專利名稱:有效間隙控制裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地說是一種控制壓氣機(jī)軸向葉梢和其附屬圓周密封之間間隙的有效間隙控制裝置。
眾所周知，航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)已經(jīng)證實(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)上裝備了有效間隙控制裝置使單位推力燃料消耗率顯著改善。就實(shí)例而言，JTqD型發(fā)動(dòng)機(jī)是由布來特-威尼航空聯(lián)合技術(shù)公司(本申請(qǐng)案的專利受讓人)所制造，這種JTqD型發(fā)動(dòng)機(jī)已對(duì)雷定家等專利權(quán)人(現(xiàn)在歸本專利受讓人)，專利號(hào)為4069662所敘述過和請(qǐng)求保護(hù)過的有效間隙控制裝置作過改進(jìn)的。在上述實(shí)例中，噴油管卷繞在發(fā)動(dòng)機(jī)箱的合宜位置并驅(qū)使風(fēng)機(jī)的空氣沖擊在發(fā)動(dòng)機(jī)箱上，使發(fā)動(dòng)機(jī)箱冷卻并因此緊縮和移動(dòng)外部的空氣密封，噴氣管是與發(fā)動(dòng)機(jī)箱固定的，朝向渦輪的葉梢。這就是工業(yè)上所稱的有效間隙控制系統(tǒng)，因?yàn)闆_擊的空氣僅在制成一定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作外殼時(shí)發(fā)生。這就相反于使空氣連續(xù)流動(dòng)來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)確定部分的被動(dòng)型系統(tǒng)。
由于在發(fā)動(dòng)機(jī)上的指定位置使用這種有效間隙控制裝置，按單位推力燃料消耗率表示的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性增加到百分之二以上。由于葉片周圍任何空氣的逸出都是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總運(yùn)行特性的一種惡化，所以使所有回轉(zhuǎn)葉片的間隙具有最小限度顯然是最理想的。
本發(fā)明是關(guān)于壓氣機(jī)葉片用的一種有效間隙控制裝置并為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部控制式而不是外部控制式。本發(fā)明還可望用來加熱壓氣機(jī)的汽缸筒，使葉片朝圓周密封膨脹以獲得密封與葉片間存最小限度的間隙。壓力和溫度高于進(jìn)入空氣的壓氣機(jī)的排放空氣引到接近發(fā)動(dòng)機(jī)中心線的壓氣機(jī)的汽缸筒中，在發(fā)動(dòng)機(jī)中心線處排放的空氣洗壓氣機(jī)的輪蓋并向后流動(dòng)與工作流體混合。這種空氣在其朝發(fā)動(dòng)機(jī)出口端的行程上還可用作其他冷卻的目的。就實(shí)例而言，這種空氣可作為冷卻或緩沖支承隔室用。
本發(fā)明期望宜于排放壓氣機(jī)第九級(jí)和第十三級(jí)的空氣并將其引到壓氣機(jī)的前部，前部的空氣是由接近發(fā)動(dòng)機(jī)中心線的壓氣機(jī)前端部引入的。第九級(jí)出來的較冷空氣是在飛機(jī)起飛時(shí)引入，而從第十三級(jí)出來的較熱空氣是在飛機(jī)徘徊時(shí)引入。由于較熱空氣引起壓氣機(jī)輪盤的溫度升高，葉梢的間隙就隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性跟著改善而減小。
本發(fā)明的目的之一是提供一種通過使壓氣機(jī)汽缸筒加熱技術(shù)改進(jìn)有效間隙控制裝置的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的一個(gè)特性是要從下游級(jí)排放出壓縮空氣并將它饋送到雙轉(zhuǎn)子燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓力壓氣機(jī)進(jìn)口的汽缸筒中，較低溫度的空氣按預(yù)先選定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作外殼的時(shí)間饋送到汽缸筒中，以避免壓氣機(jī)部件的過熱。由上述發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力的飛機(jī)處于徘徊狀態(tài)時(shí)，較熱的空氣被引到汽缸筒中，使壓氣機(jī)輪盤和葉片膨脹，葉梢移迎圓周密封。來自排氣孔的空氣通過高壓轉(zhuǎn)子軸的軸承支承送到高壓力壓力機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)口的汽缸筒，該排氣孔的空氣是由中空的，裝在雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子中的一個(gè)或數(shù)個(gè)定子處傳來的。
其他的有關(guān)特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)在說明書、權(quán)利要求
和解釋本發(fā)明實(shí)施例的附圖中。
