流動渦流擾流器的制造方法
【專利說明】流動滿流擾流裔
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本PCT實用申請請求享有具有美國專利申請序列第61/ 866，713號的題為"FlowVortex Spoiler"且具有2013年8月16日的申請日的當(dāng)前未決臨時申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實施例大體上涉及用于緩解渦輪發(fā)動機中的渦流渦旋(vortexswirl)的設(shè)備及方法。更具體而言但不通過限制方式，本實施例涉及流動渦流擾流器，其緩解圍繞渦輪發(fā)動機內(nèi)的油槽延伸的槽加壓腔中的渦流渦旋。
【背景技術(shù)】
[0003]在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機中，空氣在壓縮機中加壓，且在燃燒器中與燃料混合，以用于生成向下游流過一個或更多個渦輪級的熱燃燒氣體。這些渦輪級從燃燒氣體獲得能量。高壓渦輪包括第一級定子噴嘴，以及包括盤和多個渦輪葉片的轉(zhuǎn)子組件。高壓渦輪首先從燃燒器接收熱燃燒氣體，且包括第一級定子噴嘴，噴嘴將燃燒氣體向下游引導(dǎo)穿過從第一轉(zhuǎn)子盤沿徑向向外延伸的一排高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。在兩級渦輪中，第二級定子噴嘴定位在第一級葉片下游，依次后接從第二轉(zhuǎn)子盤沿徑向向外延伸的一排第二級渦輪葉片。定子噴嘴以一定方式使熱燃燒氣體轉(zhuǎn)向，以使相鄰的下游渦輪葉片處的獲取最大化。
[0004]第一和第二轉(zhuǎn)子盤由對應(yīng)的高壓軸連結(jié)到高壓壓縮機上，以在操作期間對壓縮機供能。噴嘴包括沿發(fā)動機軸向方向間隔在旋轉(zhuǎn)葉片之間的通常稱為導(dǎo)葉的靜止翼型件。多級低壓渦輪在多級高壓渦輪之后，且典型地由第二低壓軸連結(jié)到設(shè)置在壓縮機上游的風(fēng)扇上。第二低壓軸可與第一高壓軸聯(lián)接。
[0005]在燃燒氣體向下游流過渦輪級時，能量從其獲得且燃燒氣體的壓力降低。燃燒氣體用于對壓縮機以及渦輪輸出軸供能來用于動力和海洋使用，或在航空使用中提供推力。以此方式，燃料能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的機械能，以對壓縮機供能且供應(yīng)繼續(xù)該過程所需的壓縮空氣。
[0006]期望的是，在某些情況中，在渦輪發(fā)動機的操作中極小化或消除發(fā)動機中移動的空氣的渦流渦旋。取決于發(fā)動機內(nèi)的位置，空氣可具有構(gòu)成流動的各種矢量分量。例如，沿徑向方向移動的空氣還可具有發(fā)動機內(nèi)的構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)引起的切向分量。該切向分量導(dǎo)致渦流或渦旋。在其它非渦旋流體流中，這些渦流的產(chǎn)生可產(chǎn)生很不期望的顯著壓降或壓力升尚O
[0007]在油槽的背景中，最小壓差用于防止油從槽內(nèi)泄漏到槽外。例如，圍繞槽移動的加壓空氣可將壓力置于密封件的外側(cè)上，且阻止油從槽內(nèi)泄漏穿過密封件。當(dāng)槽周圍的壓差太高時，即，壓降或壓力升高太高，使得一個密封件外側(cè)的壓力關(guān)于其它密封件或多個密封件外的壓力太低，可有損密封件的防漏油特征。如本公開內(nèi)容中所使用的，"槽周圍的壓差"是指用于獨立的槽的所有油密封件的干側(cè)上的空氣壓力的最大差異。因此，圍繞槽移動的加壓空氣的渦流可不利地影響保持槽周圍的期望壓差的能力。
[0008]如可由前文所見，存在對限制油槽周圍的壓差量的需要。此外，需要限制流動通路中的渦流的效果，這可導(dǎo)致非期望的壓力變化和與其相關(guān)聯(lián)的問題。
[0009]包括在說明書的【背景技術(shù)】段中的信息(包括本文引用的任何參考文獻和其任何描述或論述)僅出于技術(shù)參考的目的而被包括，且并未認(rèn)作是界定本發(fā)明的范圍的主題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實施例涉及油槽和阻止渦流移行引起油密封件上游壓力升高。加壓空氣流被引導(dǎo)穿過流動渦流擾流器以通過顯著減小(如果未消除)渦流的切向分量來減少渦流渦旋的量。渦流擾流器大體上為周向板，其具有以間隔布置定位的多個間隔開的孔口。在加壓空氣經(jīng)過各個孔口時，流的切向分量沖擊孔口壁，由此消散流的切向分量，且導(dǎo)致了更唯一的徑向流動方向。此外，過大的壓力損失也通過流動渦流擾流器的特征來控制。
[0011]根據(jù)一些實施例，流動渦流擾流器包括油槽，其中加壓空氣圍繞油槽流過槽加壓腔，腔具有入口，設(shè)置成跨過入口附近的加壓腔的一部分的周向板。周向板設(shè)置在至槽加壓腔的入口處。周向板具有多個緊密間隔開的孔口。加壓空氣具有徑向分量和切向分量，其中周向板和多個緊密間隔開的孔口顯著減小加壓空氣的切向分量，且進一步其中，渦流擾流器阻止加壓腔內(nèi)的過大壓力變化，且阻止所述第一位置和所述第二位置處鄰近于油槽的前和后的槽密封件處的漏油。
