專利名稱:一種帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一種帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),特別提供了一種帶有外涵道堵蓋的燃 氣輪機(jī)。
背景技術(shù):
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中,燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)要求高,制造難度大,其制作成本也一 直居高不下。[0003]人們期望獲得一種成本較低、技術(shù)效果較好的新的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)方案。 實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種創(chuàng)造性地利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的 燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)方案。[0005]本實(shí)用新型一種帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述燃?xì)廨啓C(jī)中的 渦輪后部設(shè)置有內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11,且在內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11 二者的后部 出口處設(shè)置有用于封堵二者之間出口的外涵道堵蓋19。[0006]本實(shí)用新型所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),還要求保護(hù)下述的內(nèi)容[0007]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵道堵蓋19為不銹鋼材質(zhì)且壁厚2 4mm的薄壁件。[0008]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵機(jī)匣11后部外側(cè)還設(shè) 置有專門的外涵控制排氣出口 79。[0009]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在外涵控制排氣出口 79上連接有用于控制 排氣開(kāi)度大小的放氣活門(相當(dāng)于閥體)。[0010]為了更好地發(fā)揮本實(shí)用新型的技術(shù)效果,相應(yīng)的本實(shí)用新型還可以設(shè)置其他結(jié) 構(gòu)[0011]所述燃?xì)廨啓C(jī)的低壓壓氣機(jī)1的轉(zhuǎn)子中,I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉 片101具體為切頂設(shè)計(jì),以便減少發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道3排氣量;[0012]切頂后的I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉片101與進(jìn)口導(dǎo)流葉片2的進(jìn)口 直徑都為730 780mm,同時(shí)低壓壓氣機(jī)機(jī)匣102外徑由機(jī)組前部向后部具體為收斂型 錐度設(shè)計(jì),其與旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為2 6°。[0013]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子 的I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉片101為切頂設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,在連通外涵道3腔 室的中介機(jī)匣導(dǎo)流環(huán)401處設(shè)置外涵道隔板402,以便將外涵道3分隔成兩部分,兩部分 的橫截面積之比為15 85 25 75;氣體通過(guò)其中橫截面面積較小的那一部分進(jìn)入 外涵道3,亦即外涵道3進(jìn)口有效截面積變?yōu)樵瓉?lái)的15 25% ;[0014]將外涵道3的空氣通過(guò)導(dǎo)管引入到渦輪后部?jī)?nèi)涵腔5中進(jìn)行摻混以便降低渦輪 后部排出到動(dòng)力渦輪中的燃?xì)鉁囟?,同時(shí)增加了參與對(duì)動(dòng)力渦輪作功的氣體流量,增大環(huán)境壓力,使得動(dòng)力渦輪的功率發(fā)揮更大。[0015]上述的傳遞燃?xì)獾膶?dǎo)管具體為金屬波紋管。[0016]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,低壓渦輪導(dǎo)向器9 改為放大出口面積設(shè)計(jì),以便降低氣流速度,使得低壓渦輪轉(zhuǎn)速降低;帶同低壓渦輪、 低壓壓氣機(jī)1組成的軸系整體轉(zhuǎn)速符合機(jī)組的匹配要求。[0017]也就使得與低壓渦輪同軸的低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)減低。因?yàn)榈蛪簤簹鈾C(jī)轉(zhuǎn)子葉 片改為徑向尺寸相對(duì)較小的切頂設(shè)計(jì),所以這種改動(dòng)可能使得低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片在超 音速氣流條件下轉(zhuǎn)速升高,為安全起見(jiàn);采用此輔助設(shè)計(jì)以便控制轉(zhuǎn)速防止超速造成不良后果。