渦輪機(jī)中的排氣管支架的制作方法
【專利說明】渦輪機(jī)中的排氣管支架
[0001]本發(fā)明涉及一種用于從渦輪發(fā)動機(jī)排出含油氣體的管道的支撐件。
[0002]以常規(guī)方式，諸如渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的渦輪發(fā)動機(jī)以氣流方向從上游到下游包括:風(fēng)機(jī)；低壓壓氣機(jī)；高壓壓氣機(jī)；燃燒室；高壓渦輪；低壓渦輪；以及排氣噴嘴。每個壓氣機(jī)級對應(yīng)一個渦輪機(jī)級，這兩個級通過軸連接在一起，從而形成轉(zhuǎn)子，特別是低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子。
[0003]低壓轉(zhuǎn)子的軸可能是中空的，并且可以包括通常被稱為中心通風(fēng)管(CVT)的管道。該管道具有上游部分，該上游部分可旋轉(zhuǎn)移動并且通過不旋轉(zhuǎn)的下游部分延伸，并且用于排出來自渦輪發(fā)動機(jī)中某些罩殼的含油氣體。
[0004]該管道的下游部分經(jīng)過尾噴管，它通過支撐件連接到該尾噴管，該支撐件包括圍繞該管道的通常Ω形截面的內(nèi)環(huán)形部，以及被緊固到該尾噴管以及到該內(nèi)環(huán)形部的圓錐部。該圓錐部具有用于使經(jīng)過該尾噴管的冷卻氣體流通過的孔。此外，該支撐件的圓錐部通過螺釘緊固到該內(nèi)環(huán)形部。
[0005]該尾噴管受到位于650°C到680°C范圍中的溫度，而該管道可能在位于450°C到480°C范圍的溫度。該很大溫差(240°C)引起支撐件在保護(hù)其剛度特性同時必須能夠吸收的熱膨脹現(xiàn)象、應(yīng)激和移動。
[0006]為了實現(xiàn)這種折衷，現(xiàn)有技術(shù)的支撐件相對較重，從而增加了渦輪發(fā)動機(jī)的總重，此外很貴。
[0007]本發(fā)明的特定目的是為該問題提供一種簡單、有效和便宜的解決方案。
[0008]為此，本發(fā)明提供了一種用于支撐從渦輪發(fā)動機(jī)排出含油氣體的管道的支撐件，所述支撐件包括用于圍繞所述管道安裝的徑向內(nèi)環(huán)形部，并且其特征在于，它包括從所述環(huán)形部向外延伸的鰭狀物，所述鰭狀物相對于所述環(huán)形部的軸向以及相對于徑向平面傾斜，每個鰭狀物的徑向外邊緣用于緊固到所述渦輪發(fā)動機(jī)的尾噴管。
[0009]這種支撐件重量相對較小，不貴，允許氣體經(jīng)過尾噴管，并且適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在操作中可能發(fā)生的熱膨脹效應(yīng)，同時實施支撐該管道的功能。
[0010]相比之下，這種支撐件的重量為現(xiàn)有技術(shù)支撐件的重量的約五分之一到六分之
O
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個特征，所述內(nèi)環(huán)形部包括圓柱內(nèi)環(huán)，截錐環(huán)形杯體從所述圓柱內(nèi)環(huán)徑向地向外延伸，每個鰭狀物與所述杯體一致地向外延伸。
[0012]優(yōu)選地，所述圓柱內(nèi)環(huán)的長度小于或等于其內(nèi)徑的0.4倍。
[0013]這樣，在某種程度上，所述圓柱內(nèi)環(huán)在所述管道和所述支撐件之間提供了短引導(dǎo)作用，像球窩接合連接作用。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一特征，每個鰭狀物具有內(nèi)邊緣以及外邊緣，所述內(nèi)邊緣被連接到所述環(huán)形部，所述外邊緣包括用于緊固到所述尾噴管并相對于所述鰭狀物的其余部分形成一定角度的緊固件區(qū)域。
