專利名稱：帶有擴散器的渦輪機的制作方法
技術領域：
本發明涉及渦輪纟幾。它適應于無論是陸地還是航空的樹可類型的渦輪機，并且 更特別地，它涉及飛機的渦輪噴氣發動機。
在本申請中，術語"上游"和"下游"是相對于氣體(M游到下游)ffiil渦 輪機的正常流動方向而定義的。而且，術語"渦輪機軸線"用于表示渦輪機轉子的 旋轉軸線。軸向對應于渦輪機軸線的方向，而徑向是垂直于所述軸線的方向。相似 地，軸平面是包含渦輪機軸線的平面，而徑平面是垂直于戶腿軸線的平面。最后， 除了相反的說明外，形容詞諸如"內部的"和"外部的"是相對于徑向而使用，這 樣元件的(徑向)內部的部分或表面更接近渦輪機的軸線，而不是相同元件的(徑 向)外部的部分或表面。
背景技術：
本發明涉及的渦輪機類型包括
環形的燃燒室；
離心式壓縮機；
環形的擴散器，其能使離開壓縮機的氣流被擴散，并且向燃燒室弓l導該氣流， 該擴散器包括徑向并且具有連接壓縮機出口的擴M道的上游部分；彎管形的中 間部分；和具有一系列成圓形地間隔的直流葉片的下游部分；
以及圍繞著燃燒室和下游部分的夕卜面的外部的殼體。
離心式壓縮機包括用于加M過其的氣體的離心式葉輪，并且因此增加所述氣 體的動能。
擴散器具有圍繞壓縮機的環形空間。擴散器用于減漫離開壓縮機的氣體的速度， 因此增加它的靜壓力。擴散器可以是具有葉片的類型或者具有管道的類型。
這兩種類型的擴散器都包括環形上游部分，該上游部分徑向定向，并且具有與 壓縮機出口連接的一系列擴idl道以吸收離開壓縮機的加速的氣體。擴散器ffl3f截 面從內向外逐、Mi也增加，以擴散離開壓縮機的氣流。葉片類型的擴散器利用了一系 列成圓形地間隔的擴散葉片，并且相互之間形成了擴散通道。在管道類型的擴散器
中，擴散通道是由管子或管道元件構成。
從所述的上游部分的下游，擴散器具有環形中間部分，該環形中間部分是彎管 形，用于彎曲擴散器的流動路徑及用于使氣體向燃燒室流動。
從中間部分的下游，擴散器具有環形下游部分，該環形下游部分帶有一系列成 圓形地間隔的直流葉片，用于使氣體直線流動，由此在氣箭邀入燃燒室前，減少離 開擴散通道的氣體流動的回轉部分。
圖1表示，類型渦輪機的已知例子，，氣流方向包括離心，縮機110; 具有擴散葉片123的環形的擴散器120;和環形的燃燒室140。圍繞燃燒室140和擴 散器120的外面的外部的殼體132。
擴散器120包括徑向定向的上游部分121，具有擴散通道122;彎管形的中間 部分124;和下游部分125，其包括一系列成圓形地間隔的直流葉片126。
流動氣流解釋為是氣體在其中流動的空間。
在上游和中間部分121和124中的流動氣流被第一端板127和第二端板128所 限定。在下游部分126中的流動氣流內部被第一端板127和外部被外部的護罩129 所限定。
擴散器的下游部分125的方向平行于渦輪機的軸線A。換而言之，在包含渦輪 機軸線A的截面平面中，離開擴散器下游部分125的流動氣流的中軸線M平行渦 輪機的軸線A。在該結構中，離開擴散器的主氣流外部地通過燃燒室140周圍。
在未示出的可替代實施方式中，為了使離開擴散器120的主氣流被引向燃燒室 140，以便于更好地給燃燒室輸送氣體，擴散器的下游部分125相對于渦輪機的軸線 A傾斜，以指向燃燒室140。換而言之，在包含渦輪機軸線A的截面平面中，離開 擴散器下游部分125的流動氣流的中軸線M與軸線A形成(非零的)銳角。
