[发明专利]具有改进隔热性能的涡轮发动机内壳

说明书

本发明涉及一种以纵向中心轴线为中心的用于涡轮发动机的内壳套圈(50)，包括：以所述轴线为中心的主体(51)，其两个端部由相对于所述轴线在径向内部和外部的表面界定；体积孔隙率≥50％的多孔结构隔热套(52)，其包括：完全覆盖两个端部的侧向部分；当沿横向于所述轴线的截面观察时，外部部分(52a)和内部部分(52b)分别完全覆盖主体的径向外表面和内表面；和保护套(53)，其至少部分地覆盖隔热套(52)，并且当从横向于所述轴线的截面观察时，其包括分别至少部分地覆盖外部部分(52a)和内部部分(52b)的径向外部保护部分(53a)和内部保护部分(53b)。

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮发动机内壳(尤其是飞行器涡轮发动机的内壳)的隔热。

背景技术

涡轮发动机的压缩机和涡轮机通常包括至少一个旋转组件或转子，该旋转组件或转子通常包括多个盘。每个转子盘上装有多个动叶片，并相对于周向环绕每个盘的固定套圈旋转。面向叶片的套圈组构成了涡轮发动机的内壳。

定叶片(对于压缩机，也称为“整流器”，对于涡轮机，称为“分配器”)可插入两个转子盘之间，并形成与内壳一体的定子。

有必要在转子盘的叶片尖端和内壳的套圈之间保持间隙。理想情况下，应尽可能减少此类间隙，以提高涡轮发动机的性能。但是，必须考虑到这些间隙在涡轮发动机运行期间的变化。

这些间隙变化主要是机械现象(尤其是由于离心力下转子的变形、转子和定子上气体流道压力的影响、轴向位移等)和热现象(在压缩机中，特别是在高压压缩机中，形成转子和定子的部件通常具有不同的热膨胀系数，特别是由于不同的环境而具有不同的变形速度；一般来说，定子的通风量较大，质量更小，其反应速度比转子盘更快，而转子盘的惯性主要与盘根部的质量有关，通常通风量很小，这种“热响应时间”的差异会导致运行过程中间隙的显著变化。)

减小运行间隙是提高涡轮发动机性能的一个重要途径。

现有技术中提出的解决方案通常需要能够减少内壳的“热响应时间”的技术。大多数情况下，所提出的解决方案包括在内壳的内壁上配备与定子成直线布置的环形部件，以形成一个或多个气隙，从而为内壳提供隔热。回顾一下，气隙是一个封闭而狭窄的环形空间，其中有空气。该解决方案例如在文件[1]中描述并且在图3和图4中示出，其将在下文中详细描述。

然而，作为隔热手段的气隙解决方案需要使用许多部件(后者的环形部件和紧固部件)，这会影响质量和成本。还存在安装限制和空间方面的问题。

此外，有必要通过使用诸如环、密封片之类的密封装置对气隙进行良好的隔热，因为密封件的劣化实际上意味着间隙的劣化。

此外，气隙解决方案可以使内壳的与定子局部成直线的内壁隔热成为可能，但不能完全隔热内壳的表皮。特别是，根据所选择的配置，有可能朝向转子的内壁没有隔热；与管道取样开口相对应的内壳的侧壁没有隔热；内壳的外壁没有隔热。

最后，由于缺乏空间或进入困难，有时不可能在现有涡轮发动机中通过气隙建立这样的隔热系统。

因此，需要优化涡轮发动机内壳表皮的隔热。

发明内容

为了满足该需求，本发明的目的是提供一种用于涡轮发动机的内壳套圈，所述套圈以纵向中心轴线为中心，其特征在于包括：

-以纵向中心轴线为中心的主体，所述主体包括两个纵向端部，并由相对于纵向中心轴线的径向内表面和径向外表面界定；

-隔热套，包括：

·完全覆盖所述主体的两个纵向端部的侧向覆盖部分；

·沿着横向于纵向中心轴线的截面，完全覆盖所述主体的径向外表面的外部覆盖部分；