的流动，所述护罩包括由一系列第一和第二纵向条带形成的金属板，该一系列第一和第二纵向条带通过将第二条带周向地放置于第一条带的任一侧以围绕混合器的纵向轴线周向地分布，第一和第二条带构造成在静止时形成护罩，而在运行时形成在护罩中的凹槽，该凹槽由内部凸角和外部凸角的交替来限定。

本发明的显著之处在于，它提出了利用相同的单个金属板，该金属板包括具有不同热扩张的条带，该条带与排气外壳的臂纵向地对齐以实现波瓣混合器的正弦状部分。在发动机的运行期间，喷嘴的排气外壳被加热，由于排气外壳的臂的存在，位于其下游的部件经历了切向热梯度。其结果是，混合器护罩也被加热，并且在热梯度的影响下，金属板产生波纹。因此，这些产生的波纹形成了传统混合器的不同的内部凸角和外部凸角。

因此，根据本发明的混合器具有许多优点，特别是由于将形成护罩并包括内部和外部凸角的金属板制成了相同的单个部件的事实，这避免了与焊缝有关的缺点(特别是部件的弱点和性能损失)。此外，该金属板可直接连接至喷嘴的排气外壳，而无需借助附连凸缘，这避免了在其水平处的潜在的泄漏风险。此外，另一个优势在于设施、以及护罩的低维修成本：如果它损坏了，切割损坏部分并用直接钎焊到护罩上的另一部分来替换即可。

根据这些条带的所期望的热扩张，护罩的第一和第二条带可以具有不同的厚度和/或由不同的材料制成。