[发明专利]用于保持涡轮机壳体的冷却管的设备

说明书

本发明涉及用于保持涡轮机壳体(10)的冷却系统(100)的至少一个冷却管(120)的设备(101)、涡轮机壳体冷却系统和用于飞行器的涡轮机。该保持设备包括固定框架(104)、被构造成保持两个冷却管(120)的保持构件(160)以及在保持构件(160)与固定框架(104)之间的连接组件(140)，该连接组件在框架的两侧延伸，连接组件(160)包括连接部件(150)，该连接部件穿过固定框架的开口(108)从连接组件的外部部分(141)延伸到内部部分(142)，内部部分(142)被设置在两个冷却管(120)之间并且被固定到保持构件(160)，而外部部分(141)包括弹性返回构件(170)，该弹性返回构件被连接部件(150)以压缩的方式推向固定框架。

技术领域

本发明涉及涡轮机、特别是用于飞行器的涡轮机的领域，并且更特别地涉及用于保持涡轮机壳体冷却系统的至少一个冷却管的设备。

背景技术

为了保证一些壳体、特别是低压涡轮机壳体的冷却，提供了包括一组冷却管(也被称为冷却引道)的冷却设备，该组冷却管穿有孔并且通常通过包围所述壳体而被设置在壳体外，使得相对于涡轮机中的气体流动方向从涡轮机上游吸入的空气被输送到壳体的外部面。冷却系统可进一步包括设置在壳体周围以向冷却管供应空气的多个箱。

存在已知的LPTCC(低压涡轮间隙控制)类型的冷却系统。LPTCC系统可由FADEC(全权限数字发动机控制)控制；然后这被称为主动控制，然后用首字母缩写LPTACC来表示该系统。当LPTCC系统不由FADEC控制时，这被称为LPTCC系统的被动控制。LPTCC系统的主要功能是通过调节用于冷却低压涡轮机壳体的次级流的空气流量来调节低压涡轮机的部件之间的转子/定子间隙。

LPTCC或LPTACC系统的冷却管例如通过供应箱和通过固定到壳体的固定框架而围绕壳体被保持就位。固定框架可以是固定板，通常是径向平板，固定套环(也被称为淋浴器套环)被固定在该固定板中。固定套环围绕冷却管并且确保冷却管围绕壳体定位。

为此目的，图1示出了根据现有技术的用于涡轮机的低压涡轮壳体的冷却系统1的透视图。图1和图2示出了涡轮机壳体2、用于冷却壳体2的包括多个冷却管3的冷却系统1、向多个冷却管供应空气的供应箱4、用于使冷却管3围绕壳体2保持就位的多个固定框架5。

图2示出了根据现有技术的用于涡轮机壳体的冷却系统1的部分截面图。图2更特别地示出了固定框架，在该固定框架下固定有多个套环6，每个套环6围绕冷却管3。固定套环或冷却管与壳体的外壳层之间布置有一定间隙(沿涡轮的径向方向)，以特别地防止部件(固定套环、冷却管、壳体)的可能导致损坏的任何接触。

然而，冷却管与壳体的外壳层之间的间隙必须尽可能小，以使冷却管尽可能靠近壳体的外壳层定位，从而促进壳体的冷却。

实际上，工艺约束和技术约束(例如特别是部件的公差、运行中的振动现象、部件在运行中的膨胀)需要移开冷却管，以避免固定套环(或冷却管)之间的、可能损坏所接触的部件(特别是壳体的外壳层)的任何接触。

当前的技术难点是找到冷却管的径向定位的良好折衷，使得可以避免部件的接触，同时通过冷却管与壳体之间的尽可能小的空气间隙使冷却系统尽可能有效。实际上，很难保证和控制最小间隙，原因是壳体和冷却管是大直径部件并且保持冷却管所涉及的各种中间部件会导致公差的叠加，从而增加最小允许间隙。

特别提出了更好地满足某些约束的各种方案。以编号为FR3021700 A1公开的法国专利申请例如描述了一种通过减少用于保持冷却管的中间部件的数量来更好地控制冷却管的定位的解决方案。径向延伸间隔件被布置在两个压板之间，冷却管被设置在间隔件之间。这种解决方案特别允许使与每个中间部件有关的公差的叠加最小化，从而更好地控制冷却管的定位。

然而，在一些情况下以及在一些涡轮机构型中，已知的解决方案并不完全令人满意，并且冷却效率约束要求减小间隙。在这些情况下，固定套圈与壳体壳层之间可能会出现接触。