[發明專利]用于冷卻環形外渦輪殼體的裝置

有效

• 申請號: 201880038661.X
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN110753782B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 阿諾·拉桑塔·杰尼利爾;弗朗索瓦·皮埃爾·米歇爾·孔德;法比安·斯特凡·加尼爾;文森特·弗朗索瓦·喬治·米利爾
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機
• 主分類號: F01D11/24
• 分類號: F01D11/24;F01D25/14
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 周偉明

本發明涉及一種用于冷卻環形的外渦輪殼體(17)的裝置(26)，該裝置(26)包括具有進氣口并且用于輸送冷卻空氣的至少一個周向延伸的管(27)，所述管(27)具有一個設置有冷卻排氣開口(35)的徑向內壁以及一個徑向外壁，所述徑向內壁和徑向外壁彼此沿軸向相對，以及進氣歧管(28)，管(27)的進口通往所述歧管(28)；所述裝置的特征在于，管(27)包括在該管(27)的一周向部分上從所述進氣口延伸的至少一個中間壁，所述中間壁徑向地位于所述徑向內壁和所述徑向外壁之間，所述徑向內壁和所述中間壁形成第一輸氣管道，所述徑向外壁和所述中間壁形成第二輸氣管道，所述第二輸氣管道相對于所述進氣口沿周向地延伸超出所述第一輸氣管道。

技術領域

本發明涉及一種用于冷卻環形外渦輪殼體的裝置。

背景技術

本申請的領域具體是航空發動機的領域，例如飛機渦輪噴氣發動機或渦輪螺旋槳發動機。然而，本發明適用于例如工業渦輪的其他渦輪機。

圖1顯示帶有雙流和雙軸的渦輪機1。渦輪機的縱軸被標記為X，并且對應于旋轉部件的旋轉軸。在下文中，相對于X軸定義了術語軸向和徑向。

渦輪機1沿氣流方向從上游到下游具有鼓風機2、低壓壓縮機3、高壓壓縮機4、燃燒室5、高壓渦輪6和低壓渦輪7。

來自風扇2的空氣分為流入初級環狀靜脈9的初級流8以及流入圍繞初級環狀靜脈10的次級環狀靜脈11的次級流10。

低壓壓縮機3、高壓壓縮機4、燃燒室5、高壓渦輪6和低壓渦輪7位于初級段9中。

高壓渦輪6的轉子和高壓壓縮機4的轉子經由第一軸12旋轉地耦合以形成高壓主體。

低壓渦輪機7的轉子和低壓壓縮機3的轉子經由第二軸13旋轉地耦合以形成低壓主體，例如，鼓風機2能夠直接地或經由行星齒輪系連接到低壓壓縮機3的轉子。

通常，如圖2所示，(低壓或高壓)渦輪6、7的轉子包括由渦輪環16環繞的具有葉片15的多個葉輪14，所述渦輪環16外部地限定氣流區段。每個環16通常由金屬合金制成，例如鎳基合金，并且例如直接地或通過間隔件附接到沿縱軸X延伸的環形外渦輪殼體17。

環16的徑向內表面18可具有耐磨涂層19，以限制在葉片15的徑向外端20和環16之間的雜散空氣流。環16還具有重建上部射流的功能，從而防止任何熱空氣重新進入到殼體17內。

在運行中，渦輪中循環的氣體的熱量致使渦輪元件，特別地環形外殼體膨脹17。然后，固定到環形外殼體17的環16也膨脹，導致耐磨涂層19與葉片的徑向外端徑向地間隔，其影響渦輪機1的性能。

然后有必要控制環形外殼體17的膨脹，以限制在葉片15的徑向外端20和環16之間的雜散空氣流。

文獻FR 2 766 232描述了一種用于冷卻環形渦輪殼體的裝置。

US 2008/0166221也描述了一種用于冷卻渦輪的環形外殼體22的裝置21。如圖3和圖4至6所示，該裝置21包括環繞外殼體22周向地延伸的管23。管23具有從管23的第一新鮮空氣供給端24到周向相對的第二端25逐漸變細的橫截面。

圖4至6分別表示根據圖3的剖切面A-A、B-B和C-C的現有技術裝置的管的多個部分。從這些圖中可以看出，接近第一端24的截面A-A中的管23的徑向延伸尺寸H1基本等于截面B-B中的徑向延伸尺寸H2，并且大于接近第二端25的截面C-C的徑向延伸尺寸H3。

在運行中，通過從管23的進口24到管23的另一端25輻射殼體22逐漸地加熱每個管23中循環的空氣，因此很難在外殼體22的整個周向上實現均勻冷卻。事實上，由于該區域中的空氣直接來自進氣口，因此空氣在管23的進氣口24附近更冷，因此，殼體22的冷卻在該區域中更有效。相反，空氣在遠離進氣口24的周向區域中更暖和，殼體22的冷卻在該區域中效果更差。