用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置(2)，该涡轮壳体优选是涡轮机的低压涡轮壳体，该装置包括加压空气供应箱体(3)和布置在箱体(3)的每一侧上的至少两个弯曲的冷却管(40)，该至少两个弯曲的冷却管围绕壳体的一部分布置并被布置成与壳体的一部分间隔开并且设置有空气喷射孔(41)，箱体具体包括底部(31)和两个纵向侧壁(32，33)，并且该底部穿有空气喷射孔。该装置的特征在于侧壁中的每个向外延伸有至少一个一体式的管状套管，冷却管与该至少一个一体式的管状套管连接，套管的底部与箱体的底部在套管与箱体连接在一起的位置处于同一水平面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置
本专利技术属于冷却涡轮壳体的领域。本专利技术更具体地涉及一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该涡轮优选是涡轮机的低压涡轮。本专利技术还涉及一种设置有这种装置的涡轮机。
技术介绍
如在所附的表示现有技术的图1和图2中可以看到的，涡轮机的低压涡轮由具有大致扩张的、基本上为截头圆锥形状的壳体C保护。该壳体采用冲击冷却技术来进行冷却。壳体C设置有一个或多个加压空气供应箱体B，每个加压空气供应箱体B被连接到多个冷却管线R。在这些图中所示的实施例中，壳体C配备有两个箱体B，这两个箱体彼此成大约180°定位(在图2中仅一个可见)。另外，每个箱体B设置有五条管线R，每条管线具有两个管T，每个管延伸过大约90°。如所附的图4中的箱体B的下侧视图所示，管T和箱体B被穿有一系列小孔O，所述小孔O通向壳体的外表面。因此，流过这些孔O的加压空气提供了壳体C的冲击通风。而且，如所附的图3和图4所示，每个管T通过圆柱形套接件D连接到箱体B。每个管T钎焊到套接件D中，每个套接件D钎焊到箱体B中。然而，如图4所示，箱体B在其两端不具有任何孔O，套接件D在其两端也不具有任何孔。因此，在箱体B的每一侧，在箱体B的最后一个孔O和管T的第一个孔O之间具有区域Z1，在该区域中没有孔，因此没有空气射流，因此被相对定位的壳体的表层没有被冷却。此外，管T在其大部分长度上具有基本上遵循壳体C的曲率的弯曲(拱形)形状。然而，为了确保管T在套接件D中的正确钎焊，管的端部在区域Z2上是直线的(参见图3)。因此，管线R的管T与壳体C的表层(外表面)之间的空气间隙在壳体的整个圆周上是不恒定的，并且特别是管线远离壳体的表层移动，这对冷却具有负面影响。因此，已经发现的是，当套接件D变得更近时，管和壳体之间的期望的空气间隙E1可以采用越来越高的值E2或甚至E3。举例来说，对于3.5mm的空气间隙E1而言，E2和E3的值可分别达到4.8mm和8.5mm。空气间隙也在箱体B的更靠近壳体C的表层的底部(空气间隙E4)和管T的处于被钎焊到套接件D的位置处的端部(空气间隙E3)之间发生变化。然而，为了使通过空气射流的冲击冷却是有效的，该间隙不仅必须是恒定的，而且还必须是由壳体的规格确定的低值(通常约为2mm至3.5mm)。总之，在每个箱体B的附近、在长度为大约25mm或50mm的两个区域Z1上观察到壳体C因此没有被冷却，并且在长度为大约60mm或120mm的两个区域Z2上的冷却不良。这些未冷却或仅略微冷却的区域将因为围绕壳体C布置的箱体B的数量而增加，在一些实施例中壳体B的数量可以是四个。最后，将冷却管线R装配和保持在壳体C上的操作可能会对套接件D和箱体B之间的钎焊或套接件D和管线R之间的钎焊产生很大的压力。因此存在所述管线被过早损坏的风险。根据文献US2014/109596，还已知一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该装置包括空气供应箱体和至少一个冷却管线，该冷却管线包括布置在箱体的每侧上的两个管。然而，该箱体的侧壁不通过与所述侧壁成一体的管状套管延伸，并且该管状套管布置成使得管状套管的底部与箱体的底部处于同一水平面。