[0018]所述燃?xì)廨啓C(jī)將原有的煤油噴嘴改為燃料氣噴嘴15 ;燃?xì)饪偣茉O(shè)置在機(jī)組外 部,機(jī)組中具體設(shè)置有觀個(gè)支管進(jìn)入燃燒室16,每個(gè)支管在燃燒室的進(jìn)口端都設(shè)置有一 個(gè)燃料氣噴嘴15。[0019]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在渦輪支撐隔板之 間還設(shè)置有固定在外涵機(jī)匣且穿過(guò)渦輪支承外環(huán)上的渦輪后溫度傳感器17,其具體為測(cè) 溫?zé)犭娕?,用于檢測(cè)低壓渦輪后部?jī)?nèi)涵腔5的溫度場(chǎng)是否均勻,以便在溫度場(chǎng)不均勻時(shí) 及時(shí)進(jìn)行故障處理。[0020]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,機(jī)組的主支承具體 為設(shè)置在中介機(jī)匣4上的中介機(jī)匣安裝節(jié)403,其為沿圓周布置處于同一水平面上的對(duì)應(yīng) 兩處,具體采用銷孔連接定位;[0021]機(jī)組的輔助支承設(shè)置在渦輪后部的外涵機(jī)匣11后安裝邊的下部,具體為輔助支 承安裝板10,其具體結(jié)構(gòu)為能夠允許機(jī)組后部軸向變形或徑向變形的板型件。[0022]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在渦輪后部的內(nèi)涵 機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11之間還設(shè)置有沿圓周布置的8個(gè)球頭鉸連接結(jié)構(gòu)的內(nèi)外涵機(jī)匣支桿 13,以便在內(nèi)涵機(jī)匣12受熱膨脹,內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11之間距離變小時(shí)也能保證 內(nèi)二者的同心關(guān)系,以保證工作效果。[0023]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,頭部的進(jìn)口導(dǎo)流葉 片2為出口角度固定不變的固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);[0024]外涵道后部的內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11之間設(shè)置有用于封堵外涵道后部的外涵 道堵蓋19,其具體為不銹鋼材質(zhì)且壁厚為2 4mm的薄壁件,可以承受一定程度的彈性 變形(允許作軸向變形或者徑向變形的同時(shí)保證內(nèi)涵機(jī)匣和外涵后機(jī)匣二者之間的同軸 關(guān)系);同時(shí),在外涵道后部外側(cè)設(shè)置有專門的外涵控制排氣出口 79,排氣口外連接有 專門的放氣活門(相當(dāng)于閥體)以控制排氣的開(kāi)度大??;[0025]上述設(shè)計(jì)的目的是使得發(fā)動(dòng)機(jī)的卸荷腔保留一定量的卸荷腔排氣的環(huán)境壓力, 不能過(guò)低;以便保持內(nèi)外壓差不至于過(guò)大,排氣速度不致于過(guò)大;以便于防止啟動(dòng)低壓 壓氣機(jī)1和高壓壓氣機(jī)14時(shí)發(fā)生喘振;[0026]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,低壓渦輪導(dǎo)向器9 出口具體為放大尺寸設(shè)計(jì),出口截面積現(xiàn)為850 950mm2。[0027]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,所述燃?xì)廨啓C(jī)的渦 輪冷卻系統(tǒng)由原來(lái)單純的空冷改為增加外部水換熱器冷卻環(huán)節(jié)。[0028]在渦輪冷卻集氣腔6內(nèi)設(shè)置有集氣腔隔板601將其分為前后兩部分,預(yù)冷的高壓 氣體從前腔流出,通過(guò)軟管連接到渦輪后部的外涵機(jī)匣11上的渦輪冷卻氣進(jìn)出口 7引至 機(jī)組外部,經(jīng)過(guò)水換熱裝置進(jìn)行水冷處理之后,回到渦輪冷卻集氣腔6。經(jīng)冷卻后的氣體 用于對(duì)渦輪進(jìn)行氣冷。[0029]本實(shí)用新型創(chuàng)造性地利用退役的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行改制燃?xì)廨啓C(jī), 其技術(shù)效果明顯好于以往。改制方案可操作性強(qiáng)、成本低、技術(shù)效果好。[0030]
[0031]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明[0032]圖1為改制前的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)局部結(jié)構(gòu)示意圖;[0033]圖2為改制后的燃?xì)廨啓C(jī)局部結(jié)構(gòu)示意圖;[0034]圖3為改制后的燃?xì)廨啓C(jī)整體外部結(jié)構(gòu)示意圖;[0035]圖4為改制后的燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。[0036]具體實(shí)施方式