已知擴散器的缺陷在于組成它們的部件很難組裝在一起。特別地，當下游部分 125相對于軸線A傾斜時，3M:銅焊或通過徵將外部的護罩129固定到下游部分 125特別困難，因為下游部分125外部的表面是圓錐形，并且外部的護罩129傾向 于向下游部分126的自由端滑動。
發明內容
本發明的目的是提出上述類型帶有擴散器的渦輪機，所述擴散器比現有技術的 擴散器更容易裝配。
為了達到上述目的，本發明提供了一種渦輪機，其包括-
環形的燃燒室； 離心式壓縮機；
環形的擴散器，其能使離開壓縮機的氣流被擴散，并且向燃燒室引導該氣流， 該擴散器包括徑向并且具有連接壓縮機出口的擴散通道的上游部分；彎管形的中 間部分；和具有一系列成圓形地間隔的直流葉片的下游部分r
以及圍繞著燃燒室和下游部分的外面的外部的殼體。
其中，下游部分中的流動氣流被外部的殼體外部地限定。
因此，本發明在于利用了外部的殼體形成了下游部分的夕卜部的壁。這可以省去 正常使用的護罩，因此避免了與固定該護罩相關的問題。此外，不再有外部的護罩 通常可以減輕擴散器的重量。
此外，根據本發明，夕卜部的殼體具有擴散器中間部分外部的下游邊緣鄰接抵靠 的凸肩。通過該凸肩，中間部分可以相對于殼體被正確地和容易地定位。這使得裝 配擴散器更容易。
在本發明的特別的實施方式中，直流葉片不固定到外部的殼體，因iitia—步簡
化了擴散器的組裝。在這種情況下，并且有利地，為了避免與渦輪機工作期間出現 的膨脹il^相關的缺陷，當7賴卩時，在直流葉片和外部的殼體之間^^共了間隙。當 熱時，該間隙減小，并且雌地該間隙變為零，或者稍微地是負值。
在本發明特別優選的實施方式中，上游和中間部分的面對的壁由第一端板和第 二端板形成，所述第一和第二端板不同于殼體，并且限定了上游和中間部分中流動 氣流。
通過閱讀以非限制性示例方式給出的本發明實施方式的詳細描述，可以更好地 理解本發明和其優點。
圖1是示意的軸向 面圖，標飛機渦輪噴氣發動機現有技術例子中壓縮機、 擴散器和燃燒室模塊。
圖2是圖1擴散器的透視圖。
圖3是示意的軸向 面圖，,根據本發明的飛機渦輪噴氣發動機實施例中 壓縮機、擴散器和燃燒室模塊。
圖4表示圖3擴散器的詳圖。
圖5是示意的軸向，面圖，表示根據本發明的飛機渦輪噴氣發動機另一個實 施例中壓縮機、擴散器和燃燒室模塊。 圖6表示圖5擴散器的詳圖。
具體實施例方式
圖1和圖2表示現有技術，前面己經進行了描述。
圖3表示本發明渦輪機實施例的一部分。更特別地，渦輪機是飛機渦輪噴氣發 動機。通過渦輪噴氣發動機的氣體是空氣。
渦輪噴氣發動機包括離心式高壓壓縮機10，連接壓縮機10下游的環形擴散器 20，所述擴散器向空間30開口，空間30圍繞著環形燃燒室40。外部的殼體32和 與其同軸的內部的殼體34限定了空間30。燃燒室40由固定凸緣支撐，該固定凸緣 連接殼體32和34。
離心式壓縮機IO是離心式葉輪。該葉輪包括一系列^皮旋轉驅動的動葉片。這些 葉片軸向地接收空氣，加速空氣，并且徑向地將空氣釋放到擴散器20中。
擴散器20具有圍繞壓縮機10的環形空間。擴散器20用于降低離開壓縮機10 的空氣速度，由此用于增加其靜壓。圖示中的擴散器20是具有葉片類型的擴散器。
擴散器20包括徑向的環形上游部分21 ，該上游部分21具有連接壓縮機10出 口的一系列擴散通道22,以吸收離開壓縮機10的被加速的空氣。這，M道22 具有在徑向方向上從內部向外部逐漸增加的截面以擴散離開壓縮機10的氣 動。 這些擴tfcl道22是由一系列成圓形地間隔擴散葉片23形成。在上游部分21的入口， 這些葉片23互相誕。在AU:游部分21接近出口處，這敏散葉片23進一步地開 女臺相互之間圓周形地間隔。