正如從圖中能看到的，它局部示出雙轉(zhuǎn)子燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓力壓氣機(jī)。對(duì)這種型式的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)由布來特-威尼航空聯(lián)合技術(shù)公司(本申請(qǐng)案的專利受讓人)所制造的JPQD或2037型發(fā)動(dòng)機(jī)的參考資料中給出。如規(guī)范化了的那樣，從低壓轉(zhuǎn)子10的低壓力壓氣機(jī)出來的空氣繞過葉片12進(jìn)到高壓力壓力機(jī)轉(zhuǎn)子14(僅示出了一部分)并繼續(xù)進(jìn)到燃繞前的各級(jí)中。
根據(jù)本發(fā)明，從高壓轉(zhuǎn)子第九級(jí)和/或第十三級(jí)壓氣機(jī)出來的壓縮空氣是通過管道16到發(fā)動(dòng)機(jī)箱20的腔室18流向發(fā)動(dòng)機(jī)的前部。若干個(gè)圓周方向彼此隔開的葉片(僅示出一個(gè)葉片)與腔室18接通，使壓氣機(jī)排放的空氣朝壓氣機(jī)汽缸筒22的發(fā)動(dòng)機(jī)中心線A。正如能看到，該壓氣機(jī)排放的空氣是徑向向內(nèi)流過管26，而后向后流過管28以及軸承支承28和隔室30之間。在軸承支承28和高壓軸箱36中開有孔32和34，使壓氣機(jī)排放的空氣引到汽缸筒22中。
發(fā)動(dòng)機(jī)以高功率工作時(shí)，如飛機(jī)起飛，只有壓氣機(jī)排放出的較冷空氣流入汽缸筒22，以確保不會(huì)出現(xiàn)葉片輪盤受熱而脹，擦觸外部的空氣密封。在徘徊運(yùn)行時(shí)，從第13級(jí)壓氣機(jī)出來的高溫空氣加到第九級(jí)以提高欲饋送到汽缸筒22中的壓氣機(jī)排放溫度，這顯然是使壓氣機(jī)輪盤加熱，引起膨脹并移迎外部的空氣密封。
如圖中能看到的，高壓力壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片50是被圓周密封52所包圍，而間隙因壓氣機(jī)輪盤54加熱而被填塞或成最小限度。迷宮汽封56同樣被加熱并有一個(gè)小間隙。
閥40可以是任何眾知的閥，且根據(jù)給定的發(fā)動(dòng)機(jī)和/或飛行參數(shù)動(dòng)作，即根據(jù)壓氣機(jī)的速度和飛行狀態(tài)動(dòng)作以確保在徘徊飛行時(shí)較熱的空氣能進(jìn)入壓氣機(jī)的汽缸筒中。分別在1978年1月24日和1977年4月26日批準(zhǔn)的專利號(hào)為4069662和4019320 Redinger等人的專利中指出了一種相應(yīng)的控制系統(tǒng)并包括在本申請(qǐng)案的參照文件中。
人們將會(huì)了解，本發(fā)明不限于本申請(qǐng)案中指出和說明的特殊的實(shí)施例，只要不違背下列權(quán)利要求
書中限定的新構(gòu)思和范圍就可以做出各種改變和改進(jìn)的方案。
權(quán)利要求
1.一種雙轉(zhuǎn)子燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置的有效間隙控制裝置，該動(dòng)力裝置有作為飛機(jī)動(dòng)力的多級(jí)軸流式壓氣機(jī)，壓氣機(jī)的每級(jí)有一個(gè)定子，定子裝有沿圓周彼此隔開的葉片、支承多個(gè)壓氣機(jī)葉片的輪盤和外部空氣密封，壓氣機(jī)的每一級(jí)在發(fā)動(dòng)機(jī)箱內(nèi)均可回轉(zhuǎn)地支承在由軸承支承的軸上，軸承位于壓氣機(jī)各級(jí)高壓轉(zhuǎn)子進(jìn)口附近，為選擇在高壓力壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子中的壓氣機(jī)各級(jí)出來的排放空氣的裝置和為使排放空氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)箱的開口、低壓力壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)的中空葉片和通過軸承及高壓轉(zhuǎn)子引到高壓轉(zhuǎn)子汽缸筒中的外管道和防渦流管的裝置，為控制可選擇排放空氣的裝置以使在動(dòng)力裝置處于徘徊飛行時(shí)從最熱排放級(jí)出來的空氣能引到汽缸筒中的響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的有效間隙控制裝置，其中可選擇排放空氣的裝置是一個(gè)裝在外管道中的閥。
專利摘要
有效間隙控制是通過加熱高壓力壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的汽缸筒以便膨脹壓氣機(jī)輪盤和迷宮汽封使葉片和其圓周密封及迷宮汽封之間有最小限度的間隙來實(shí)現(xiàn)的。高壓轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)的高壓級(jí)有選擇地排放空氣來達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)工作外殼范圍的理想間隙控制，通過引導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)箱的外部空氣并允許它通過中空的低壓力轉(zhuǎn)子的定子葉片和防渦流管的辦法將排放空氣饋送到汽缸筒(22)中，防渦流管可將高壓力壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)口管路中的接頭與支承高壓力壓氣機(jī)軸的軸承處的腔室接通。
文檔編號(hào)F02C7/18GK85101816SQ85101816
公開日1987年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者羅伯特·路易斯·普特曼, 默爾·拉弗恩·丁斯 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan