具有密封件的轴流式涡轮机压缩机外部壳体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有密封装置的轴流式涡轮机外部壳体。更具体地说，本发明涉及一种配备有围绕转子叶片排的密封装置的轴流式涡轮机压缩机外部壳体。本发明还涉及一种轴流式涡轮机。本发明还涉及一种控制轴流式涡轮机密封装置的方法。
【背景技术】
[0002]为了提高效率，涡轮机设置有围绕其叶片排的密封装置。这些设备允许改变壳体的内表面与布置在内部壳体内侧的转子叶片的外部端部之间的间隙。因此，在操作条件下，间隙可以减小，以便限制表面与叶片之间的动态泄漏。
[0003]对于通过可变形元件连接至外部壳体的外部护罩，这种装置可以包括作为支撑件的外部壳体。在飞行条件改变的情况下，转子叶片可能会与护罩接触并径向地移动它。通过可变形元件，运动被准许，其压缩的幅度允许调整护罩的位置。
[0004]专利文献EP 2495399 Al公开了一种包括环形壁的轴流式涡轮机外部壳体，其中形成内部环形凹槽。环状凹槽容纳将分段的外部护罩连接至凹槽底部，从而连接至环形壁的弹性元件。当涡轮机的转子相对于其旋转轴线未对准时，转子叶片与护罩相接触并推动它。因此，这样的密封装置可以适应各种飞行条件并且提高了操作安全性。然而，这样的装置提供的效率方面的增益是有限的，其可以适应的配置的数量也是有限的。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]本发明的目的在于解决现有技术所造成的问题中的至少一个。更具体地，本发明的目的在于增加安装有密封装置的轴流式涡轮机的效率。本发明的另一个目的在于增加密封装置能够适应的配置的数量。
[0007]技术方案
[0008]本发明的一个主题是轴流式涡轮机，特别是轴流式涡轮机压缩机的外部壳体，该壳体包括:圆形壁，其包括内部环形凹槽；外部密封护罩，其至少部分地布置在凹槽中并且提供外部壳体与涡轮机的转子叶片的环形排之间的密封；连接元件，其将外部护罩连接至壁；值得注意的是，连接元件是配置成使护罩移动和/或变形，以便更改护罩与转子叶片之间间隙的压电致动器。
[0009]根据本发明的一有利实施例，压电致动器是整体式的并且以布置成径向变形以便使护罩径向地移动和/或变形。
[0010]根据本发明的一有利实施例，壳体包括连接至压电致动器并穿过壁的至少一个电连接件；优选地，电连接件径向地穿过在环形凹槽区域中的轴向的壁。
[0011]根据本发明的一有利实施例，至少一个或每个电连接件包括电线，壁包括围绕每个电连接件的密封件。
[0012]根据本发明的一有利实施例，壳体包括在外部护罩的上游和下游并且与壁协作的圆形密封件。
[0013]根据本发明的一有利实施例，壳体包括配置成测量外部护罩与转子叶片之间间隙的间隙测量模块，该模块轴向地布置在环形凹槽的区域中；模块可能布置在凹槽中。
[0014]根据本发明的一有利实施例，壳体包括配置成给每个压电致动器单独供电的电源。
[0015]根据本发明的一有利实施例，凹槽包括上游环形表面和下游环形表面，其旋转的轮廓主要径向地延伸，压电致动器轴向地布置在所述径向环形表面之间；优选地，每个压电致动器于每个径向环形表面有一段距离。
[0016]根据本发明的一有利实施例，壁包括可能与压电致动器接触的电绝缘层。
[0017]根据本发明的一有利实施例，壁包括在上游和下游轴向延伸环状凹槽的环形部分，凹槽和环形部分形成为一体。
[0018]根据本发明的一有利实施例，壁包括具有围绕涡轮机的旋转轴线旋转的轮廓的内部整体表面，并且外部护罩包括内部环形表面，护罩的内部环形表面能够在壁的内部一般表面径向内侧的位置与壁的内部一般表面径向外侧的位置之间移动。
