[发明专利]用于附接通过空气射流冷却涡轮机的外壳的歧管的装置

说明书

本发明涉及一种用于附接歧管(1)的装置(3)，所述歧管用于通过空气射流来冷却涡轮发动机的优选地低压涡轮机的外壳(2)，所述装置包括所述歧管的安装件(4)和用于支撑所述歧管安装件(4)的多个元件(5)，所述安装件例如成形为将所述歧管保持成彼此间隔开，每个支撑元件附接到所述外壳并且通过连接器件(6，6’)连接到所述歧管安装件(4)。所述装置的特征在于它包括N个冷却歧管(1)和N‑1个支撑元件(5)，每个支撑元件(5)设置在两个相邻的冷却歧管之间。

技术领域

本发明涉及涡轮机外壳冷却领域，特别是涡轮发动机的低压涡轮机外壳冷却领域。

本发明更确切地涉及一种用于附接使用空气射流冷却涡轮发动机的涡轮机的外壳的歧管的装置。

本发明还涉及配备有这种装置的涡轮发动机。

背景技术

如在示出了现有技术的附图1和2中可以看到的，涡轮发动机的低压涡轮机由具有大致喇叭形的大体呈截头圆锥形状的外壳C保护。该外壳采用冲击冷却技术进行冷却。

外壳C配备有一个或多个用于供应加压空气的壳体B，该壳体连接到多个冷却歧管R。

在图中所示的实施例中，外壳C配备有以彼此成大约180°定位的两个壳体B(在图2中仅一个可见)。每个壳体B配有五个歧管R，每个歧管有两个管T，每个管延伸约90°。管T被穿有一系列垂直通向外壳的外表面上方的小开口。穿过这些开口的加压空气提供外壳C的冲击通风。

在图1中，可以看到冷却歧管R的支撑件S通过上游凸缘BAM和下游凸缘BAV附接到外壳。尽管没有示出，但是壳体B以相同的方式附接到外壳。

在冷状态下，即当涡轮机停止时，设置在管T中的空气出口开口与外壳C的外表面(或“外壳表皮”PC)之间的空气间隙E大约为5mm至6mm。

在热状态下，即在涡轮机运行期间，金属外壳C趋于径向膨胀，但是特别是纵向膨胀。但是上游凸缘BAM和下游凸缘BAV仍然较冷，并且不像外壳表皮PC一样膨胀。从而，冷却歧管R在某些地方有更靠近甚至接触外壳表皮PC的趋势。尽管在冷状态下空气间隙E很大，但在热状态下证明这是不足的。

外壳表皮PC相对于上游凸缘和下游凸缘的膨胀是很难预计的。事实上，为了使通过空气射流的冲击进行的冷却有效，歧管必须位于非常靠近外壳表皮PC的位置，并因此保持恒定的空气间隙E。因此歧管在热状态下的定位不正确，并且在涡轮机运行期间，坡面可能要么太远离要么太接近(或甚至接触)外壳表皮。因此有必要找到不管温度如何都能够保持恒定的空气间隙的附接器件。

根据文献US 2014/0030066已知一种用于使用空气射流来冷却燃气涡轮机的外壳的壁的装置。该装置包括安装在空气分配器上的多个冷却歧管，空气分配器将多个冷却歧管彼此间隔开。该空气分配器本身连接到外壳，但是是通过附接到外壳的端部的凸缘300、302连接的，使得位于外壳的中间部分的坡面在外壳膨胀的情况下可能更靠近外壳。

发明内容

因此，本发明的目的是解决现有技术的上述缺点。

特别地，本发明的目的在于提供一种用于附接使用空气射流来冷却涡轮发动机的涡轮机的外壳的歧管的装置，即使在热状态下，即在使用涡轮机期间，该装置避免了所述歧管与外壳的外壁之间的空气间隙的变化。

为此，本发明涉及一种用于附接歧管的装置，所述歧管用于使用空气射流来冷却涡轮发动机的涡轮机的外壳，所述涡轮机优选地为低压涡轮机，所述装置包括所述歧管的支撑件和所述歧管支撑件的多个支撑元件，所述支撑件成形为将所述歧管保持成彼此间隔开，每个支撑元件附接到所述外壳并且通过连接器件连接到所述歧管支撑件。

根据本发明，所述装置包括N个冷却歧管和N-1个支撑元件，每个支撑元件设置在两个相邻的冷却歧管之间。