[0015]有利地，每個緊固件區(qū)域為與所述尾噴管互補(bǔ)的一部分圓錐的形式。
[0016]此外，所述鰭狀物和所述內(nèi)環(huán)形部可以由鎳基超合金制成，如由鉻鎳鐵合金625或由鉻鎳鐵合金718制成。
[0017]例如，所述鰭狀物的數(shù)目處于3到14的范圍中。
[0018]本發(fā)明還提供了一種用于渦輪發(fā)動機(jī)的組件，所述渦輪發(fā)動機(jī)具有從渦輪發(fā)動機(jī)排出含油氣體的管道，所述管道包括可旋轉(zhuǎn)移動的上游部分以及不旋轉(zhuǎn)的下游部分，所述下游部分經(jīng)過尾噴管并沿著所述尾噴管的軸線延伸，所述下游部分由以上指定類型的支撐件的所述內(nèi)環(huán)形部所圍繞，使得所述下游部分以在所述內(nèi)環(huán)形部中自由地軸向平移和轉(zhuǎn)動的方式被安裝，所述支撐件的鰭狀物也經(jīng)由它們的外邊緣緊固到所述尾噴管。
[0019]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述尾噴管包括至少一個環(huán)形加強(qiáng)筋，每個鰭狀物的所述外邊緣被緊固到所述加強(qiáng)筋。
[0020]最后，本發(fā)明還提供了一種渦輪發(fā)動機(jī)，其特征在于，它包括一個如上所述的組件。
[0021]在閱讀經(jīng)由非限制性示例以及參考附圖進(jìn)行的以下描述后，可以更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見，在附圖中:
[0022].圖1是在現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動機(jī)的一部分的軸線截面中的透視圖；
[0023].圖2是示出了現(xiàn)有技術(shù)支撐件如何安裝在尾噴管和用于排出含油氣體的管道之間的軸向截面視圖；
[0024]?圖3是圖2安裝的透視圖；
[0025].圖4是在本發(fā)明第一實施方式中支撐件的透視圖；
[0026]?圖5是圖4支撐件的側(cè)視圖；
[0027]?圖6是圖4支撐件的截錐杯體和鰭狀物的透視圖；
[0028]?圖7是圖4支撐件的圓柱環(huán)的透視圖；
[0029].圖8是包括圖4支撐件的渦輪發(fā)動機(jī)的一部分的局部剖切透視圖；
[0030].圖9是在本發(fā)明的第二實施方式中，包括圖4支撐件的渦輪發(fā)動機(jī)的一部分的局部剖切透視圖；以及
[0031].圖10是圖9的一部分的詳細(xì)視圖。
[0032]現(xiàn)有技術(shù)渦輪發(fā)動機(jī)的下游部分在圖1中示出，并包括從本身位于低壓渦輪下游(未示出)的排氣缸2下游緊固的尾噴管I。該尾噴管I在其下游端具有軸向開口 3。
[0033]渦輪發(fā)動機(jī)也具有通常被稱為中心通風(fēng)管(CVT)的管道4，其具有上游部分，該上游部分可旋轉(zhuǎn)移動(未示出)并且通過非旋轉(zhuǎn)下游部分4a延伸，用于排出來自渦輪發(fā)動機(jī)內(nèi)某些罩殼的含油氣體。
[0034]管道4的下游部分4a經(jīng)過尾噴管I并通過經(jīng)過開口 3而在此向下游延伸。所述下游部分4a通過支撐件5連接到尾噴管I。該支撐件在圖2中可見，并包括圍繞管道4的通常Ω形的內(nèi)環(huán)形部6以及被緊固到該尾噴管I以及到該內(nèi)環(huán)形部6的圓錐部7。該圓錐部7具有用于使經(jīng)過該尾噴管I的冷卻氣體流通過的孔8。此外，該支撐件5的圓錐部7經(jīng)由螺釘(未示出)緊固到該內(nèi)環(huán)形部6。
[0035]如上所述，這種支撐件5相對較重并且很貴。
[0036]為了彌補(bǔ)這些缺陷，本發(fā)明提出了通過如圖4到8所示的支撐件5將管道4的下游部分4a連接到尾噴管I。該支撐件5由在所述管道4周圍安裝的圓柱環(huán)9和截錐杯體10組裝在一起，鰭狀物11從該截錐杯體10延伸。圓柱環(huán)9的長度小于或等于其內(nèi)徑的0.4倍。以這種方式，圓柱環(huán)9形成短引導(dǎo)件，其在某種程度上構(gòu)成在管道4和支撐件5之間的球窩接合連接。截錐杯體10在圓柱環(huán)9的中間區(qū)域緊固。管道4也被安裝成在環(huán)9中自由轉(zhuǎn)動和軸向平移。這些不同的自由度特別地用于彌補(bǔ)操作中的任何變形，如由于機(jī)械和熱應(yīng)力。環(huán)9在其端部也可以具有徑向向內(nèi)面對的斜面，以在支撐件5正被安裝時避免破壞管道4。
[0037]可通過切割和折疊金屬板獲得由鰭狀物11與截錐杯體10 —起構(gòu)成的如圖6所示的組件，該組件然后例如通過釬焊緊固到如圖7所示的圓柱內(nèi)環(huán)9。
[0038]每個鰭狀物11與杯體10 —致地向外延伸并且具有被連接到該杯體10的內(nèi)邊緣部，以及具有帶有用于緊固到尾噴管I的緊固件區(qū)域12的外邊緣部，該緊固件區(qū)域12與鰭狀物11的其余部分一起形成角度β。每個緊固件區(qū)域12優(yōu)選地為一部分圓錐的形式并且與尾噴管I的內(nèi)表面互補(bǔ)。例如，鰭狀物11的數(shù)量可能位于3到14的范圍中。
[0039]杯體10和鰭狀物11相對于支撐件5的軸線A的角度α不是直角。鰭狀物11的傾斜角α可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)在操作中可能發(fā)生的熱膨脹作用，同時也用于支撐該管道4。
[0040]鰭狀物11、截錐杯體10和圓柱環(huán)9由鎳基超合金制成，如由鉻鎳鐵合金625 (NiCr22Mo9Nb)或鉻鎳鐵合金718制成。
[0041]這種支撐件5相對較輕，它允許冷卻氣體在不同鰭狀物11之間通過，并且很便宜。相比之下，這種支撐件5的重量為如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)支撐件的重量的五分之一到六分之一O
[0042]圖9和圖10示出了本發(fā)明的變型實施方式，其中尾噴管I的內(nèi)側(cè)壁具有徑向向內(nèi)延伸的環(huán)形加強(qiáng)筋。每個加強(qiáng)筋呈現(xiàn)L形截面，具有緊固到尾噴管I內(nèi)側(cè)壁的一個分支13a，如通過焊接，以及包括孔14的另一分支13b (圖10)。
[0043]如上所述，通過將用于在所述管道4周圍安裝的圓柱環(huán)9和截錐杯體10組裝制成該支撐件5，鰭狀物11從該截錐杯體延伸。圖9和10中的支撐件5與圖4到8中所示的不同在于，每個鰭狀物的徑向外邊緣具有緊固件區(qū)域12，該緊固件區(qū)域與位于最下游的加強(qiáng)筋的凸緣13b平行并且擠壓在該凸緣13b的上游壁上。每個緊固件區(qū)域12包括與相應(yīng)孔14面對的孔15。
[0044]這些孔14和15用于使將支撐件5緊固到加強(qiáng)筋13的螺釘通過，如在支撐件5的鰭狀物11中或在加強(qiáng)筋13的孔14中，與在孔15中鉚接的螺母配合。
【主權(quán)項】
1.一種用于支撐從渦輪發(fā)動機(jī)排出含油氣體的管道(4)的支撐件(5)，所述支撐件包括用于圍繞所述管道(4)安裝的徑向內(nèi)環(huán)形部(9、10)，并且其特征在于，所述支撐件包括從所述環(huán)形部(9、10)向外延伸的鰭狀物(11)，所述鰭狀物相對于所述環(huán)形部(9、10)的軸向(A)以及相對于徑向平面傾斜，每個鰭狀物(11)的徑向外邊緣(12)用于緊固到所述渦輪發(fā)動機(jī)的尾噴管(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐件(5)，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)形部包括圓柱內(nèi)