[0019]根据本发明的一有利实施例，壳体包括用于确定高度的确定模块，压电致动器配置成根据由确定模块所确定的高度来驱动。
[0020]根据本发明的一有利实施例，压电致动器布置在环形排和/或轴向行中，以便形成网。
[0021]根据本发明的一有利实施例，护罩是分段的，护罩可能由金属制成并且形成条状件；或者护罩形成为一体并且包括环形表面。
[0022]根据本发明的一有利实施例，壳体是具有有机基质的复合壳体，壳体可能由半壳形成。
[0023]根据本发明的一有利实施例，护罩包括支撑件和耐磨材料的圆形或半圆形层。
[0024]根据本发明的一有利实施例，转子叶片的轴向长度大于凹槽的轴向长度。
[0025]根据本发明的一有利实施例，护罩轴向和/或径向地布置在环形凹槽中。
[0026]根据本发明的一有利实施例，护罩包围转子叶片的环形排。
[0027]根据本发明的一有利实施例，环形凹槽的轴向长度大于其径向深度。
[0028]根据本发明的一有利实施例，壁具有的厚度沿轴向部分和环形凹槽的整个长度是轴向恒定的。
[0029]本发明的另一个主题是包括围绕转子叶片的至少一个环形排的外部壳体的涡轮机，值得注意的是，壳体是依照本发明的，优选地，壳体是压缩机壳体，可能是低压压缩机的壳体。
[0030]根据本发明的一有利实施例，涡轮机包括感测转子叶片径向振动的振动传感器，压电致动器配置成根据由振动传感器所测量的叶片的径向振动使外部护罩径向地移动和/或变形。
[0031]本发明还涉及一种控制用于密封轴流式涡轮机的外部壳体的装置的方法，该装置包括限定围绕涡轮机的转子叶片的环形排的径向间隙的可移动外部护罩，其特征在于，该方法包括(a)确定涡轮机的高度的步骤，其次(d)根据高度调节间隙的步骤。
[0032]根据本发明的一有利实施例，间隙随着高度的增加而减小和/或间隙随着高度的减小而增加。
[0033]根据本发明的一有利实施例，当高度超过阈值高度A2时，间隙等于间隙J1，和/或当高度小于或等于阈值高度A2时，间隙大于或等于间隙J2。
[0034]根据本发明的一有利实施例，该方法还包括测量外部护罩与转子叶片之间的间隙的步骤(C)，并且在调节间隙的步骤(d)期间，间隙根据测量间隙步骤(C)期间所测量的间隙被最初地调节。
[0035]根据本发明的一有利实施例，该方法还包括测量转子叶片的径向振动的振幅的步骤(b)，并且在调节间隙步骤(d)期间，间隙同样根据测量振动振幅步骤(b)期间所测量的叶片的径向振动被调节。
[0036]高度相对于海平面来测量。
[0037]提供的优点
[0038]本发明能够尽可能严格地控制护罩与叶片的径向外部端部之间的间隙。使用压电致动器提供响应速度和很大的位置精度。以这种方式，护罩的位置尽可能准确调节，同时使其快速地移动，从而能够有效地控制在护罩与叶片之间的间隙。
[0039]凹槽的形状允许添加径向加强凸缘，能够使壳体径向更硬，例如反抗椭圆化变形。凹槽还形成保护压电致动器的空间。
[0040]当涡轮机是航行器涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机时，因为高度的使用意味着有可能预见到涡轮机的操作的条件，所以该方法提高了安全性。根据暴露于随机干扰的概率的风险，安全间隙增大。
【附图说明】
[0041]图1示出了根据本发明的轴流式涡轮机。
[0042]图2描述了根据本发明的涡轮机压缩机。
[0043]图3示出了用于依据本发明的涡轮机壳体的密封装置。
[0044]图4是用于调节所述转子叶片与根据本发明的涡轮机壳体的外部护罩之间的间隙