回收循环飞行器涡轮机制造技术

飞行器涡轮机(11)，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收循环飞行器涡轮机


[0001]本专利技术涉及一种配备有用于实施回收循环的蜗壳的飞行器涡轮机。

技术介绍

[0002]飞行器涡轮机包括气体发生器，该气体发生器在气体流动方向上从上游到下游包括至少一个压缩机、环形燃烧室和至少一个涡轮。压缩机被供给空气并对空气进行压缩。压缩空气与燃料混合并在燃烧室中燃烧，燃烧室为涡轮机供给燃烧气体。这些燃烧气体在涡轮中膨胀并使涡轮的转子旋转，进而通过公共轴驱动压缩机转子。
[0003]涡轮机可以配备有一个或多个线轴，每个线轴具有通过轴连接到涡轮转子的压缩机转子。
[0004]也存在如下涡轮机，其中自由涡轮机安装在涡轮机的一个或多个线轴的下游。如果涡轮的转子没有通过轴连接到压缩机转子，则涡轮是自由的。
[0005]因此可以理解，涡轮机可以包括多个连续的压缩机(例如，低压压缩机，之后是高压压缩机)，以及多个连续的涡轮(例如，高压涡轮，之后是自由涡轮或低压涡轮)。
[0006]在本申请中，常规循环涡轮机被限定为这样一种涡轮机，在该涡轮机中,离开一个或多个压缩机的压缩空气直接供给燃烧室。
[0007]不同的是，回收循环涡轮机是这样一种涡轮机，其中流出一个或多个涡轮的燃烧气体用于加热离开一个或多个压缩机的压缩空气并旨在供给燃烧室。该技术改善了涡轮机的性能，因为达到涡轮机的操作温度所需的燃料量比常规循环涡轮机所需的燃料量少。
[0008]图1示出了回收循环涡轮机的非常示意图。
[0009]涡轮机1从上游到下游包括压缩机2、环形燃烧室3、涡轮4和自由涡轮5。压缩机3和涡轮4的转子通过轴6连接在一起并形成单个线轴。
[0010]涡轮机1包括热交换器7，热交换器的第一回路被供应有来自自由涡轮5的出口的燃烧气体。交换器7包括第二回路，该第二回路被供应有来自压缩机2的压缩空气，并将加热的压缩空气供应到燃烧室3。
[0011]当压缩机2为离心型时，该技术的集成可能是复杂的。离心式压缩机是这样一种压缩机，其具有平行于涡轮机的纵向轴线的入口和相对于该轴线径向定向的出口。
[0012]这种类型的压缩机与用于扩散和整流压缩空气流的系统相关联。该系统包括扩散器
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整流器组件，因此包括环形扩散器和环形整流器，环形扩散器大致径向定向并与离心式压缩机的出口对准，环形整流器大致轴向定向以将压缩空气流引导至燃烧室。
[0013]过去已经提出了该技术的集成解决方案，该集成解决方案包括使用两个蜗壳的组。
[0014]如图2所示，蜗壳8是围绕轴线螺旋缠绕的连接管道，该连接管道的流体流动截面变化。在本申请的上下文中，蜗壳包括环形连接管道，该环形连接管道围绕涡轮机的纵向轴线A螺旋地缠绕，并且连接到第一端口9和第二端口10，第一端口位于连接管道的外周处并沿切向方向定向，第二端口位于连接管道的内周处并沿径向定向。
[0015]流动截面在每个蜗壳的第一端口9处最大，在连接管道的与第一端口10相对的圆周端部处最小。
[0016]第一蜗壳的第二端口10连接到扩散器的出口，第一蜗壳的第一端口9供给交换器的第二回路的入口(实线中的箭头F1)。该第二回路的出口连接到第二蜗壳的第一端口9，第二蜗壳的第二端口10连接到整流器的入口(虚线箭头F2)。
[0017]所提出的解决方案首先包括使蜗壳从它们的成对的第一端口到连接管道的较小截面的较小圆周端部互锁。此外，该解决方案使蜗壳尽可能靠近离心式压缩机和燃烧室移动。
[0018]然而，这种解决方案有许多缺点。
[0019]首先，尽管从堵塞的角度来看，使蜗壳彼此更靠近，或者甚至将蜗壳彼此相邻地布置是有利的，但是当蜗壳彼此嵌套时，特别是从能量和性能的角度来看，这是非常不利的。事实上，蜗壳彼此嵌套得越多，在两个蜗壳的连接管道中流通的流之间的热交换的风险就越大。由交换器加热并流经第二蜗壳的压缩空气然后被更冷的压缩空气冷却，该更冷的压缩空气旨在供应该交换器并流经第一蜗壳。由于第一蜗壳的最热圆周端部位于第二蜗壳的最冷圆周端部处，所以第一端口的配对突出了这种现象。
[0020]此外，所提出的解决方案涉及对涡轮机的重大修改，因此成本相对较高。例如，需要对燃烧室进行彻底的重新设计。整流器的情况也是如此，必须重新配置整流器以精确控制供给燃烧室的气流的速度(特别是马赫数)和回转。
[0021]现有技术还包括文献GB
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A
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2250780、US
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A
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2946192、EP
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A2
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2799666和FR
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A
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1003131。
[0022]本专利技术为这些问题中的至少一些提供了简单、有效和经济的解决方案。

技术实现思路

[0023]本专利技术涉及一种飞行器涡轮机，该飞行器涡轮机包括：
[0024]‑
围绕轴线A延伸的离心式压缩机，
[0025]‑
围绕轴线A延伸的环形燃烧室，
[0026]‑
环形壳体，环形壳体围绕轴线A和室延伸，并界定出室的环形空间，以及
[0027]‑
热交换器，该交换器包括：
[0028]‑
第一回路，第一回路被供应有来自涡轮机的废气，和
[0029]‑
第二回路，第二回路包括入口和出口，第二回路的入口通过第一蜗壳连接到压缩机的出口，第二回路的出口通过第二蜗壳连接到所述空间，
[0030]其特征在于，蜗壳以一轴向距离彼此间隔开，并且第二蜗壳通过整流器连接到空间，整流器至少部分地位于壳体的外部，并且整流器集成到环形连接管道中，环形连接管道将第二蜗壳连接到所述壳体。
[0031]因此，蜗壳被布置成限制在它们的连接管道中流通的流体之间的热交换。此外，整流器被特别设计成优化到室的空气供应，这与先前的技术相比是非常有利的。该整流器位于壳体外部的事实为该整流器的参数选择提供了多种可能性，其中包括整流器的定向、长度、径向尺寸，此外还有整流器的叶片的位置和尺寸。
[0032]有利地，涡轮机是涡轮轴发动机，涡轮轴发动机用于例如驱动直升机的旋转翼。
[0033]根据本专利技术的涡轮机可以包括以下步骤或特征中的一个或多个，这些步骤或特征彼此独立地考虑或彼此组合地考虑：
[0034]‑
蜗壳各自具有圆形或卵形的流动截面；
[0035]‑
整流器和第二蜗壳或者甚至所述壳体的至少一部分形成为一体；替代地，整流器和第二蜗壳或者甚至所述壳体的至少一部分可以通过组装多个部件来形成；
[0036]‑
所述整流器包括叶片，所述叶片被构造成使得供应所述空间的气流具有预定的回转和马赫；
[0037]‑
所述整流器包括两个环形壁，所述两个环形壁同轴且彼此平行延伸，所述两个环形壁通过所述叶片彼此连接，所述叶片各自包括空气动力学轮廓；
[0038]‑
燃烧室是倒置型的并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.飞行器涡轮机(11)，所述飞行器涡轮机包括：
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围绕轴线A延伸的离心式压缩机(12)，
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围绕所述轴线A延伸的环形燃烧室(24)，
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环形壳体(29)，所述环形壳体围绕所述轴线A和所述室延伸，并界定出所述室所在的环形空间(E)，以及
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热交换器(38)，该交换器包括：
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第一回路(38a)，所述第一回路被供应有来自所述涡轮机的废气，和
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第二回路(38b)，所述第二回路包括入口(38ba)和出口(38bb)，所述第二回路的入口通过第一蜗壳(40a)连接到所述压缩机(12)的出口(34b)，所述第二回路的出口通过第二蜗壳(40b)连接到所述空间(E)，其特征在于，所述蜗壳(40a，40b)以一轴向距离彼此间隔开，并且所述第二蜗壳(40b)通过整流器(42)连接到所述空间(E)，所述整流器至少部分地位于所述壳体(29)的外部，并且所述整流器集成到环形连接管道(44)中，所述环形连接管道将所述第二蜗壳(40b)连接到所述壳体(29)。2.根据权利要求1所述的涡轮机(11)，其中，所述蜗壳(40a，40b)各自具有圆形或卵形的流动截面。3.根据权利要求1或2所述的涡轮机(11)，其中，所述整流器(42)和所述第二蜗壳(40b)或者甚至所述壳体(29)的至少一部分形成为一体。4.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德，
申请(专利权)人：赛峰直升机发动机公司，
类型：发明
国别省市：