由此可以得出，一方面在壳体的外壁与箱体的底部之间的空气间隙与在壳体的外壁与冷却管之间的空气间隙不相同，而这不能保证最佳的冷却效果。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是解决现有技术的上述缺点。因此，本专利技术的目的特别是提供一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该装置确保壳体的均匀冷却，即，在冷却管线和壳体的外表面之间提供尽可能恒定的空气间隙。本专利技术的另一个目的是提供一种装置，该装置能够冷却所述壳体的外表面(表层)的一部分，该被冷却的一部分大于现有技术的装置能够冷却的部分，从而增加了壳体的使用寿命。最后，本专利技术的另一个目的是简化制造冷却管线的方法并获得具有更大机械强度的冷却装置。为此，本专利技术涉及一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体的装置，该涡轮壳体优选地是涡轮机的低压涡轮壳体，该装置包括加压空气供应箱体和至少一个冷却管线，该至少一个冷却管线包括布置在所述箱体的每一侧上的两个冷却管，所述箱体包括底部、两个纵向侧壁、上游端壁和下游端壁以及上部壁，以及，箱体的所述底部穿有空气喷射孔，该空气喷射孔布置成通向所述壳体，所述冷却装置意在围绕所述壳体布置，每个冷却管是弯曲的，每个冷却管围绕壳体的一部分布置并被布置在距壳体的一定距离处并且设置有通向壳体的空气喷射孔。根据本专利技术，所述侧壁中的每个通过与所述侧壁成一体的至少一个管状套管向外延伸，每个套管布置在所述侧壁上，使得套管的底部与箱体的所述底部在套管与箱体相连接的位置处于同一水平面，以及，每个套管被构造成并且尺寸被设计成使得冷却管中的一个可以连接到套管。由于本专利技术的这些特征，壳体和箱体底部之间以及壳体和冷却管线的管之间的空气间隙几乎是恒定的，这确保了更好的冷却。此外，箱体与套管成一体的这一事实在结构上加强了组件。根据本专利技术的单独或组合使用的其他有利和非限制性的特征：-套管的底部在其长度的至少一部分上穿有空气喷射孔，该套管的底部上的空气喷射孔布置成通向意在被布置成由所述装置所围绕的壳体；-在箱体的底部制成的空气喷射孔与在套管中制成的空气喷射孔和在冷却管中制成的空气喷射孔对齐；-箱体的底部和套管在箱体的中间纵向轴线的每一侧上弯曲，以便遵循意在被布置成由所述冷却装置所围绕的壳体的轮廓的形状，并且如此使得一方面在所述壳体的外表面与箱体的底部之间以及另一方面在所述壳体的外表面与套管的底部之间具有恒定或基本恒定的空气间隙；-每个套管具有与箱体的侧壁接合的接合区域，并且该接合区域从套管朝向箱体的侧壁扩张，并且在套管的圆周的除了套管的底部之外的部分上扩张；-箱体的所述上部壁包括盖，所述盖被添加并被附接到所述箱体的侧壁和端壁；-盖通过焊接或钎焊被附接到所述箱体的侧壁和端壁；-冷却管线的管被引入到套管的自由端部并且通过钎焊被连接到所述自由端部。本专利技术还涉及一种涡轮机，该涡轮机包括由壳体包围的涡轮，该涡轮特别是低压涡轮，该涡轮机包括如前所述的用于通过空气射流来冷却所述壳体的装置。附图说明从现将给出的描述并参考附图，本专利技术的其他特征和优点将显现出来，所述附图通过示例且非限制的方式示出了本专利技术的可能的实施例。在这些附图中：-图1是涡轮机的涡轮壳体的一部分的透视图，该涡轮壳体设置有根据现有技术的冷却管线，-图2是根据现有技术的空气供应箱体和冷却管线的透视图，-图3是根据现有技术的冷却管线的一部分和空气供应箱体的正视图，-图4是根据现有技术的空气供应箱体的下侧和冷却管线的一部分的透视图，-图5是根据本专利技术的冷却管线的一部分和空气供应箱体的透视正视图，-图6是箱体的在图5中被标记为A的内部区域的详细视图，-图7是与图5类似的视图，但是图7中示出了供应箱体的盖，-图8是根据本专利技术的冷却管线的一部分和空气供应箱体的透视下视图，以及-图9是图8的详细视图。具体实施方式如在图5中可以看出，根据本专利技术的冷却装置2使得能够冷却涡轮的壳体1。该壳体1具有扩张的形状，通常包括多个连续的截头圆锥部分。