[发明专利]具有空穴冷却系统的流动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于燃气涡轮机的流动装置。

背景技术

一种这样的构成为压缩机的流动装置例如示出在本申请人的德国专利申请DE 10 2005 045 255 A1中。这种用于燃气涡轮机的压缩机以轴向构造方式构成并且具有一个多件式的壳体，在其中可旋转地支承一个具有大量转子叶片的转子。在各转子叶片之间延伸一些在壳体侧固定的导向叶片。在各导向叶片上设置板状的密封元件，它们与转子的各对置的径向凸缘状的密封体共同作用。各密封元件和各密封体形成大量轴向邻接的空穴，所谓的内部-空气-密封-空穴。在压缩机运行中从一个主流动流到各空穴中的空气在各后面的压缩机级中比在主流动或主流中的空气被更强地加热。其原因在于，在主流中的温度分配不是恒定的，而是朝其壁附近的边缘层那边逐渐增加。空气从各较热的边缘层流入到各空穴中，在那里循环并且与主流的方向相反地流过各密封体。空气继续加热并再次与来自主流动的空气混合。但这引起各边缘层的一种附加的加热，从而强化各较热的边缘层的影响。通过这种影响，各密封元件、各密封体和用于固定各转子叶片的在转子侧的凹槽遭受特别高的温度并且在其寿命和强度方面受到温度限制。

发明内容

本发明的目的是，提供一种流动装置，它消除了上述缺点并且能够实现针对性地降低在各空穴中的温度。

通过一种具有权利要求1的特征的流动装置达到该目的。

按照本发明，冷却空气可引入特别构成为压缩机或涡轮机的流动装置的其中至少一个空穴中。冷却空气在所述至少一个空穴中引起温度降低并因此在各相邻的构件中引起温度下降。在各构件的几何形状不改变情况下提高其寿命。各构件关于其几何形状可以被优化，借此可更容易地实现它们。

在本发明的一个优选的实施例中，冷却空气径向吹入到空穴中。为此在至少一个导向叶片中构成一个径向通道，它径向在流动装置的一个壳体通道与空穴之间延伸。壳体通道可以通到外界环境和/或通到一个前面的压缩机级。为了将冷却空气从外界环境和/或例如从前面的压缩机级输送到空穴中，可以在壳体通道中设置一个泵。在导向叶片中的径向通道的优点是，它从内部被冷却。

同样冷却空气可以从一个燃烧室前室排出。为此在一个扩散器中构成一个扩散通道，它在燃烧室前室与径向通道之间延伸。为了冷却来自燃烧室前室的空气，在扩散通道中设置一个热交换器。扩散通道的优点是，扩散器从内部被冷却。

在另一个实施例中，冷却空气轴向与一个主流方向相反地吹入到空穴中。在此扩散通道通到至少一个轴向通道，该轴向通道构成在一个转子叶片凹槽中并且朝其中一个空穴敞开。为了能够将冷却空气输送到多个空穴中，在其中一个转子叶片凹槽中构成至少一个连接通道，该连接通道在待冷却的空穴之间延伸。这种轴向的冷却空气供给除冷却扩散器外还引起转子叶片凹槽的冷却。

为了能够将在扩散通道中的空气与外界环境空气相混合，可以在流动装置中设置一个贯通通道，它通到扩散通道。借此热交换器可以构成为功率减少的。

此外在扩散通道中可以设置一个预涡旋装置，用于对来自燃烧室前室的空气进行涡旋加载。

在一个实施例中，设置一个过压冷却空气存储器，用于提取空气。

其他的有利的实施例是其他的从属权利要求的主题。

附图说明

下面借助各示意的视图更详细地说明各优选的实施例。其中：

图1一个具有按照本发明的冷却空气吹入系统的变化方案的压缩机的纵剖面图，

图2具有径向冷却空气吹入系统的详图，以及

图3具有轴向冷却空气吹入系统的详图。

具体实施方式

图1示出一个构成为压缩机2的流动装置的高压区域的纵剖面图，具有一个按照本发明的冷却空气吹入系统。在此，在图1中示出多种类型的冷却空气吹入系统，它们可以单独或相互组合地运行。

压缩机2以轴向构造方式构成并且是燃气涡轮机特别是一个飞机发动机的一部分。它具有一个多件式的壳体4，该壳体支承大量导向叶片6a、6b，并且在该壳体中可旋转地支承一个具有大量转子叶片10a、10b、...的转子8。导向叶片6a、6b和转子叶片10a、10b、...沿压缩机2的轴向方向交替并排地设置并且从一个未示出的进口朝一个在涡轮机侧的扩散器12方向逐渐缩小。

导向叶片6a、6b在其尖端分别支承一个包带，它在其面向转子8那面上设有一个蜂窝状的和板状的密封元件14a、14b。