用于燃气涡轮机的排气系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于引导来自燃气涡轮机的气流的排气系统（１００），其包括气流引导管嘴和用于将所述引导管嘴连接于所述燃气涡轮机的出口的排气外壳（１１０），所述引导管嘴包括连接于所述排气外壳（１１０）的主管嘴（１２０）以及围绕所述主管嘴设置的第二管嘴（１３０）。所述排气系统还包括用于将所述第二管嘴（１３０）直接连接于所述排气外壳（１１０）的构件，所述第二管嘴由所述排气外壳支撑而独立于所述主管嘴（１２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于燃气涡轮机的排气系统
技术介绍
本专利技术涉及用于从燃气涡轮机排出燃气的系统的一般领域，特别地，用于航空旁路燃气涡轮机，亦即具有至少两个不同的气流(主或者中心气流以及第二或者旁路气流)流过燃气涡轮机的燃气涡轮机。更特别地，本专利技术涉及用于这样的燃气涡轮机的排气系统，该燃气涡轮机具有主管嘴和第二管嘴，它们被设计为同心地设置于这样的燃气涡轮机的出口处。图1是用于航空发动机的排气系统的局部图示性视图，该排气系统运送分离的气流并且包括设置在由两个部分组成的第二管嘴20内的主管嘴10，这两个部分也就是，上游第二管嘴21和下游第二管嘴22(本文中术语上游和下游相对于通过发动机的燃气流的流动方向而被使用)。在主管嘴10的内部具有中心主体或者插头(plug) 30。主管嘴10设计为通过径向凸缘11连接于发动机的排气外壳，而第二管嘴20通过其上游部分21采用支撑件12连接于主管嘴10。通过这种构造，第二管嘴20完全通过主管嘴10支撑，主管嘴10通过其径向凸缘11承受穿过两个管嘴的全部机械负载。因此，主管嘴10，其对应于需要支撑第二管嘴并且承受机械负载和热负载的排气系统的结构部分，必须由足以承受全部这些应力的耐热材料制成。主管嘴典型地由诸如Inconel⑧的金属材料制成。排气系统的那种设计类型具有使主管嘴承受高机械负载的缺点，因此减小了其寿命并且增加了昂贵的维护成本。此外，该排气系统的构造具有在发动机内部悬挂出来的相对高的总重量，从而增大了管嘴排气外壳的凸缘上的机械负载。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出用于运送分离的气流的旁路燃气涡轮机排气系统的新颖的设计，该设计作用于在没有使系统的整体强度变弱的情况下限制主管嘴承受的机械负载。为此目的，本专利技术提供一种用于引导来自旁路燃气涡轮机的气流的排气系统，所述系统包括气流引导管嘴和用于将所述引导管嘴连接于所述燃气涡轮机的出口的排气外壳，所述引导管嘴包括固定于所述排气外壳的主管嘴以及围绕所述主管嘴设置的第二管嘴，所述排气系统的特征在于，其还包括用于将所述第二管嘴直接固定于所述排气外壳的构件，所述第二管嘴由所述排气外壳支撑而独立于所述主管嘴(independently of the primary nozzle )。因此，通过直接将所述第二管嘴配合于所述排气外壳而独立于所述主管嘴，所述主管嘴免除了其支撑所述第二管嘴的作用，从而使所述主管嘴上的机械力减小。通过本专利技术的设计，所述机械力在所述主管嘴与所述第二管嘴之间分配，这两个管嘴均固定于所述排气外壳。所述主管嘴和所述第二管嘴承受的所述力被所述排气外壳承受，所述排气外壳通过它的特性具有结实的结构。因此，所述排气系统的可靠性被改进，进而寿命被改进。通过本专利技术的所述排气系统的构造，内主管嘴不再执行结构功能，因为它不再支撑所述第二管嘴。它仅作为执行对于主或者热气流的引导功能的衬套。因此，所述主管嘴的重量能够极大地减小，特别地通过使用陶瓷基复合(CMC)材料代替金属材料。在本专利技术的一个方面中，多个挠性连接元件围绕所述主管嘴的上游端分布，这些元件固定于所述主管嘴的外壁并且固定于所述排气外壳的凸缘。