主动间隙控制歧管系统技术方案

公开一种用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统。示例性主动间隙控制系统可包括：大体沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔；基本刚性地将喷射管联接到壳体上的刚性安装组件；以及/或者滑动安装组件，其将喷射管联接壳体上，同时容许在喷射管和壳体之间沿大体平行于发动机轴线的方向进行有限的相对运动。滑动安装件可大体沿轴向在刚性安装件的前面联接到壳体上。分离距离与冲击孔直径的比可小于大约8。弧间隔与冲击孔直径的比可小于大约15。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主动间隙控制歧管系统相关申请的交叉引用本申请要求2012年7月25日提交的美国临时申请No.61/675,396的优先权，该申请通过引用而整体地结合在本文中。
本文公开的主题大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统。
技术介绍
在一些燃气涡轮发动机中，诸如用来推动航空器的那些，发动机性能的一些方面可取决于涡轮叶片尖部和包围叶片尖部的静态密封件或护罩之间的间隙。例如，叶片尖部间隙过大可不利地影响推力、燃料消耗率和/或排气温度裕度。一些燃气涡轮发动机可使用主动间隙控制来调节在各种发动机运行条件下的涡轮叶片尖部间隙。例如，一些主动间隙控制系统可构造成将较冷或较热的空气(一般可称为热控制空气)引导到高压或低压涡轮壳体上，以使壳体热膨胀远离叶片尖部(增大尖部间隙)，或者收缩(减小尖部间隙)。问题：一些主动间隙控制系统可能无法有效地控制叶片尖部间隙，因为热传递容量有限，而且/或者一些主动间隙控制系统可不利地影响发动机性能，因为它们使用较大量热控制空气。
技术实现思路
上面提到的问题(一个或多个)的至少一个解决办法由本公开提供，以包括为了示例性教导且不意于限制而提供的示例实施例。根据本公开的至少一些方面的用于燃气涡轮发动机的示例性主动间隙控制系统可包括大体沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔。单独的冲击孔可具有冲击孔直径。喷射管的单独的冲击孔可与间隙控制构件间隔开分离距离。分离距离与冲击孔直径的比可小于大约8。根据本公开的至少一些方面的用于燃气涡轮发动机的示例性主动间隙控制系统可包括大体沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔。第一单独的冲击孔可具有冲击孔直径。第一单独的冲击孔可与沿周向相邻的第二单独的冲击孔间隔开弧间隔。弧间隔与冲击孔直径的比可小于大约15。根据本公开的至少一些方面的用于燃气涡轮发动机的示例性主动间隙控制系统可包括：大体沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔；基本刚性地将喷射管联接到壳体上的刚性安装组件；以及/或者滑动安装组件，其将喷射管联接到壳体上，同时容许在喷射管和壳体之间沿大体平行于发动机轴线的方向进行有限的相对运动。滑动安装件可大体沿轴向在刚性安装件的前面联接到壳体上。第一单独的冲击孔可具有冲击孔直径。第一单独的冲击孔可与间隙控制构件间隔开分离距离。第一单独的冲击孔可与沿周向相邻的第二单独的冲击孔间隔开弧间隔。分离距离与冲击孔直径的比可小于大约8。弧间隔与冲击孔直径的比可小于大约15。附图说明在本文特别地指出和声明了专利权利要求所覆盖的主题。但是，参照结合附图得到的以下描述，可最佳地理解该主题及其实施例，其中：图1是包括示例性主动间隙控制系统的航空器燃气涡轮发动机的示意性横截面图；图2是示例性空气分配歧管的轴向视图；图3是示例性空气分配歧管的局部剖开透视图；图4是示例性空气分配歧管的横截面图；图5是示例性空气分配歧管的详细局部剖开透视图；图6是示例性冲击孔的详细横截面图；以及图7是全部都根据本公开的至少一些方面的示例性滑动安装组件的分解透视图。具体实施方式在以下详细描述中，参照附图，附图形成详细描述的一部分。在图中，相似符号典型地标识相似构件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的示例性实施例不表示限制。可利用其它实施例，而且可作出改变，而不偏离这里介绍的主题的精神或范围。将容易地理解，可按多种不同的构造来布置、代替、组合和设计本文大体描述和图中示出的本公开的各方面，清楚地构想到了它们全部，而且它们构成本公开的一部分。本公开尤其包括燃气涡轮发动机，并且更特别地，用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统。图1是航空器燃气涡轮发动机10的示意性横截面图，航空器燃气涡轮发动机10包括根据本公开的至少一些方面的示例性主动间隙控制(ACC)系统100。发动机10可包括成下游连续流关系的下者：包括风扇14的风扇区段13、增压机或低压压缩机(LPC)16、高压压缩机(HPC)18、燃烧区段20、高压涡轮(HPT)22和/或低压涡轮(LPT)24。高压轴26可围绕发动机轴线8而设置，并且可将HPT22传动地连接到HPC18上。低压轴28可将LPT24传动地连接到LPC16和/或风扇14上。HPT22可包括HPT转子30，HPT转子30可包括安装在转子30的周边处的多个第一级涡轮叶片34和第二级涡轮叶片35。在根据本公开的至少一些方面的一些示例实施例中，压缩风扇空气供应32可用作热控制空气36的源，热控制空气36可通过空气供应管42供应到ACC系统100。设置在空气供应管42中的空气阀44可控制流过其中的热控制空气36的量。通过压缩风扇空气供应32供应的热控制空气36可用作ACC系统100的冷却空气。