[发明专利]用于固持涡轮机涡轮壳体的冷却装置的歧管外壳的组合件

说明书

本发明涉及一种用于涡轮机涡轮的组合件(25)，其包括：壳体(18)，其包含围绕轴线延伸的环形壁(26)；以及冷却所述壳体(18)的冷却构件，所述冷却构件包括收集器外壳(22)和围绕所述壳体(18)的环形壁(26)在周向上延伸且连接到所述外壳(22)的至少一根管(23)，其中所述管(23)包括冷却空气喷射孔口。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机涡轮(例如双流式涡轮机)的组合件。

背景技术

图1示出双流式双发动机涡轮机1。涡轮机的轴线标记为X，且对应于旋转部分的旋转轴。在下文中，相对于X轴限定术语“轴向”和“径向”。

在气流方向上从上游到下游，涡轮机1具有风机2、低压压气机3、高压压气机4、燃烧室5、高压涡轮6和低压涡轮7。

来自风机2的空气划分为流入主要环形纹路9的主要流8和流入围绕主要环形纹路10的次要环形纹路11的次要流10。

低压压气机3、高压压气机4、燃烧室5、高压涡轮6和低压涡轮7位于主要纹路9中。

高压涡轮6的转子与高压压气机4的转子经由第一轴杆12旋转耦合，以便形成高压主体。

低压涡轮7的转子与低压压气机3的转子经由第二轴杆13旋转耦合以便形成低压主体，风机2能够直接或经由例如周转齿轮系连接到低压压气机3的转子。

如在图2中最佳地看到，低压涡轮7尤其包括包括叶轮14和固定部分的不同连续级。每个叶轮具有叶片16安装于其上的盘片15。叶片16的末端由用可磨耗材料制成的固定环17围绕，所述环17附接到涡轮壳体18。阀门19位于叶轮14的下游。阀门19和环17经由从壳体18的径向内表面延伸的凸缘或卡钩20安装到壳体。

为了保证涡轮机的高效率，必须限制不流经个别级的叶轮14的空气流，即，必须限制叶片16的径向外端与由可磨耗材料制成的环17之间的泄漏。为进行这一操作，必须检查这一界面处的间隙，因为这一间隙取决于壳体18的温度，且尤其取决于所述壳体18的含有支撑环17的卡钩或凸缘20的区域。

来自燃烧室5的主要空气流是热的且加热下游部分，例如涡轮6、7的固定部分和移动部分。

为了控制上述间隙且避免涡轮的各个固定和移动部分出现过早退化，有必要提供可易于集成到涡轮机的环境中的有效冷却构件。

专利申请FR 3 021 700代表本申请人公开用于低压涡轮7的壳体18的冷却装置21，这在图3中示出，其包括收集器外壳22，其中每个收集器外壳22轴向延伸。

装置21还包括在收集器外壳22的两侧上在周向上延伸的管23。这些管23(也称为斜坡)由具有圆形横截面的弯管形成，每个管23围绕壳体在周向上例如以约90°的角度延伸。

每个管23具有通向对应的收集器外壳22的进气口和封闭的远端。每个管23还包括具有面向壳体18的空气喷射孔口的圆柱形壁，以使得冷却空气可在通过与壳体18相对的孔口排放之前进入收集器外壳22且接着进入管23，以便对其进行冷却。这因空气冲击壳体18而称为冲击冷却。

外壳的径向内部部分还具有面向壳体且意欲用于其冷却的空气喷射孔口。

每个外壳22在其上游端使用上游附接部件附接到壳体的上游凸缘，且在其下游端使用下游附接部件附接到壳体的下游凸缘。附接部件可由旋拧到对应凸缘的薄片形成。

在操作期间，所述壳体的一部分(尤其是上游部分)的温度高于外壳所附接到的凸缘的温度。高温引起轴向和径向扩展。归因于凸缘与壳体的较热区域之间的温度差，存在可引起管与壳体之间的接触的差异性扩展现象。为了避免此类接触，并且因此避免冷却装置的退化，管与壳体径向间隔开，这倾向于降低冲击冷却的效率和/或需要高冷却空气流动速率，其降低涡轮机的效率。