[0037]各附圖標(biāo)記含義如下[0038]低壓壓氣機(jī)1、低壓壓氣機(jī)工作葉片101、低壓壓氣機(jī)機(jī)匣102、進(jìn)口導(dǎo)流葉片 2、外涵道3、中介機(jī)匣4、中介機(jī)匣導(dǎo)流環(huán)401、外涵道隔板402、中介機(jī)匣安裝節(jié)403、 渦輪后部?jī)?nèi)涵腔5、渦輪冷卻集氣腔6、集氣腔隔板601、渦輪冷卻氣進(jìn)出口 7、低壓渦輪 導(dǎo)向器9、輔助支承安裝板10、外涵機(jī)匣11、內(nèi)涵機(jī)匣12、內(nèi)外涵機(jī)匣支桿13、高壓壓 氣機(jī)14、高壓壓氣機(jī)外涵機(jī)匣1401、燃料氣噴嘴15、燃料氣供氣總管1501、燃料氣供氣 支管1503、主燃燒室16、渦輪后溫度傳感器17、內(nèi)外涵涵道氣體摻混口 18、外涵道堵蓋 19、燃?xì)廨敵霾y管20、渦輪支撐支板21、外涵控制排氣出口 79、進(jìn)氣機(jī)匣31、整流葉 片71。[0039]實(shí)施例1[0040]一種利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),所 述燃?xì)廨啓C(jī)中的渦輪后部設(shè)置有內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11,且在內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣 11 二者的后部出口處設(shè)置有用于封堵二者之間出口的外涵道堵蓋19。[0041]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵道堵蓋19為不銹鋼材質(zhì)且壁厚3.1mm 的薄壁件;可以承受一定程度的彈性變形(允許作軸向變形或者徑向變形的同時(shí)保證內(nèi) 涵機(jī)匣和外涵后機(jī)匣二者之間的同軸關(guān)系)。[0042]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵機(jī)匣11后部外側(cè)還設(shè) 置有專門的外涵控制排氣出口 79。同時(shí),所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在外涵控 制排氣出口 79上連接有用于控制排氣開(kāi)度大小的放氣活門(相當(dāng)于閥體)。[0043]上述設(shè)計(jì)的目的是使得發(fā)動(dòng)機(jī)的卸荷腔保留一定量的卸荷腔排氣的環(huán)境壓力, 不能過(guò)低;以便保持內(nèi)外壓差不至于過(guò)大,使卸荷腔排氣速度不致于過(guò)大;同時(shí)便于防 止啟動(dòng)低壓壓氣機(jī)1和高壓壓氣機(jī)14時(shí)發(fā)生喘振;[0044]所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,還包含有下述內(nèi)容要求[0045]低壓壓氣機(jī)1的轉(zhuǎn)子中,I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉片101具體為切 頂設(shè)計(jì),以便減少發(fā)動(dòng)機(jī)外涵道3的排氣量;[0046]切頂后的I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉片101與進(jìn)口導(dǎo)流葉片2的進(jìn)口直徑都為730 780mm,同時(shí)低壓壓氣機(jī)機(jī)匣102外徑由機(jī)組前部向后部具體為收斂型 錐度設(shè)計(jì),其與旋轉(zhuǎn)軸線的夾角為4.2°。[0047]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在低壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子 的I、II、III、IV級(jí)的低壓壓氣機(jī)工作葉片101為切頂設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,在連通外涵道3腔 室的中介機(jī)匣導(dǎo)流環(huán)401處設(shè)置外涵道隔板402,以便將低壓出口流道分隔成內(nèi)外涵道兩 部分,兩部分的橫截面積之比為19 81 ;氣體通過(guò)其中橫截面面積較小的那一部分進(jìn) 入外涵道3,亦即外涵道3進(jìn)口有效截面積變?yōu)樵瓉?lái)的19% ;[0048]將外涵道3的空氣通過(guò)導(dǎo)管引入到渦輪后部?jī)?nèi)涵腔5中進(jìn)行摻混以便降低渦輪 后部排出到動(dòng)力渦輪中的燃?xì)鉁囟?,同時(shí)增加了參與對(duì)動(dòng)力渦輪作功的氣體流量,使得 動(dòng)力渦輪的功率發(fā)揮更大。[0049]上述的傳遞燃?xì)獾膶?dǎo)管具體為金屬波紋管。[0050]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,低壓渦輪導(dǎo)向器9 改為放大出口面積設(shè)計(jì),以便降低氣流速度,使得低壓渦輪旋轉(zhuǎn)做功時(shí),帶同低壓渦輪 和切頂后的低壓壓氣機(jī)1組成的軸系整體轉(zhuǎn)速符合機(jī)組的匹配要求。[0051]所述燃?xì)廨啓C(jī)將原有的煤油噴嘴改為燃料氣噴嘴15 ;燃?xì)饪偣茉O(shè)置在機(jī)組外 部,機(jī)組中具體設(shè)置有觀個(gè)支管進(jìn)入燃燒室,每個(gè)支管在燃燒室的出口端都設(shè)置有一個(gè) 燃料氣噴嘴15。[0052]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在渦輪支撐隔板之 間還設(shè)置有固定在外涵機(jī)匣且穿過(guò)渦輪支承外環(huán)上的渦輪后溫度傳感器17,其具體為測(cè) 溫?zé)犭娕?,用于檢測(cè)低壓渦輪后部?jī)?nèi)涵腔5的溫度場(chǎng)是否均勻,以便在溫度場(chǎng)不均勻時(shí) 及時(shí)進(jìn)行故障處理。[0053]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,機(jī)組的主支承具體 為設(shè)置在中介機(jī)匣4上的中介機(jī)匣安裝節(jié)403,其為沿圓周布置處于同一水平面上的對(duì)應(yīng) 兩處,具體采用銷孔連接定位;[0054]機(jī)組的輔助支承設(shè)置在渦輪后部的外涵機(jī)匣11后安裝邊的下部,具體為輔助支 承安裝板10,其具體結(jié)構(gòu)在安裝版10下方連接彈性支承裝置,能夠隨機(jī)組后部熱膨脹, 軸向伸長(zhǎng)變形或徑向變形進(jìn)行跟隨擺動(dòng)支承。