[发明专利]用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置

说明书

本发明涉及一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置(2)，该涡轮壳体优选是涡轮机的低压涡轮壳体，该装置包括加压空气供应箱体(3)和布置在箱体(3)的每一侧上的至少两个弯曲的冷却管(40)，该至少两个弯曲的冷却管围绕壳体的一部分布置并被布置成与壳体的一部分间隔开并且设置有空气喷射孔(41)，箱体具体包括底部(31)和两个纵向侧壁(32，33)，并且该底部穿有空气喷射孔。该装置的特征在于侧壁中的每个向外延伸有至少一个一体式的管状套管，冷却管与该至少一个一体式的管状套管连接，套管的底部与箱体的底部在套管与箱体连接在一起的位置处于同一水平面。

技术领域

本发明属于冷却涡轮壳体的领域。

本发明更具体地涉及一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该涡轮优选是涡轮机的低压涡轮。

本发明还涉及一种设置有这种装置的涡轮机。

背景技术

如在所附的表示现有技术的图1和图2中可以看到的，涡轮机的低压涡轮由具有大致扩张的、基本上为截头圆锥形状的壳体C保护。该壳体采用冲击冷却技术来进行冷却。

壳体C设置有一个或多个加压空气供应箱体B，每个加压空气供应箱体B被连接到多个冷却管线R。

在这些图中所示的实施例中，壳体C配备有两个箱体B，这两个箱体彼此成大约180°定位(在图2中仅一个可见)。另外，每个箱体B设置有五条管线R，每条管线具有两个管T，每个管延伸过大约90°。

如所附的图4中的箱体B的下侧视图所示，管T和箱体B被穿有一系列小孔O，所述小孔O通向壳体的外表面。因此，流过这些孔O的加压空气提供了壳体C的冲击通风。

而且，如所附的图3和图4所示，每个管T通过圆柱形套接件D连接到箱体B。每个管T钎焊到套接件D中，每个套接件D钎焊到箱体B中。

然而，如图4所示，箱体B在其两端不具有任何孔O，套接件D在其两端也不具有任何孔。因此，在箱体B的每一侧，在箱体B的最后一个孔O和管T的第一个孔O之间具有区域Z1，在该区域中没有孔，因此没有空气射流，因此被相对定位的壳体的表层没有被冷却。

此外，管T在其大部分长度上具有基本上遵循壳体C的曲率的弯曲(拱形)形状。然而，为了确保管T在套接件D中的正确钎焊，管的端部在区域Z2上是直线的(参见图3)。

因此，管线R的管T与壳体C的表层(外表面)之间的空气间隙在壳体的整个圆周上是不恒定的，并且特别是管线远离壳体的表层移动，这对冷却具有负面影响。因此，已经发现的是，当套接件D变得更近时，管和壳体之间的期望的空气间隙E1可以采用越来越高的值E2或甚至E3。举例来说，对于3.5mm的空气间隙E1而言，E2和E3的值可分别达到4.8mm和8.5mm。

空气间隙也在箱体B的更靠近壳体C的表层的底部(空气间隙E4)和管T的处于被钎焊到套接件D的位置处的端部(空气间隙E3)之间发生变化。

然而，为了使通过空气射流的冲击冷却是有效的，该间隙不仅必须是恒定的，而且还必须是由壳体的规格确定的低值(通常约为2mm至3.5mm)。

总之，在每个箱体B的附近、在长度为大约25mm或50mm的两个区域Z1上观察到壳体C因此没有被冷却，并且在长度为大约60mm或120mm的两个区域Z2上的冷却不良。

这些未冷却或仅略微冷却的区域将因为围绕壳体C布置的箱体B的数量而增加，在一些实施例中壳体B的数量可以是四个。

最后，将冷却管线R装配和保持在壳体C上的操作可能会对套接件D和箱体B之间的钎焊或套接件D和管线R之间的钎焊产生很大的压力。因此存在所述管线被过早损坏的风险。

根据文献US 2014/109596，还已知一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该装置包括空气供应箱体和至少一个冷却管线，该冷却管线包括布置在箱体的每侧上的两个管。