[发明专利]具有整体式轴承外壳的涡轮机入口壳体

说明书

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮发动机，更确切地说涉及压缩机入口壳体，所述压缩机入口壳体具有整体铸造式轴承外壳半体，以便适应其中的热增长，而不会影响转子轴的位置。

背景技术

通常，燃气涡轮发动机的涡轮部分和压缩机部分经由转子轴连接。在两个部分中，若干周向间隔的转子叶片可连接到转子轴。涡轮部分中的转子叶片由热燃烧气体驱动。转子轴随后驱动压缩机部分中的转子叶片，从而提供压缩空气。由于压缩机壳体可能具有不同于其中转子叶轮或转子叶片的热响应时间，因此转子叶片尾梢可以不同于所述壳体的膨胀率膨胀，这样，转子叶片与壳体可能会发生摩擦。这种摩擦可能导致转子叶片出现早期损坏，并可能发生故障。因此，可操作的转子叶片/外壳间隙必须包容(accommodate)这些不同的膨胀率。这些增大的间隙会限制燃气涡轮发动机的整体效率。

目前，压缩机入口壳体通常将独立式轴承外壳并入内筒或内承口(inner bellmouth)，或可采用加工成实心内承口下部半体的整体铸造式轴承外壳。轴承外壳包括若干轴承垫，所述轴承垫设置在转子轴周围，用于在所述转子轴旋转过程中进行支撑。

在运行过程中，整体铸造式下部半体轴承外壳会因轴承润滑油的温度而膨胀，从而相对于内承口的中心线垂直上升。这种膨胀的部分原因在于整体铸造式下部半体轴承外壳的非对称质量以及刚度。轴承外壳的热度升高不是所希望出现的情况，因为这会推动转子轴偏离中心。但是，与独立式轴承外壳相比，整体铸造式轴承外壳成本较低。这样，就可能需要较大间隙以避免发生壳体摩擦。

因此，需要一种改进的压缩机入口壳体设计，以便减少或消除热膨胀对整体铸造式轴承外壳的影响。较好的情况是，此改进的设计可保持转子轴处于固定位置，以使围绕壳体和转子叶片的间隙更为紧凑，从而提高系统整体效率。

发明内容

因此，本发明提供一种压缩机入口壳体。所述压缩机入口壳体可包括内承口和轴承外壳。所述轴承外壳可包括整体铸造式第一半体，其连接到所述内承口；以及空腔，其位于所述内承口和所述轴承外壳的所述整体铸造式第一半体之间。

所述整体铸造式第一半体围绕水平中心线连接到所述内承口。所述空腔设置在所述轴承外壳的下死点周围；所述轴承外壳包括独立式第二半体。所述压缩机入口壳体进一步包括外承口，其环绕所述内承口；多个支柱，其连接所述内承口和所述外承口；和延伸穿过所述轴承外壳的转子轴。所述空腔的大小可包容所述轴承外壳的热膨胀。所述轴承外壳包括围绕所述轴承外壳的润滑油套管。

本发明进一步提供一种操作压缩机的方法。所述方法可包括以下步骤：整体铸造压缩机入口壳体中轴承外壳的第一半体；旋转所述轴承外壳内的转子轴；使润滑油套管围绕轴承外壳延伸；使所述轴承外壳在空腔内热膨胀，所述空腔在所述轴承外壳和所述压缩机入口壳体之间延伸。

整体铸造压缩机入口壳体中轴承外壳的第一半体的步骤包括围绕水平中心线连接所述轴承外壳的所述第一半体和所述压缩机入口壳体。使所述轴承外壳热膨胀的步骤包括在不改变所述转子轴的位置的情况下，使所述轴承外壳热膨胀；或者在不改变所述转子轴的横向位置的情况下，使所述轴承外壳热膨胀。所述方法进一步包括提供穿过所述压缩机的气流的步骤；和减小压缩机间隙的步骤。

本发明进一步提供一种压缩机入口壳体。所述压缩机入口壳体可包括内承口和轴承外壳。所述轴承外壳可包括：整体铸造式第一半体，其围绕水平中心线连接到所述内承口；以及空腔，其位于所述内承口和所述整体铸造式第一半体之间。所述空腔可包容(accommodate)所述轴承外壳的热膨胀。

所述空腔设置在所述轴承外壳的下死点周围。所述轴承外壳包括独立式第二半体。所述压缩机入口壳体进一步包括延伸穿过所述轴承外壳的转子轴。所述轴承外壳包括围绕所述轴承外壳的润滑油套管。

通过结合若干附图和随附的权利要求书来阅读以下详细说明，所属领域的技术人员可清楚地了解本发明的这些和其他特征以及改进。

附图说明

图1是已知的燃气涡轮发动机的示意图。

图2是已知的压缩机入口壳体的示意图。

图3是本说明书中所述的压缩机入口壳体的示意图。

图4是图3所示压缩机入口壳体的截面侧视图。

图5是图3所示压缩机入口壳体的一部分的透视图。

元件符号列表：

具体实施方式