该壳体具有相对于涡轮中的气体流动方向的上游端部11和下游端部12。壳体的外表面(表层)被标记为13。冷却装置2包括加压空气供应箱体3和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体(1)的装置(2)，所述涡轮壳体优选地是涡轮机的低压涡轮壳体，所述装置包括加压空气供应箱体(3)和至少一个冷却管线(4)，所述至少一个冷却管线包括布置在所述箱体(3)的每一侧上的两个冷却管(40)，所述箱体(3)包括底部(31)、两个纵向侧壁(32，33)、上游端壁(35)和下游端壁(34)以及上部壁(36)，以及，所述箱体的所述底部(31)穿有空气喷射孔(37)，所述空气喷射孔布置成通向所述壳体，所述冷却装置(2)意在围绕所述壳体布置，每个冷却管(40)是弯曲的，每个冷却管围绕所述壳体的一部分布置并被布置在距所述壳体的一定距离处并且设置有通向所述壳体的空气喷射孔(41)，其特征在于，所述侧壁(32，33)中的每个通过与所述侧壁(32，33)成一体的至少一个管状套管(321，322，323，324，325，331，332，333，334，335)向外延伸，每个套管布置在所述侧壁(32，33)上，使得所述套管的底部(3210，3220，3230，3240，3250，3310，3320，3330，3340，3350)与所述箱体的所述底部(31)在所述套管与所述箱体相连接的位置处于同一水平面，以及，每个套管被构造成并且尺寸被设计成使得所述冷却管(40)中的一个能够连接到所述套管。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.18 FR 16534181.一种用于通过空气射流来冷却涡轮壳体(1)的装置(2)，所述涡轮壳体优选地是涡轮机的低压涡轮壳体，所述装置包括加压空气供应箱体(3)和至少一个冷却管线(4)，所述至少一个冷却管线包括布置在所述箱体(3)的每一侧上的两个冷却管(40)，所述箱体(3)包括底部(31)、两个纵向侧壁(32，33)、上游端壁(35)和下游端壁(34)以及上部壁(36)，以及，所述箱体的所述底部(31)穿有空气喷射孔(37)，所述空气喷射孔布置成通向所述壳体，所述冷却装置(2)意在围绕所述壳体布置，每个冷却管(40)是弯曲的，每个冷却管围绕所述壳体的一部分布置并被布置在距所述壳体的一定距离处并且设置有通向所述壳体的空气喷射孔(41)，其特征在于，所述侧壁(32，33)中的每个通过与所述侧壁(32，33)成一体的至少一个管状套管(321，322，323，324，325，331，332，333，334，335)向外延伸，每个套管布置在所述侧壁(32，33)上，使得所述套管的底部(3210，3220，3230，3240，3250，3310，3320，3330，3340，3350)与所述箱体的所述底部(31)在所述套管与所述箱体相连接的位置处于同一水平面，以及，每个套管被构造成并且尺寸被设计成使得所述冷却管(40)中的一个能够连接到所述套管。2.根据权利要求1所述的装置(2)，其特征在于，所述套管的底部(3210，3220，3230，3240，3250，3310，3320，3330，3340，3350)在所述套管的底部的长度的至少一部分上穿有空气喷射孔(38)，所述套管的底部上的空气喷射孔(38)布置成通向意在被布置成由所述装置(2)所围绕的所述壳体。3.根据权利要求2所述的装置(2)，其特征在于，在所述箱体(3)的底部(31)制成的空气喷射孔(37)与在所述套管(321，322，323，324，325，331，332，333，334，335)中制成的空气喷射孔(38)和在所述冷却管(40)中制成的空气喷射孔(41)对齐。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克斯·马赛尔·亚瑟·布纳尔，埃默里克·德赫比尼，皮埃尔·提尼斯琳，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR