用于涡轮机的中间壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮机的中间壳体(1)，该中间壳体包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮机的中间壳体


[0001]本专利技术涉及用于燃气涡轮发动机的中间壳体。
[0002]本专利技术更具体地应用于用于燃气涡轮发动机的中间壳体的壁的径向表面的轮廓，以及用于制造用于燃气涡轮发动机的中间壳体的方法。

技术介绍

[0003]参照图1至图3，根据现有技术的已知的中间壳体1是燃气涡轮发动机的被插入在燃气涡轮发动机的两个转子(未示出)之间的结构性部件，所述转子被构造成以不同的速度旋转。典型地，中间壳体通常在双轴、双流、直接驱动的燃气涡轮发动机的低压压缩机与高压压缩机之间延伸。在三轴燃气涡轮发动机或齿轮传动的燃气涡轮发动机中，中间壳体通常在风扇与低压压缩机之间延伸。
[0004]在任何情况下，中间壳体1能够使两个转子之间的空气流减速。为此，如在图1和图2中可以看到，中间壳体具有大致鹅颈状(或鹅颈形)结构，其中，在中间壳体1的入口处的空气流的通道横截面小于在中间壳体的出口处的空气流的通道横截面。
[0005]此外，中间壳体1包括多个臂2，多个臂在中间壳体1的内径向壁4与外径向壁之间延伸，并且具有空气动力学轮廓。臂2使得能够将力传递到燃气涡轮发动机的结构性部分和定子部分，通常将力从低压轴的轴承传递到风扇壳体(未示出)。此外，臂2形成用于使在燃气涡轮发动机的内径向部分与外径向部分之间延伸的公用设施5(例如，排水管、机械压缩机驱动轴、旋转传感器)通过的空气动力学整流罩。
[0006]然而，公用设施5并不都具有相同的体积。因此，特别地，在图3中可以看到，中间壳体1的臂2并不都具有相同的厚度。此外，沿着空气动力学轮廓的弦的最大厚度的位置也可以从一个臂D2到另一个臂不同。该位置也可以在设计期间确定，以减少由臂2引起的压力损失或限制在多个转子中的一个转子上引起的变形。
[0007]最后，在整个中间壳体1上，内径向壁3的形状和外径向壁4的形状是相同的并且对称的。实际上，如在图3中可以看到，壁3、4通常被设计成具有圆形的横截面。
[0008]然而，就最大厚度和该最大厚度的位置而言，臂2的空气动力学轮廓的不均匀性导致在中间壳体1的不同臂2之间的用于空气流的通道横截面的不均匀性。因此，在图3中，第一横截面具有区域A1，第二横截面本身具有区域A2，第一横截面的区域大于第二横截面的区域，第二横截面的区域大于第三横截面的区域A3。但是这种不均匀性对穿过中间壳体1的空气流的空气动力学质量是有害的，特别地在压力损失方面是有害的。
[0009]就这方面而言，中间壳体1的壁3、4的目前的设计是不充分的。实际上，中间壳体的壁的目前的设计仅使得能够在如下的臂2处控制空气流的减速：该臂的最大厚度接近最大厚度的平均值。为此，中间壳体的壁的目前的设计提出了使中间壳体1的外壁4在距臂2的前缘和后缘相等的距离处均匀地形成中空部，以避免流的再加速。该中空部的深度系统地取决于臂的最大厚度的平均值。因此，壁3、4的圆形横截面的半径取决于中间壳体1的臂2的平均最大厚度。
[0010]但是这种设计没有考虑最大厚度与最大厚度的平均值相距大的臂2。因此，流未在整个中间壳体1中得到控制。
[0011]因此，需要减轻之前描述的现有技术的至少一个缺点。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的中的一个目的是改善中间壳体内的流的空气动力学行为。
[0013]本专利技术的另一个目的是提高燃气涡轮发动机的燃料消耗率。
[0014]本专利技术的另一个目的是改善被布置在中间壳体的下游的转子的可操作性。
[0015]为此，本专利技术的目的是提供一种用于燃气涡轮发动机的中间壳体，所述中间壳体：
[0016]‑
具有纵向轴线，
[0017]‑
包括：
[0018]○
内壁，内壁相对于纵向轴线具有外径向表面，
[0019]○
外壁，外壁相对于纵向轴线具有面对外径向表面的内径向表面，以及
[0020]○
第一臂、第二臂、第三臂以及第四臂，第一臂、第二臂、第三臂以及第四臂从外径向表面径向延伸到内径向表面，并且
[0021]‑
其中：
[0022]○
外径向表面、内径向表面、第一臂以及第二臂在外径向表面、内径向表面、第一臂以及第二臂之间限定了第一空间，第一空间在所述中间壳体的垂直于纵向轴线的第一截面平面中具有第一区域，
[0023]○
外径向表面和内径向表面在第一空间中和在第一截面平面中相对于纵向轴线以第一空间的径向距离分隔开，
[0024]○
外径向表面、内径向表面、第三臂以及第四臂在外径向表面、内径向表面、第三臂以及第四臂之间限定了第二空间，第二空间在第一截面平面中具有第二区域，
[0025]○
外径向表面和内径向表面在第二空间中和在第一截面平面中相对于纵向轴线以第二空间的径向距离分隔开，
[0026]中间壳体的特征在于，内径向表面和/或外径向表面在第一截面平面中具有合适的轮廓，使得：
[0027]‑
第一区域和第二区域大致相同，并且
[0028]‑
第一空间的径向距离和第二空间的径向距离不同。
[0029]在这种中间壳体中，每个臂间表面的轮廓适合于相邻的臂的厚度，使得流在整个中间壳体中均匀地减速。结果是穿过中间壳体的流的空气动力学行为的均匀性，这改善了被布置在中间壳体的下游的转子的可操作性，并且因此改善了燃气涡轮发动机的燃料消耗率。
[0030]有利地但可选地，根据本专利技术的中间壳体还可以包括被单独采用或被组合采用的以下特征中的至少一个特征：
[0031]*在这种中间壳体中：
[0032]‑
第一臂、第二臂、第三臂以及第四臂各自：
[0033]○
沿着纵向轴线具有多个厚度，并且
[0034]○
具有在所述多个厚度中的最大厚度，
[0035]‑
第一截面平面：
[0036]○
在第一臂和第二臂的相应的最大厚度处穿过第一臂和第二臂，和/或
[0037]○
在第三臂和第四臂的相应的最大厚度处穿过第三臂和第四臂，
[0038]*在这种中间壳体中：
[0039]‑
第一空间在所述中间壳体的垂直于纵向轴线并且沿着纵向轴线相对于第一截面平面偏移的第二截面平面中具有第三区域，所述中间壳体的第二截面平面，
[0040]‑
第二空间在第二截面平面中具有第四区域，
[0041]‑
第三区域和第四区域大致相同，以及
[0042]‑
内径向表面和外径向表面在第二截面平面中具有圆形轮廓，
[0043]*在第一截面平面中，内径向表面的轮廓相对于圆形轮廓具有附加凹部，
[0044]*在第一截面平面中，外径向表面的轮廓相对于圆形轮廓具有附加凹部，
[0045]*第二臂和第三臂是相同的。
[0046]本专利技术的目的还在于提供一种燃气涡轮发动机，该燃气涡轮发动机包括如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种中间壳体(1)，用于燃气涡轮发动机，所述中间壳体(1)：
‑
具有纵向轴线(X
‑
X)，
‑
包括：
○
内壁(3)，所述内壁相对于所述纵向轴线(X
‑
X)具有外径向表面(30)，
○
外壁(4)，所述外壁相对于所述纵向轴线(X
‑
X)具有面对所述外径向表面(30)的内径向表面(40)，以及
○
第一臂(21)、第二臂(22)、第三臂(23)以及第四臂(24)，所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂以及所述第四臂从所述外径向表面(30)径向延伸到所述内径向表面(40)，并且
‑
其中：
○
所述外径向表面(30)、所述内径向表面(40)、所述第一臂(21)以及所述第二臂(22)在所述外径向表面、所述内径向表面、所述第一臂以及所述第二臂之间限定了第一空间(6)，所述第一空间在所述中间壳体(1)的垂直于所述纵向轴线(X
‑
X)的第一截面平面(P1)中具有第一区域(A1)，
○
所述外径向表面(30)和所述内径向表面(40)在所述第一空间(6)中和在所述第一截面平面(P1)中相对于所述纵向轴线(X
‑
X)以所述第一空间的径向距离(D1)分隔开，
○
所述外径向表面(30)、所述内径向表面(40)、所述第三臂(23)以及所述第四臂(24)在所述外径向表面、所述内径向表面、所述第三臂以及所述第四臂之间限定了第二空间(7)，所述第二空间在所述第一截面平面(P1)中具有第二区域(A2)，
○
所述外径向表面(30)和所述内径向表面(40)在所述第二空间(7)中和在所述第一截面平面(P1)中相对于所述纵向轴线(X
‑
X)以所述第二空间的径向距离(D2)分隔开，所述中间壳体(1)的特征在于，所述内径向表面(40)和/或所述外径向表面(30)在所述第一截面平面(P1)中的轮廓被构造成使得：
‑
所述第一区域(A1)和所述第二区域(A2)大致相同，并且
‑
所述第一空间的径向距离(D1)和所述第二空间的径向距离(D2)不同。2.根据权利要求1所述的中间壳体(1)，其中，
‑
所述第一臂(21)、所述第二臂(22)、所述第三臂(23)以及所述第四臂(24)各自：
○
沿着所述纵向轴线(X
‑
X)具有多个厚度(e1，e2，e3，e4)，并且
○
具有所述多个厚度(e1，e2，e3，e4)中的最大厚度(em1，em2，em3，em4)，
‑
所述第一截面平面(P1)：
○
在所述第一臂(21)和所述第二臂(22)的相应的最大厚度(em1，em2)处穿过所述第一臂(21)和所述第二臂(22)，和/或
○
在所述第三臂(23)和所述第四臂(24)的相应的最大厚度(em3，em4)处穿过所述第三臂(23)和所述第四臂(24)。3.根据权利要求1或2所述的中间壳体(1)，其中，
‑
所述第一空间(6)在所述中间壳体(1)的垂直于所述纵向轴线(X
‑
X)并且沿着所述纵向轴线(X
‑
X)相对于所述第一截面平面(P1)偏移的第二截面平面(P2)中具有第三区域(A3)，
‑
所述第二空间(7)在所述第二截面平面(P2)中具有第四区域(A4)，
‑
所述第三区域(A3)和所述第四区域(A4)大致相同，并且
‑
所述内径向表面(40)和所述外径向表面(30)在所述第二截面平面(P2)中具有圆形轮廓。4.根据权利要求1至3中任一项所述的中间壳体(1)，其中，在所述第一截面平面(P)中，所述内径向表面(40)的轮廓相对于圆形轮廓具有附加凹部(401，402，403，404)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的中间壳体(1)，其中，在所述第一截面平面(P1)中，所述外径向表面(30)的轮廓相对于圆形轮廓具有附加凹部(401，402，403，404)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的中间壳体(1)，其中，所述第二臂(22)和所述第三臂(23)是相同的。7.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括根据权利要求1至6中任一项所述的中间壳体(1)。8.一种用于制造(E)燃气涡轮发动机的中间壳体(1)的方法，所述中间壳体(1)：
‑
具有纵向轴线(X
‑
X)，
‑
包括：
○
内壁(3)，所述内壁相对于所述纵向轴线(X
‑
X)具有外径向表面(30)，
○
外壁(4)，所述外壁相对于所述纵向轴线(X
‑
X)具有面对所述外径向表面(30)的内径向表面(40)，以及
○
第一臂(21)、第二臂(22)、第三臂(23)以及第四臂(24)，所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂以及所述第四臂从所述外径向表面(30)径向延伸到所述内径向表面(40)，并且
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其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：