[0012]該概述提供為介紹在下文中的【具體實施方式】中進一步描述的簡化形式的構(gòu)想的選擇。該概述并非旨在識別提出的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不旨在用于限制提出的主題的范圍。所有上文提到的特征在于理解為僅示例性的，且本發(fā)明的許多特征和目標(biāo)可從本文的公開內(nèi)容得到。因此，在未進一步閱讀整個說明書、權(quán)利要求和其包括的附圖的情況下，將不能理解到該概述的限制性解釋。在本發(fā)明的各種實施例的以下書面描述中提供、在附圖中示出且在所附權(quán)利要求中限定本發(fā)明的特征、細(xì)節(jié)、應(yīng)用和優(yōu)點的更深入介紹。
【附圖說明】
[0013]通過參照結(jié)合附圖的實施例的以下描述，本發(fā)明的上文提到的和其它的特征和優(yōu)點，以及獲得它們的方式將變得更清楚，且流動渦流擾流器將被更好地理解，在附圖中:
圖1為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的截面視圖；
圖2為渦輪和加壓腔內(nèi)的油槽的側(cè)視圖；
圖3為包括示例性流動渦流擾流器的加壓腔的入口區(qū)域的詳細(xì)側(cè)部截面視圖；
圖4為示例性流動渦流擾流器的等距視圖；
圖5為流動渦流擾流器的一部分的頂視圖；以及圖6為其中加壓空氣示為帶有分量的長度與直徑的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照提供的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。各個實例通過闡釋的方式提供，而未限制公開的實施例。實際上，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可在本實施例中進行各種修改和變型，而不會脫離本公開內(nèi)容的范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可結(jié)合另一個實施例使用來產(chǎn)生又一個實施例。因此，期望本發(fā)明覆蓋歸入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的此類修改和變型。
[0015]如本文所使用的，且除非關(guān)于另一個部分提到，用語〃軸向〃或〃軸向地〃是指沿發(fā)動機的縱向軸線的方向。連同"軸向"或"軸向地"使用的用語"前"是指平行于發(fā)動機軸線更接近發(fā)動機入口的方向移動。連同"軸向"或"軸向地"使用的用語"后"是指平行于發(fā)動機軸線且更接近發(fā)動機出口的方向移動。如本文中所使用的，用語"徑向"或"徑向地"是指在發(fā)動機的中心縱向軸線與發(fā)動機外周之間延伸的維度。
[0016]所有方向參考(例如，徑向、軸向、近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)、上、下、向上、向下、左、右、側(cè)向、前、后、頂部、底部、上方、下方、豎直、水平、順時針、反時針、切向、周向)僅用于區(qū)分目的，以有助于讀者理解到本發(fā)明，且不產(chǎn)生限制，特別是關(guān)于本發(fā)明的位置、定向或使用。連接參考(例如，附接、聯(lián)接、連接、連結(jié)等)將寬泛地理解，且可包括許多元件之間的中間部件和元件之間的相對移動，除非另外規(guī)定。因此，連接參考并不一定是指兩個元件直接地連接的且處于彼此固定的關(guān)系。示例性附圖僅為了圖示的目的，且所附的附圖中反映的大小、位置、順序和相對尺寸可變化。
[0017]現(xiàn)在參看圖1-6，各種實施例繪出了保持跨過油槽的最小壓差的流動渦流擾流器的設(shè)備和方法。本實施例適用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，例如，航空、發(fā)電、工業(yè)或海洋應(yīng)用，其中燃燒器焚燒燃料，且將熱燃燒氣體排放到高壓渦輪中。本結(jié)構(gòu)和方法有助于平衡跨過用于高速渦輪軸的油槽的壓力，且更具體地限制由于用于油槽的油密封件上游的空氣的渦流移行引起的壓力升高，同時還阻止顯著的壓力損失。本公開內(nèi)容可適用于通風(fēng)和非通風(fēng)的油槽構(gòu)造。附圖中所示的特定實施例減小了槽加壓腔內(nèi)的渦流渦旋，其否則提高一個槽密封件關(guān)于其它密封件的靜壓力。結(jié)果，減小了油密封件處的漏油。
[0018]首先參看圖1，示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10的示意性側(cè)部截面視圖，其具有發(fā)動機入口端12、高壓壓縮機14、燃燒器16和多級高壓渦輪18。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10可用于航空、發(fā)電、工業(yè)、船舶等。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10是圍繞發(fā)動機軸線