[發(fā)明專利]具有細(xì)分成環(huán)帶扇區(qū)的環(huán)形通道的燃?xì)廨啓C(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580044772.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106661958B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·許寧;O·戈斯曼;U·卡爾斯托夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號(hào): F01D19/00
• 分類號(hào): F01D19/00;F01D25/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)(1)包括至少一個(gè)內(nèi)殼體部件(2)和至少一個(gè)外殼體部件(3)，在之間至少部分地布置有環(huán)形通道(4)，該環(huán)形通道圓周地包圍在燃?xì)廨啓C(jī)(1)的操作期間盛行的工作流體(5)的有用流動(dòng)和燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子(6)，其中環(huán)形通道(4)被設(shè)計(jì)成在圓周方向上引導(dǎo)冷卻流體(8)、尤其是壓氣機(jī)空氣，其中環(huán)形通道(4)借助于分隔部(7)在圓周方向上被細(xì)分成環(huán)帶扇區(qū)，其中在環(huán)形通道(4)中至少部分地設(shè)置管(20)，該管將獨(dú)立的環(huán)帶扇區(qū)(10)彼此流體地連接，其中管(20)被設(shè)計(jì)為流體地連接至用于傳導(dǎo)冷卻流體的至少一個(gè)冷卻流體給送線路(9)并具有至少一個(gè)出口開(kāi)口(21)、優(yōu)選多個(gè)出口開(kāi)口的分配管，該至少一個(gè)出口開(kāi)口被設(shè)計(jì)成將冷卻流體(8)從管(20)傳遞到環(huán)帶扇區(qū)(10)內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)，其具有至少一個(gè)內(nèi)殼體部件和至少一個(gè)外殼體部件，在之間至少部分地布置有環(huán)形通道，環(huán)形通道包圍燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子和在燃?xì)廨啓C(jī)的操作期間盛行的工作流體的有用流動(dòng)，其中環(huán)形通道被設(shè)計(jì)成引導(dǎo)冷卻流體、尤其是壓氣機(jī)空氣。

背景技術(shù)

這樣的燃?xì)廨啓C(jī)典型被設(shè)計(jì)為固定式燃?xì)廨啓C(jī)，但也設(shè)計(jì)為具有金屬殼體部件的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有大的熱容量并因此也具有高的熱存儲(chǔ)能力。在殼體部件中，典型地設(shè)置了排放開(kāi)口，其被設(shè)計(jì)成將來(lái)自環(huán)形通道的冷卻流體引導(dǎo)至燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)一步的流體地連接的區(qū)段，用于附加的冷卻和密封目的。此外，冷卻流體自然也用于熱調(diào)節(jié)(即用于冷卻)定界環(huán)形通道的組成部件。

取決于燃?xì)廨啓C(jī)的操作條件，有必要僅給環(huán)形通道給送比較少量的冷卻流體。這從而導(dǎo)致能夠在環(huán)形通道中形成自由對(duì)流單元，該對(duì)流單元由于溫度差異而形成在環(huán)形通道內(nèi)側(cè)。自由對(duì)流單元進(jìn)而對(duì)環(huán)形通道中的總體流量具有顯著影響，使得有時(shí)在環(huán)形通道中的冷卻流體分布形成不期望的非對(duì)稱性。因此，越來(lái)越多地在環(huán)形通道內(nèi)側(cè)形成比其他區(qū)域熱的局部區(qū)域。作為溫度分布方面的溫度不均勻的結(jié)果，燃?xì)廨啓C(jī)的幾何形狀可能由于獨(dú)立的局部區(qū)域的不同材料膨脹而扭曲。

由于該扭曲，后果會(huì)是燃?xì)廨啓C(jī)的軸向?qū)ΨQ性的損失，作為其結(jié)果，燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)與固定組成部件之間沿燃?xì)廨啓C(jī)的縱向方向在橫截面內(nèi)側(cè)圓周上的間隙距離是不同的。所以，已知例如由于在起動(dòng)過(guò)程期間燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)側(cè)的不均勻的溫度分布，可能會(huì)發(fā)生整個(gè)殼體的橢圓化或翹曲。

此外，冷卻流體在環(huán)形通道中的對(duì)流分布提供了在環(huán)形通道的圓周上的不同的冷卻流體溫度。然而，作為結(jié)果，在燃?xì)廨啓C(jī)那些區(qū)段上接出現(xiàn)可變的冷卻流體溫度，這些區(qū)段需要由冷卻流體在其上執(zhí)行附加冷卻功能，像從環(huán)形通道給送的渦輪葉片冷卻的情況中一樣。作為后果，可能要求這些區(qū)段必須設(shè)計(jì)為增加冷卻流體消耗，這在技術(shù)上有必要避免。

相應(yīng)地，燃?xì)廨啓C(jī)中的組成部件總是要針對(duì)最不利的幾何情況來(lái)設(shè)計(jì)，作為其結(jié)果，增加了效率損失或成本增加。

這樣的問(wèn)題在大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)的情況中典型地被忽略，并且容許效率損失或成本增加。尤其容許的是如下事實(shí)，內(nèi)殼體部件與轉(zhuǎn)動(dòng)組成部件之間的間隙距離(特別是當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)不會(huì)經(jīng)受扭曲或翹曲時(shí))大于它們可能的間隙距離。

用于避免這些問(wèn)題的一些嘗試已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)(例如從EP1505261A1)已知，其給予了將環(huán)形通道在圓周方向上細(xì)分成彼此流體地分離的多個(gè)區(qū)的教導(dǎo)。

該流體細(xì)分使得能夠至少部分防止或者甚至完全防止在整個(gè)環(huán)形通道上的自由對(duì)流單元的形成。相當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案例如從GB2,017,826 A、US 5,219,268 A或US 4,631,913A已知。然而，環(huán)形通道流體細(xì)分成多個(gè)區(qū)的的缺點(diǎn)在于，必須從外側(cè)給獨(dú)立的環(huán)帶扇區(qū)昂貴地給送冷卻流體，并且所有扇區(qū)在各情況中都要求給送線路。此外，獨(dú)立的扇區(qū)的流體分離已證明是在如下方面是有問(wèn)題的，獨(dú)立的扇區(qū)可能要求不同的冷卻容量。作為后果，每時(shí)間單位不同量的冷卻流體要給送至扇區(qū)，作為其結(jié)果，開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制上的開(kāi)銷也顯著地增加。

發(fā)明內(nèi)容