上游部分21的下游，擴散器20具有環形中間部分24，該中間部分24是彎管 形以彎曲擴散器的流動路徑，并且使朝向燃燒室40的空氣流動偏斜。
從中間部分24的下游，擴散器20具有環形下游部分25，該環形下游部分25 包括一系列成圓形地間隔的直流葉片26，以在氣MA空間30前^>離開擴, 道22的氣流的回旋成分。
第一端板27形成下游部分25的內部的壁，因此下游部分25中流動氣流鄉一 端板27內部地限定。該端板27帶有直流葉片26 (即，葉片26固定于端板27)。
上游和中間部分21和24的面對的壁由第一端板27和第二端板28形成。因此， 這些第一和第二端板27和28限定了上游和中間部分21和24中流動氣流。
第二端板28帶有擴散葉片23，并且在擴散器20的組裝期間，第一端板27銅 焊于擴散葉片23上。
燃燒室40包括環形內部的壁42，環形外部的壁43,和環形腔室端壁41，該環 形腔室端壁41設置在戶，腔室的上游區域中所述內部和夕卜部的壁42和43之間。所 述腔室端壁41具有圍繞著軸線A圓形地分布的注射口 44。注射器系統45通過戶， 注射口 44安裝在腔室端壁41上(每個注射口 44帶有一個注射系統45)。這些皿 系統45用于,燃燒室40中燃燒的氣體和燃料混合物。該混合物中的燃料通過各 自的燃料輸送管46遞送到注射系統45 ，燃料輸送管46通過空間30。
燃燒室40 (g卩，腔室的主軸P)相對于渦輪噴氣發動機的軸線A傾斜形成(非 零)銳角B。該角度B越大，燃燒室模塊的軸向長度被縮短的禾號越大。
在圖3的實施例中，在離開擴散器下游部分25的流動氣流的中軸線M平行于 軸線A的情況下，擴散器的下游部分25軸向定向。
外部的殼體32徑向地設置于燃燒室40和擴散器20下游部分25的外部。
根據本發明，外部的殼體32構成下游部分25的外部的壁，以限定所述下游部 分25中空氣流動氣流的外面。更精確地，夕卜部的殼體32的內部的壁限定該流動氣 流。
如圖4中所詳細地示意，直流葉片26不固定于外部的殼體32。
當冷卻時，^:流葉片26和外部的殼體32之間保留有間隙J。由于外部的殼 體32和連同葉片26的第一端板27之間膨脹的差異，該間隙J隨著渦輪噴氣發動機 加熱而減少。當加熱時，間隙J可以是零，乃至輕微的負值，這樣葉片26與外部的 殼體32齊平，或者輕微地壓靠外部的殼體32。這種接觸不應該被壓靠的太用力以 避免損壞葉片26或者殼體32。
外部的殼體32具有凸肩36，在擴散器組裝期間，中間部分24外部的下游， 37鄰靠該凸肩36。凸肩36因此用作中間部分24正確定位的參考和導向。
仍舊是為了更容易地定位中間部分24的目的，中間部分24外部的壁39 ,夕卜 部的殼體32，夕卜部的壁39和殼體之間的體界面35是旋轉的圓鄉表面，具有明 顯的軸向寬度。
參看圖5和6，是本發明渦輪噴氣發動機另一個實施例的描述。在該實施例及
圖3和4的實施例之間的類似元件給出了相同的附圖標記。
該渦輪噴氣發動機不同于圖3和4的渦輪噴氣發動機，不同之處在于擴散器的 下游部分25相對于渦輪機的軸向A向燃燒室40傾斜，因此，在包含渦輪機軸線A 的截面平面中，離開擴散器下游部分25的流動氣流的中軸線M與軸線A形成了非 零的銳角，所述的軸線Mi^地與腔室端壁41相交。