環(huán)(9)，截錐環(huán)形杯體(10)從所述圓柱內(nèi)環(huán)徑向地向外延伸，每個鰭狀物(11)與所述杯體(10) —致地向外延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支撐件(5)，其特征在于，所述圓柱內(nèi)環(huán)(9)的長度小于或等于其內(nèi)徑的0.4倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一所述的支撐件(5)，其特征在于，每個鰭狀物(11)具有內(nèi)邊緣以及外邊緣，所述內(nèi)邊緣被連接到所述環(huán)形部(9、10)，所述外邊緣包括用于緊固到所述尾噴管(I)并相對于所述鰭狀物(11)的其余部分形成一定角度的緊固件區(qū)域(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支撐件(5)，其特征在于，每個緊固件區(qū)域(12)為一部分錐形的形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5任一所述的支撐件(5)，其特征在于，所述鰭狀物(11)和所述內(nèi)環(huán)形部(9、10)由鎳基超合金制成，如由鉻鎳鐵合金625或由鉻鎳鐵合金718制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6任一所述的支撐件(5)，其特征在于，所述鰭狀物(11)的數(shù)量位于3到14的范圍中。
8.一種用于渦輪發(fā)動機(jī)的組件，所述渦輪發(fā)動機(jī)具有從渦輪發(fā)動機(jī)排出含油氣體的管道(4)，所述管道(4)包括可旋轉(zhuǎn)移動的上游部分以及不旋轉(zhuǎn)的下游部分(4a)，所述下游部分(4a)經(jīng)過尾噴管(I)并沿著所述尾噴管(I)的軸線(A)延伸，所述下游部分(4a)由根據(jù)權(quán)利要求1到7任一所述的支撐件(5)的所述內(nèi)環(huán)形部(9、10)所圍繞，使得所述下游部分(4a)以在所述內(nèi)環(huán)形部(9、10)中自由地軸向平移和轉(zhuǎn)動的方式被安裝，所述支撐件(5)的鰭狀物(11)也經(jīng)由它們的外邊緣(12)固定到所述尾噴管(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述尾噴管包括至少一個環(huán)形加強(qiáng)筋(13)，每個鰭狀物(11)的所述外邊緣(12)被緊固到所述加強(qiáng)筋(13)。
10.一種渦輪發(fā)動機(jī)，其特征在于，該渦輪發(fā)動機(jī)包括根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的組件。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于支撐渦輪機(jī)的含油排氣管(4)的支架(5)，其包括用于圍繞管道(4)安裝的徑向內(nèi)環(huán)形部(9、10)以及相對于該環(huán)形部(9、10)的軸向(A)以及相對于徑向平面傾斜的葉片(11)，該葉片(11)的徑向外邊緣(12)用于被附接到該渦輪機(jī)的尾噴管(1)。
【IPC分類】F01D25-28, F01M13-00, F01D25-30
【公開號】CN104822912
【申請?zhí)枴緾N201380062481
【發(fā)明人】帕特里克·蘇塔那, 博希夫·本薩拉赫, 雅尼克·都蘭德, 奧利維爾·雷農(nóng)
【申請人】斯奈克瑪
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2013年11月4日
【公告號】CA2891072A1, EP2917519A2, WO2014072626A2, WO2014072626A3