[0055]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,在渦輪后部的內(nèi)涵 機(jī)匣12和渦輪后部的外涵機(jī)匣11之間還設(shè)置有沿圓周布置的8個(gè)球頭鉸連接結(jié)構(gòu)的內(nèi)外 涵機(jī)匣支桿13,以便在內(nèi)涵機(jī)匣12受熱軸向膨脹,內(nèi)涵機(jī)匣12和外涵機(jī)匣11之間軸向 移位時(shí)也能保證內(nèi)二者的同心關(guān)系,以保證工作效果。[0056]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,頭部的進(jìn)口導(dǎo)流葉 片2為出口角度固定不變的固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);[0057]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,低壓渦輪導(dǎo)向器9 出口具體為放大尺寸設(shè)計(jì),出口截面積現(xiàn)為910mm2。[0058]所述利用退役渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)低壓切頂改制的燃?xì)廨啓C(jī)中,所述燃?xì)廨啓C(jī)的渦 輪冷卻系統(tǒng)由原來(lái)單純的空冷改為增加外部水換熱器冷卻環(huán)節(jié)。[0059]在渦輪冷卻集氣腔6內(nèi)設(shè)置有集氣腔隔板601將其分為前后兩部分,預(yù)冷的高壓 氣體從前腔流出,通過(guò)軟管連接到渦輪后部的外涵機(jī)匣8上的通過(guò)渦輪冷卻氣進(jìn)出口 7至機(jī)組外部,經(jīng)過(guò)水換熱裝置進(jìn)行水冷處理之后,回到渦輪冷卻集氣腔6。經(jīng)冷卻后的氣體 用于對(duì)渦輪進(jìn)行氣冷。[0060]本實(shí)施例創(chuàng)造性地利用退役的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行改制燃?xì)廨啓C(jī),其 技術(shù)效果明顯好于以往。改制方案可操作性強(qiáng)、成本低、技術(shù)效果好。[0061]實(shí)施例2[0062]本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同,其不同之處主要在于[0063]1)所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵道堵蓋19為不銹鋼材質(zhì)且壁厚2mm 的薄壁件;[0064]2)所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在外涵控制排氣出口 79上并未設(shè)置用于 控制排氣開(kāi)度大小的放氣活門(相當(dāng)于閥體)。[0065]實(shí)施例3[0066]本實(shí)施例與實(shí)施例1內(nèi)容基本相同,其不同之處主要在于所述帶有外涵道堵 蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵道堵蓋19為不銹鋼材質(zhì)且壁厚4mm的薄壁件。
權(quán)利要求1.一種帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述燃?xì)廨啓C(jī)中的渦輪后部設(shè)置 有內(nèi)涵機(jī)匣(12)和外涵機(jī)匣(11),且在內(nèi)涵機(jī)匣(12)和外涵機(jī)匣(11) 二者的后部出口 處設(shè)置有用于封堵二者之間出口的外涵道堵蓋(19)。
2.按照權(quán)利要求1所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述燃?xì)廨啓C(jī) 中,外涵道堵蓋(19)為壁厚2 4mm的薄壁件。
3.按照權(quán)利要求1或2所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述帶有外涵 道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在燃?xì)廨啓C(jī)中,外涵機(jī)匣(11)后部外側(cè)還設(shè)置有專門的外涵控制 排氣出口(79)。
4.按照權(quán)利要求3所述帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述帶有外涵道 堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī)中,在外涵控制排氣出口(79)上連接有用于控制排氣開(kāi)度大小的放氣活 門。
專利摘要一種帶有外涵道堵蓋的燃?xì)廨啓C(jī),其特征在于所述燃?xì)廨啓C(jī)中的渦輪后部設(shè)置有內(nèi)涵機(jī)匣(12)和外涵機(jī)匣(11),且在內(nèi)涵機(jī)匣(12)和外涵機(jī)匣(11)二者的后部出口處設(shè)置有用于封堵二者之間出口的外涵道堵蓋(19)。本實(shí)用新型創(chuàng)造性地利用退役的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行改制燃?xì)廨啓C(jī),其技術(shù)效果明顯好于以往。改制方案可操作性強(qiáng)、成本低、技術(shù)效果好。
文檔編號(hào)F23R3/36GK201802505SQ20102017910
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者何永順, 周素荃, 孫遠(yuǎn)偉, 宋文超, 崔榮繁, 楊勝群, 梁阮 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司