擴散器20下游部分25相對于渦輪機軸線A傾斜的該角度用于M^、擴散器20 的出口和燃燒室40之間氣體中的壓頭損失。它也使氣體以更對稱的方式被輸送到內 外部地環繞腔室40的旁路區域，并且也用于更好地將氣體輸送到內部的旁路區域。 而且，輸送到注射器系統45的氣體也自稱。
在該實施例中，外部的殼體32具有面對直流葉片26的截頭圓錐形內表面50， 因此該截頭圓錐形表面部分50是圍^t流葉片26所限定外輪廓的緊密配合(忽略 間隙J)。在該實施例中，截頭圓錐形表面部分50制成外部的殼體32的客妙卜厚度部 分52。
權利要求
1.一種渦輪機，其包括環形的燃燒室(40)；離心式壓縮機(10)；環形的擴散器(20)，其能使離開壓縮機的氣流被擴散，并且向燃燒室引導該氣流，該擴散器包括徑向并且具有連接壓縮機出口的擴散通道(22)的上游部分(21)；彎管形的中間部分(24)；和具有一系列成圓形地間隔的直流葉片(26)的下游部分(25)；以及圍繞著燃燒室和下游部分的外面的外部的殼體(32)。該渦輪機的特征在于外部的殼體(32)外部地限定下游部分(25)中流動氣流，外部的殼體(32)具有凸肩(36)，中間部分(24)外部的下游邊緣(37)鄰靠該凸肩(36)。
2、 根據權利要求1所述的渦輪機，其中直流葉片(26)不固定于外部的殼體(32)。
3、 根據權利要求2所述的渦輪機，其中，當冷卻時，在直流葉片(26)和外部的殼 體(32)之間存在間隙(J)。
4、 根據權利要求1所述的渦輪機，其中第一端板(27)和第二端板(28)形^游 和中間部分(21， 24)的面對的壁，戶M第一和第二端板(27、 28)不同于殼體(32)， 并且限定上游和中間部分(21、 24)中的流動氣流。
5、 根據權利要求1所述的渦輪機，其中中間部分(24)外部的壁(39),外部的 殼體(32)，所述外部的壁(39)和殼體(32)之間的M界面(35)是圓,表面。
6、 根據權利要求1所述的渦輪機，其中外部的殼體(32)具有面對直流葉片(26) 的截頭圓錐形內部的表面部分(50)。
7、 根據權利要求1所述的渦輪機，其中端板(27)內部地限定下游部分(25)中流 動氣流，該端板也限定上游和中間部分(21、 24)中流動氣流。
8、 根據權禾腰求7所述的渦輪機，其中所述端板(27)帶有直流葉片(26)。
9、 根據權禾腰求7所述的渦輪機，其中上游部分(21)包括一系列成圓形地間隔的 擴散葉片(23)，在該擴散葉片(23)之間形^^M的擴M道(22)，并且其中端 板(27)銅焊到所述擴散葉片(23)上。
全文摘要
本發明公開了一種渦輪機，其包括環形的燃燒室(40)；離心式壓縮機(10)；環形的擴散器(20)，其能使離開壓縮機的氣流被擴散，并且向燃燒室引導該氣流，該擴散器包括徑向并且具有連接壓縮機出口的擴散通道(22)的上游部分(21)；彎管形的中間部分(24)；和具有一系列成圓形地間隔的直流葉片(26)的下游部分(25)；以及圍繞著燃燒室和下游部分外面的外部的殼體(32)。該渦輪機的特征在于外部的殼體(32)外部地限定下游部分(25)中流動氣流。
文檔編號F04D29/44GK101368513SQ20081013324
公開日2009年2月18日 申請日期2008年7月22日 優先權日2007年8月13日
發明者帕特瑞斯·科瑪雷, 迪迪爾·埃赫南德茲 申請人:斯奈克瑪