CN100472046C - 燃气涡轮发动机的冷却空气室和导向器之间的连接装置 - Google Patents

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Abstract

燃气涡轮发动机中的在冷却空气室和导向器之间的连接装置包括一些金属管子(52)，管子的两端(56，58)密封地安装在外壳(38)的孔中和导向器的孔中，每个管子(52)在其两端(56，58)之间有一个波纹形管(54)，后者允许外壳(38)的孔和导向器的孔之间有相对的错位和失调。

Description

燃气涡轮发动机的冷却空气室和导向器之间的连接装置
技术领域
本发明涉及一种燃气涡轮发动机如飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机的冷却空气室如冷却空气源或平静室和导向器之间的连接装置。
背景技术
在燃气涡轮发动机中，导向器处于很高的温度中，尤其是在燃烧室的下游，它们有一些来自径向外室的冷却空气的流动腔，冷却空气一部分通过导向器上的孔散布到燃气流中，一部分排出到径向内室。
为了使冷却空气在连接处的损失和泄漏尽可能小，在这些室和导向器之间有一些连接装置，它们由端部封装在外壳的孔上或导向器孔上的一些金属管子组成。
在燃气涡轮发动机工作时，外壳尤其是导向器受热膨胀，并有很大的振动，这就导致外壳孔和导向器孔之间相对错位和失调。
为了补偿这些相对的错位和失调，人们使用一些端部扩开的连接管子，使管子端部在外壳孔和导向器孔中呈现一种轻微的球头连接，为了保证整体足够的密封性，管子端部压装在孔上。
如果管子端部的压装限制了球头连接的可能性并在外壳孔和导向器孔内表面造成严重的磨损区域，从而导致管子端部的泄漏甚至导致连接管的损坏，那么这一办法也是不能使人满意的。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种简单的、经济的和有效的解决办法，燃气涡轮发动机的冷却空气室和导向器之间安装一个连接装置。
为了解决上述问题，本发明燃气涡轮发动机的冷却空气室和导向器之间的连接装置包括一些金属管子，管子的端部密封地安装在冷却空气室外壳的孔中或导向器的孔中，其特点是管子的中间部位有一个金属真空波纹形管，波纹形管的两端通过密封衬套分别固定在外壳孔中和导向器孔中。
每个管子上的波纹形管通过弹性变形可以消除燃气涡轮发动机工作时外壳孔和导向器孔之间的错位和失调，同时确保上述外壳和导向器之间流体连接的连续性以及避免管子端部的磨损和管子上的应力。
其优点是，嵌入导向器孔的管子端部的截锥形外表面通过波纹形管的弹性预应力靠在导向器孔的截锥形结合面上。
管子的另一端圆柱形的，它压贴在安装在冷却空气室外壳的孔圆柱形内表面的环形槽的一个密封圈上。
发明还涉及有至少一个上述装置的燃气涡轮发动机，如飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。
看了下面的按照附图的举例性而非限制性描述以后，我们对该发明就会有更进一步的了解，进一步看出它的其它特点和优点。
附图说明
图1是通过几个现有的连接装置将两个冷却空气室和一个导向器连接在一起的轴向部分剖面半视图；
图2是一个现有的连接装置的轴向部分剖面图；
图3是本发明的连接装置的轴向部分剖面图。
具体实施方式
图1是燃气涡轮发动机中一个导向器10的轴向部分剖面半视图，导向器有中心线为14的环形径向内壁12和中心线为14的截锥形径向外壁16，外壁向中心线14的上游倾斜。在两壁之间有一个燃气流的环形空间18，燃气流来自燃气涡轮发动机的燃烧室(图中未示出)。在两壁之间径向伸展着叶片20。
每个叶片20都有一个用于来自导向器外壁16径向外侧供气室24的冷却空气循环的内腔22，冷却空气一部分通过叶片20的槽26散布到环形空间18，一部分排出到在导向器内壁12径向内室28。
叶片的内腔22通过由金属管30、32组成的连接装置分别与外室24和内室28相连。
外室24和叶片内腔22之间的空气管子30的端部密封地嵌入衬筒34和36，衬筒分别固定在导向器外壁16的孔中和供气室24的外壳38的孔中。
叶片内腔22和内室28之间的空气管子32的端部分别密封地嵌入导向器内壁12的孔40中和内室28的外壳44的环形凸缘的孔42中。
燃气涡轮发动机工作时，导向器10的热膨胀和燃气涡轮发动机马达的振动导致管子30、32在导向器10和内外室24、28的外壳之间产生相对的平移错位和旋转错位。
在现有技术中，如图2所示，连接装置的管子30的两端50都被扩大或呈现球缺状外表面，它们嵌入固定衬筒34和36中，在衬筒中可以自由滑动，从而补偿了上述相对错位。
为了确保管子30和固定衬筒34、36之间有足够的密封性，端部50是压装在固定衬筒中的，这就大大限制了它们滑动和球状连接，并导致严重的磨损，可能会引起泄漏甚至管子的损坏。
图3表示的是按照发明制造的一个连接装置的轴向剖面图，在该连接装置中，管子52在中央部位有一个金属真空波纹形管54，在管子的两端固定有密封嵌入固定衬筒34和36的孔中的圆柱形衬套56和58。
在所示的例子中，外部衬套58的自由端60是圆柱形的，压贴在密封圈62上，密封圈安装在固定衬筒36的圆柱形内表面的环形槽64中，衬套56的自由端有截锥形外表面66，它靠在固定衬筒34的截锥形结合面68上。
作为变型，衬套56和58可以有圆柱形的自由端部，两端分别压在衬筒34对应的环形表面上和密封圈62上。
波纹形管54的弹性预应力可使衬套56的截锥形表面压靠在固定衬筒34的表面68上，该预应力是根据波纹形管54能够保证整体足够密封度的刚度确定的。
燃气涡轮发动机工作时，外壳38和导向器之间的所有相对平移和旋转错位都被管子52波纹形管的弹性变形补偿了。
根据发明，该连接装置也可以安装在导向器10和内室28的外壳44之间。
管子的波纹形管是用铬镍铁合金或不锈钢制成的。
根据发明制造的连接装置可以吸收空气室外壳和导向器之间的相当大的错位，并能保证空气室外壳和导向器之间流体的连续性，而且将连接管子的磨损和管子上的应力减少到最低限度。

Claims (5)

1.燃气涡轮发动机的导向器(10)和冷却空气室(24，28)之间的连接装置，该装置包括一些金属管子(52)，其端部密封地安装在空气室外壳(38，44)的孔中和导向器(10)的孔中，其特征在于，每个管子(52)的中央部位是金属波纹形管(54)，管子的端部固定在衬套(56，58)上，衬套分别密封地嵌入空气室外壳的孔中和导向器的孔中，每个管子上的波纹形管通过弹性变形可以消除燃气涡轮发动机工作时外壳孔和导向器孔之间的错位和失调。
2.如权利要求1所述的连接装置，嵌入导向器孔中的衬套(56)有截锥形外表面(66)，通过波纹形管(54)的弹性预应力压靠在导向器孔的截锥形结合面(68)上。
3.如权利要求1或者2所述的连接装置，嵌入空气室外壳孔中的衬套(58)是圆柱形的，通过波纹形管(54)的弹性预应力压靠在密封圈(62)上，密封圈安装在空气室外壳(38，44)孔的圆柱形内表面的环形槽(64)中。
4.燃气涡轮发动机，至少有一个按照上述权利要求中的一个制造的连接装置。
5.如权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征是：该燃气涡轮发动机为飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。
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