[發明專利]具有改進隔熱性能的渦輪發動機內殼

在審

• 申請號: 201980059520.0
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN112689701A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·斯科爾特斯
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機
• 主分類號: F01D25/14
• 分類號: F01D25/14;F01D11/18
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 曾海艷

本發明涉及一種以縱向中心軸線為中心的用于渦輪發動機的內殼套圈(50)，包括：以所述軸線為中心的主體(51)，其兩個端部由相對于所述軸線在徑向內部和外部的表面界定；體積孔隙率≥50％的多孔結構隔熱套(52)，其包括：完全覆蓋兩個端部的側向部分；當沿橫向于所述軸線的截面觀察時，外部部分(52a)和內部部分(52b)分別完全覆蓋主體的徑向外表面和內表面；和保護套(53)，其至少部分地覆蓋隔熱套(52)，并且當從橫向于所述軸線的截面觀察時，其包括分別至少部分地覆蓋外部部分(52a)和內部部分(52b)的徑向外部保護部分(53a)和內部保護部分(53b)。

說明書

技術領域

本發明涉及渦輪發動機內殼(尤其是飛行器渦輪發動機的內殼)的隔熱。

背景技術

渦輪發動機的壓縮機和渦輪機通常包括至少一個旋轉組件或轉子，該旋轉組件或轉子通常包括多個盤。每個轉子盤上裝有多個動葉片，并相對于周向環繞每個盤的固定套圈旋轉。面向葉片的套圈組構成了渦輪發動機的內殼。

定葉片(對于壓縮機，也稱為“整流器”，對于渦輪機，稱為“分配器”)可插入兩個轉子盤之間，并形成與內殼一體的定子。

有必要在轉子盤的葉片尖端和內殼的套圈之間保持間隙。理想情況下，應盡可能減少此類間隙，以提高渦輪發動機的性能。但是，必須考慮到這些間隙在渦輪發動機運行期間的變化。

這些間隙變化主要是機械現象(尤其是由于離心力下轉子的變形、轉子和定子上氣體流道壓力的影響、軸向位移等)和熱現象(在壓縮機中，特別是在高壓壓縮機中，形成轉子和定子的部件通常具有不同的熱膨脹系數，特別是由于不同的環境而具有不同的變形速度；一般來說，定子的通風量較大，質量更小，其反應速度比轉子盤更快，而轉子盤的慣性主要與盤根部的質量有關，通常通風量很小，這種“熱響應時間”的差異會導致運行過程中間隙的顯著變化。)

減小運行間隙是提高渦輪發動機性能的一個重要途徑。

現有技術中提出的解決方案通常需要能夠減少內殼的“熱響應時間”的技術。大多數情況下，所提出的解決方案包括在內殼的內壁上配備與定子成直線布置的環形部件，以形成一個或多個氣隙，從而為內殼提供隔熱。回顧一下，氣隙是一個封閉而狹窄的環形空間，其中有空氣。該解決方案例如在文件[1]中描述并且在圖3和圖4中示出，其將在下文中詳細描述。

然而，作為隔熱手段的氣隙解決方案需要使用許多部件(后者的環形部件和緊固部件)，這會影響質量和成本。還存在安裝限制和空間方面的問題。

此外，有必要通過使用諸如環、密封片之類的密封裝置對氣隙進行良好的隔熱，因為密封件的劣化實際上意味著間隙的劣化。

此外，氣隙解決方案可以使內殼的與定子局部成直線的內壁隔熱成為可能，但不能完全隔熱內殼的表皮。特別是，根據所選擇的配置，有可能朝向轉子的內壁沒有隔熱；與管道取樣開口相對應的內殼的側壁沒有隔熱；內殼的外壁沒有隔熱。

最后，由于缺乏空間或進入困難，有時不可能在現有渦輪發動機中通過氣隙建立這樣的隔熱系統。

因此，需要優化渦輪發動機內殼表皮的隔熱。

發明內容

為了滿足該需求，本發明的目的是提供一種用于渦輪發動機的內殼套圈，所述套圈以縱向中心軸線為中心，其特征在于包括：

-以縱向中心軸線為中心的主體，所述主體包括兩個縱向端部，并由相對于縱向中心軸線的徑向內表面和徑向外表面界定；

-隔熱套，包括：

·完全覆蓋所述主體的兩個縱向端部的側向覆蓋部分；

·沿著橫向于縱向中心軸線的截面，完全覆蓋所述主體的徑向外表面的外部覆蓋部分；