与主管嘴刚性地固定于所述排气外壳的现有技术的排气系统不同，在所述主管嘴与所述排气外壳之间的挠性连接的使用使得能够补偿在所述外壳和所述主管嘴之间的不均匀膨胀，特别是当这两个元件由具有不同膨胀系数的材料制成的时候。根据本专利技术的另一方面，所述主管嘴的挠性连接元件的至少一部分以这样的方式与所述第二管嘴的连接元件接合在所述元件中用于7固定于所述排气外壳的凸缘的孔相互配合。通过这样的构造，单一紧固件部件(例如螺栓紧固件)用于将所述主管嘴的一个挠性连接元件的一部分和所述第二管嘴的一个连接元件固定于所述外壳，从而使得能够优化所述系统的总重量。所述第二管嘴由上游第二管嘴和下游第二管嘴组成，所述上游第二管嘴固定于所述排气外壳，所述下游第二管嘴固定于所述上游第二管嘴的与其固定于所述外壳的端部相对的端部，其中能够使所述两个第二管嘴由具有不同膨胀系数的材料制成。特别地，所述上游第二管嘴由金属材料制成，并且所述下游第二管嘴由陶瓷基复合材料制成。在特殊的实施方式中，所述上游第二管嘴的边缘部分和所述下游第二管嘴的边缘部分以小的间隙或者没有间隙相互接合，所述第二管嘴的一个第二管嘴沿其接合边缘具有一系列舌部，所述舌部通过狭槽分隔开并且与所述第二管嘴整体地形成，所述第二管嘴通过至少一部分所述舌部相互固定而组装在一起。通过这种方式，用于补偿在所述上游第二管嘴和下游第二管嘴之间的不均匀膨胀的挠性连接功能直接合并到两个第二管嘴中的一个第二管嘴，从而简化了两个第二管嘴的组装。优选地，但不是排他性地，所述舌部在具有较大膨胀系数的所述上游第二管嘴中形成。本专利技术还提供了一种包括如上述所限定的排气系统的用于航空发动机的旁路燃气涡轮机。本专利技术还提供了组装排气系统的方法，该排气系统包括气流引导管嘴和排气外壳，所述排气外壳用于在所述燃气涡轮机的出口处连接于所述引导管嘴，所述引导管嘴包括固定于所述排气外壳的主管嘴和围绕所述主管嘴设置的第二管嘴，所述方法的特征在于，所述第二管嘴直接固定于所述排气外壳，从而所述第二管嘴由所述排气外壳支撑而独立于所述主管嘴。所述主管嘴可以由陶瓷基复合材料制成，它可以通过围绕所述主管嘴的上游端设置的多个挠性连接元件固定于所述排气外壳。在特殊的实施方式中，所述主管嘴的挠性连接元件的至少一部分以这样的方式与所述第二管嘴的连接元件的接合在所述元件中的用于固定于所述排气外壳的凸缘的孔相互配合。所述第二管嘴由上游第二管嘴和下游第二管嘴组成，所述上游第二管嘴固定于所述排气外壳，所述下游第二管嘴连接于所述上游第二管嘴的与其固定于所述外壳的端部相对的端部。所述上游第二管嘴可以由金属材料制成，并且所述下游第二管嘴可以由陶瓷基复合材料制成。两个第二管嘴之间的挠性连接可以这样形成通过将所述上游第二管嘴的边缘部分和所述下游第二管嘴的边缘部分以小的间隙或者没有间隙相互接合，并且通过沿两个第二管嘴的一个第二管嘴的接合边缘形成一系列舌部，所述舌部通过狭槽相互分隔开，所述狭槽通过切割或者机加工所述第二管嘴的材料而获得，所述第二管嘴通过将至少一部分所述舌部固定于另一第二管嘴的边缘部分而组装在一起。附图说明从下面的本专利技术的特殊实施方式的描述中并且参考附图，本专利技术的其他特性和优点显而易见，所述实施方式以非限制性实例的方式给出，在所述附图中，图1，如上所述，是用于旁路燃气涡轮机的现有技术的排气系统的图示性视 图2是构成本专利技术一个实施方式的旁路燃气涡轮机排气系统的局部图示性视*图3是示出了用于图2的排气系统的连接元件的分解图，该连接元件用于将主管嘴和第二管嘴固定于排气外壳；*图4是图3的挠性连接元件的放大的立体*图5是示出了图2的细节的放大的视 图6是图5的阶梯剖面VI-VI上的局部剖面*图7和图8是图3的连接元件的放大的立体 图9是高度图示性地示出了通过挠性连接组装第二管嘴的一个方式的局部剖视*图10是示出了图2的细节的放大的视图；以及*图ll是图IO的XI-XI平面上的剖视图。9具体实施例方式本专利技术应用的特别的但非排他性的领域为用于航空发动机的旁路燃气涡轮机的领域。图2示出了用于根据本专利技术实施方式的旁路航空 燃气涡轮机的排气系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引导来自旁路燃气涡轮机的气流的排气系统（１００），所述系统包括气流引导管嘴和用于将所述引导管嘴连接于所述燃气涡轮机的出口的排气外壳（１１０），所述引导管嘴包括固定于所述排气外壳（１１０）的主管嘴（１２０）以及围绕所述主管嘴设置的第二管嘴（１３０），所述排气系统的特征在于，其还包括用于将所述第二管嘴（１３０）直接固定于所述排气外壳（１１０）的构件，所述第二管嘴由所述排气外壳支撑而独立于所述主管嘴（１２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-5-10 07549681、一种用于引导来自旁路燃气涡轮机的气流的排气系统(100)，所述系统包括气流引导管嘴和用于将所述引导管嘴连接于所述燃气涡轮机的出口的排气外壳(110)，所述引导管嘴包括固定于所述排气外壳(110)的主管嘴(120)以及围绕所述主管嘴设置的第二管嘴(130)，所述排气系统的特征在于，其还包括用于将所述第二管嘴(130)直接固定于所述排气外壳(110)的构件，所述第二管嘴由所述排气外壳支撑而独立于所述主管嘴(120)。2、 根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，其包括围绕所述第二管嘴(130)的上游端分布的多个连接元件(160)，所述连接元件固定于所述第二管嘴(130)的内壁(133)，并且固定于所述排气外壳(110)的凸缘(lll)。3、 根据权利要求1或2所述的排气系统，其特征在于，所述主管嘴(l 30)由陶瓷基复合材料制成。4、 根据权利要求1至3的任一项所述的排气系统，其特征在于，其包括围绕所述主管嘴(120)的上游端分布的多个挠性连接元件(150)，所述挠性连接元件固定于所述主管嘴(120)的外壁(122讲且固定于所述排气外壳(110)的凸缘(111)。5、 根据权利要求4所述的排气系统，其特征在于，所述主管嘴(120)的挠性连接元件(150)的至少一部分(1520;1530)以这样的方式与所述第二管嘴(130)的连接元件(160展合在所述元件中用于固定于所述排气外壳(110)的凸缘(lll)的孔(152a; 153a; 1620)相互配合。6、 根据权利要求1至5的任一项所述的排气系统，其特征在于，所述第二管嘴(130)由上游第二管嘴(131)和下游第二管嘴(132)组成，所述上游第二管嘴(131)固定于所述排气外壳，所述下游第二管嘴(132)连接于所述上游第二管嘴的与其固定于所述外壳(110)的端部相对的端部。7、 根据权利要求6所述的排气系统，其特征在于，所述上游第二管嘴(131)由金属材料制成，并且所述下游第二管嘴(132)由陶瓷基复合材料制成。8、 根据权利要求7所述的排气系统，其特征在于，所述上游第二管嘴(131)的边缘部分(131a)和所述下游第二管嘴(132)的边缘部分(132a)以小的间隙或者没有间隙相互接合，并且其特征在于，两个第二管嘴的一个第二管嘴(131)沿其接合边缘具有一系列舌部(170)，所述舌部通过狭槽(172)相互分隔开并且与所述第二管嘴的一个第二管嘴(131)整体地形成，所述第二管嘴通过至少一部分所述舌部相互固定而组装在一起。9、 根据权利要求8所述的排气系统，其特征在于，所述舌部(170)在所述上游第二管嘴中形成。10、 一种用于航空发动机的旁路燃气涡轮机，该燃气涡轮机的特征在于，其包括根据权利要求1至9的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：E科内特，L巴鲁梅斯，G阿巴鲁，
申请(专利权)人：斯奈克玛动力部件公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]