[发明专利]包括轴衬套的涡轮机以及相关的衬套管

说明书

本发明涉及一种涡轮机(30)，该涡轮机包括：压缩机级和涡轮级，每个级包括至少一个盘(42)；以及沿涡轮机的轴线(32)延伸的管状轴(31)衬套(33)，其中，衬套(33)包括至少一个突部(40)，该至少一个突部从衬套的外部径向表面(41)并且面向盘(42)延伸，突部(40)被设计成在衬套(33)绕涡轮机的轴线(32)旋转时与盘(42)接触。

技术领域

本发明涉及涡轮发动机领域。更具体地，本发明涉及包括围绕轴延伸的衬套的涡轮发动机。

背景技术

图1中示出了根据现有技术的涡轮发动机1。涡轮发动机1包括沿涡轮发动机的轴线3延伸的低压轴2，涡轮发动机的轴线3限定出低压轴2的旋转轴线。低压轴2相对于涡轮发动机1中的空气流的流动方向在上游处被连接至低压压缩机(未示出)，并在下游处被连接至驱动其旋转的低压涡轮(未示出)。

涡轮发动机1在上游处还包括围绕低压轴2同轴地定位的高压压缩机4。高压压缩机4是轴向离心式压缩机。

高压压缩机4包括形成路径的转子5和定子6，空气流动穿过该路径。转子5和定子6各自具有轴向部分(分别为7和8)，以及扩张部分(分别为9和10)。转子5的扩张部分9是叶轮。叶轮9包括盘11，盘11能绕涡轮发动机的轴线3旋转地移动。

固定轮叶12和旋转叶片13被定位在空气流动路径中。固定轮叶12被连接至定子6。旋转叶片13各自被连接至盘14。盘14被连接至转子5并且能绕涡轮发动机的轴线3旋转地移动。

涡轮发动机1在下游处还包括围绕低压轴2同轴地定位的高压涡轮15。高压涡轮15包括至少一个级，该至少一个级配备有能绕轴线3旋转地移动的盘16。高压涡轮15的盘16被连接至叶轮9的盘11，并因此被连接至转子5。

由于空气流动穿过高压压缩机4和高压涡轮15，低压轴2和转子5之间的回路(也被称为内轴回路)受到相当的升高温度的约束。

为降低内轴温度，传统的是安装穿过内轴的冷却回路17，以使从涡轮发动机1的外部带来的冷空气流动穿过内轴回路并增加转子5和低压轴2之间的温度梯度。

涡轮发动机1的传动轴(尤其是低压轴2)通过轴承被支撑并被引导，轴承容纳在轴承外壳中并在轴承外壳中被供给润滑油。

为提供用于轴承外壳的密封并避免润滑油蔓延到内轴回路中，传统的是通过被连接至内轴回路的增压回路18来控制轴承外壳中的压力。

通常，涡轮发动机1还包括管状衬套19，该管状衬套19沿涡轮发动机的轴线3沿低压轴2进行延伸。衬套19在上游处通过耳轴20被连接至高压压缩机4，并在下游处通过耳轴21被连接至高压涡轮15。

衬套19将穿过内轴回路的冷却回路17和用于轴承外壳的增压回路18隔开。因此，空气以不同的压力水平穿过衬套19和转子5之间的冷却回路17以及衬套19和低压轴2之间的增压回路18。因此，衬套19一方面能够维持低压轴2的热力工况，并且在另一方面能够确保轴承外壳的足够的增压。

在运转中，衬套19绕低压轴2的轴线3旋转，并沿与低压轴2的旋转方向相反的方向旋转。

在某些旋转速度下，衬套19会进入共振和振动。

当这些振动在涡轮发动机1的运行范围内发生时，这些振动会对涡轮发动机1构成相当大的损坏风险。

这尤其是小型的涡轮发动机1的情况，其中，衬套19的直径相比其长度较小，并且对于小型的涡轮发动机1而言，衬套19进入共振在涡轮发动机1的运行范围内发生。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述的问题。