热控制空气36可受控制地从风扇旁通导管15流过空气供应管42，到达ACC系统100的分配歧管54。空气阀44可由控制器48控制，诸如数字电子发动机控制系统，它通常被称为全权数字发动机控制(FADEC)。在一些示例实施例中，通往空气供应管42的空气供应入口19可位于出口导叶17的下游，出口导叶17在风扇旁通导管15中设置在风扇14下游。图2是根据本公开的至少一些方面的示例性空气分配歧管54的轴向视图。图3是根据本公开的至少一些方面的示例性空气分配歧管54的局部剖开透视图。图4是根据本公开的至少一些方面的示例性空气分配歧管54的横截面图。图5是根据本公开的至少一些方面的示例性空气分配歧管54的详细局部剖开透视图。参照图2-5，示例性空气分配歧管54可接收来自空气供应管42的热控制空气36。空气分配歧管可包括一个或多个管道，诸如第一分配管55和/或第二分配管57，其可设置成大体沿周向围绕HPT22(图1)。第一分配管55和/或第二分配管57可构建成大体圆柱形管的形式，其可围绕发动机轴线8形成大体环形。在一些示例实施例中，大体环形可由诸如介于第一分配管55和第二分配管57的下游端(可为封闭的)之间的间隙58中断。第一分配管55和第二分配管57中的各个可包括大体管状弧，大体管状弧形成大体环形的一部分。在一些示例实施例中，第一分配管55和/或第二分配管57可通过T形接头53接收来自空气供应管42的热控制空气36。例如，T形接头53可包括在流体方面联接到空气供应管42上的入口、在流体方面联接到第一分配管55上的大体沿周向定向的侧向出口，以及在流体方面联接到第二分配管57上的大体沿周向定向的侧向出口。在一些示例实施例中，第一分配管55和/或第二分配管57可在流体方面联接到一个或多个空气分配集管61上。例如，第一分配管55可布置成将热控制空气36供应到四个集管61，并且/或者第二分配管57可布置成将热控制空气供应到四个集管61，总共八个集管61。第一分配管55和/或第二分配管57可通过开口63将热控制空气36供应到一个或多个对应的空气分配集管61，从而在提供从第一分配管55和/或第二分配管57的内部到集管61的内部中的流径。在一些示例实施例中，第一分配管55和/或第二分配管57可包括与第一分配管55和/或第二分配管57的周向端相关联的相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统，所述主动间隙控制系统包括：大体沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔；其中，单独的冲击孔具有冲击孔直径；其中，所述喷射管的单独的冲击孔与所述间隙控制构件间隔开分离距离；以及其中，所述分离距离与所述冲击孔直径的比小于大约8。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.25 US 61/675396;2013.01.17 US 13/7438181.一种用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统，所述主动间隙控制系统包括：沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击孔；其中，单独的冲击孔具有冲击孔直径；其中，所述喷射管的单独的冲击孔与所述间隙控制构件间隔开分离距离；以及其中，所述分离距离与所述冲击孔直径的比小于8；进一步包括：刚性地将所述喷射管联接到所述壳体上的刚性安装组件，以及滑动安装组件，所述滑动安装组件将所述喷射管联接到所述壳体上，同时容许在所述喷射管和所述壳体之间沿平行于发动机轴线的方向进行有限的相对运动；其中，所述滑动安装组件沿轴向在所述刚性安装组件的前面联接到所述壳体上。2.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，所述分离距离与所述冲击孔直径的比小于5。3.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，所述分离距离与所述冲击孔直径的比小于3。4.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，所述喷射管的第一单独的冲击孔与沿周向相邻的第二单独的冲击孔间隔开弧间隔；以及所述弧间隔与所述冲击孔直径的比小于15。5.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，所述喷射管的第一单独的冲击孔与沿周向相邻的第二单独的冲击孔间隔开弧间隔；以及所述弧间隔与所述冲击孔直径的比介于2和9之间。6.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，所述喷射管的第一单独的冲击孔与沿周向相邻的第二单独的冲击孔间隔开弧间隔；以及所述弧间隔与所述冲击孔直径的比介于4和7之间。7.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，跨过单独的冲击孔的压力比大于1.3。8.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，跨过单独的冲击孔的压力比大于1.4。9.根据权利要求1所述的主动间隙控制系统，其特征在于，跨过单独的冲击孔的压力比为1.5。10.一种用于燃气涡轮发动机的主动间隙控制系统，所述主动间隙控制系统包括：沿周向安装的喷射管，其包括布置成使热控制空气冲击在壳体的间隙控制构件上的多个冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA施梅尔斯，DJ富西纳托，JC格勒斯纳，DN米尔科维奇，R普罗克托尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US