CN85101816A - 有效间隙控制装置 - Google Patents

Abstract

有效间隙控制是通过加热高压力压气机转子的汽缸筒以便膨胀压气机轮盘和迷宫汽封使叶片和其圆周密封及迷宫汽封之间有最小限度的间隙来实现的。高压转子压气机的高压级有选择地排放空气来达到发动机工作外壳范围的理想间隙控制，通过引导发动机箱的外部空气并允许它通过中空的低压力转子的定子叶片和防涡流管的办法将排放空气馈送到汽缸筒(22)中，防涡流管可将高压力压气机转子进口管路中的接头与支承高压力压气机轴的轴承处的腔室接通。

Description

本发明是关于燃气轮机发动机。具体地说是一种控制压气机轴向叶梢和其附属圆周密封之间间隙的有效间隙控制装置。

众所周知，航空发动机工业已经证实，由于发动机上装备了有效间隙控制装置使单位推力燃料消耗率显著改善。就实例而言，JTqD型发动机是由布来特-威尼航空联合技术公司（本申请案的专利受让人）所制造，这种JTqD型发动机已对雷定家等专利权人（现在归本专利受让人），专利号为4069662所叙述过和请求保护过的有效间隙控制装置作过改进的。在上述实例中，喷油管卷绕在发动机箱的合宜位置并驱使风机的空气冲击在发动机箱上，使发动机箱冷却并因此紧缩和移动外部的空气密封，喷气管是与发动机箱固定的，朝向涡轮的叶梢。这就是工业上所称的有效间隙控制系统，因为冲击的空气仅在制成一定的发动机工作外壳时发生。这就相反于使空气连续流动来冷却发动机确定部分的被动型系统。

由于在发动机上的指定位置使用这种有效间隙控制装置，按单位推力燃料消耗率表示的发动机运行特性增加到百分之二以上。由于叶片周围任何空气的逸出都是对发动机总运行特性的一种恶化，所以使所有回转叶片的间隙具有最小限度显然是最理想的。

本发明是关于压气机叶片用的一种有效间隙控制装置并为发动机内部控制式而不是外部控制式。本发明还可望用来加热压气机的汽缸筒，使叶片朝圆周密封膨胀以获得密封与叶片间存最小限度的间隙。压力和温度高于进入空气的压气机的排放空气引到接近发动机中心线的压气机的汽缸筒中，在发动机中心线处排放的空气洗压气机的轮盖并向后流动与工作流体混合。这种空气在其朝发动机出口端的行程上还可用作其他冷却的目的。就实例而言，这种空气可作为冷却或缓冲支承隔室用。

本发明期望宜于排放压气机第九级和第十三级的空气并将其引到压气机的前部，前部的空气是由接近发动机中心线的压气机前端部引入的。第九级出来的较冷空气是在飞机起飞时引入，而从第十三级出来的较热空气是在飞机徘徊时引入。由于较热空气引起压气机轮盘的温度升高，叶梢的间隙就随发动机运行特性跟着改善而减小。

本发明的目的之一是提供一种通过使压气机汽缸筒加热技术改进有效间隙控制装置的燃气轮机发动机。本发明的一个特性是要从下游级排放出压缩空气并将它馈送到双转子燃气轮机发动机的高压力压气机进口的汽缸筒中，较低温度的空气按预先选定的发动机工作外壳的时间馈送到汽缸筒中，以避免压气机部件的过热。由上述发动机作为动力的飞机处于徘徊状态时，较热的空气被引到汽缸筒中，使压气机轮盘和叶片膨胀，叶梢移迎圆周密封。来自排气孔的空气通过高压转子轴的轴承支承送到高压力压力机转子进口的汽缸筒，该排气孔的空气是由中空的，装在双转子发动机的低压转子中的一个或数个定子处传来的。

其他的有关特性和优点将会出现在说明书、权利要求和解释本发明实施例的附图中。

正如从图中能看到的，它局部示出双转子燃气轮机发动机的高压力压气机。对这种型式的发动机结构更进一步的详细说明，应由布来特-威尼航空联合技术公司（本申请案的专利受让人）所制造的JPQD或2037型发动机的参考资料中给出。如规范化了的那样，从低压转子10的低压力压气机出来的空气绕过叶片12进到高压力压力机转子14（仅示出了一部分）并继续进到燃绕前的各级中。

根据本发明，从高压转子第九级和/或第十三级压气机出来的压缩空气是通过管道16到发动机箱20的腔室18流向发动机的前部。若干个圆周方向彼此隔开的叶片（仅示出一个叶片）与腔室18接通，使压气机排放的空气朝压气机汽缸筒22的发动机中心线A。正如能看到，该压气机排放的空气是径向向内流过管26，而后向后流过管28以及轴承支承28和隔室30之间。在轴承支承28和高压轴箱36中开有孔32和34，使压气机排放的空气引到汽缸筒22中。

发动机以高功率工作时，如飞机起飞，只有压气机排放出的较冷空气流入汽缸筒22，以确保不会出现叶片轮盘受热而胀，擦触外部的空气密封。在徘徊运行时，从第13级压气机出来的高温空气加到第九级以提高欲馈送到汽缸筒22中的压气机排放温度，这显然是使压气机轮盘加热，引起膨胀并移迎外部的空气密封。

如图中能看到的，高压力压气机转子叶片50是被圆周密封52所包围，而间隙因压气机轮盘54加热而被填塞或成最小限度。迷宫汽封56同样被加热并有一个小间隙。

阀40可以是任何众知的阀，且根据给定的发动机和/或飞行参数动作，即根据压气机的速度和飞行状态动作以确保在徘徊飞行时较热的空气能进入压气机的汽缸筒中。分别在1978年1月24日和1977年4月26日批准的专利号为4069662和4019320    Redinger等人的专利中指出了一种相应的控制系统并包括在本申请案的参照文件中。

人们将会了解，本发明不限于本申请案中指出和说明的特殊的实施例，只要不违背下列权利要求书中限定的新构思和范围就可以做出各种改变和改进的方案。

Claims (2)

1、一种双转子燃气轮机动力装置的有效间隙控制装置，该动力装置有作为飞机动力的多级轴流式压气机，压气机的每级有一个定子，定子装有沿圆周彼此隔开的叶片、支承多个压气机叶片的轮盘和外部空气密封，压气机的每一级在发动机箱内均可回转地支承在由轴承支承的轴上，轴承位于压气机各级高压转子进口附近，为选择在高压力压气机转子中的压气机各级出来的排放空气的装置和为使排放空气通过发动机箱的开口、低压力压气机转子内的中空叶片和通过轴承及高压转子引到高压转子汽缸筒中的外管道和防涡流管的装置，为控制可选择排放空气的装置以使在动力装置处于徘徊飞行时从最热排放级出来的空气能引到汽缸筒中的响应发动机工作参数的装置。

2、根据权利要求1所述的有效间隙控制装置，其中可选择排放空气的装置是一个装在外管道中的阀。

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