专利名称：燃气涡轮发动机中的在冷却空气室和导向器之间的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃气涡轮发动机如飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机中的在冷却空气室如冷却空气源或平静室和导向器之间的连接装置。
背景技术：
在燃气涡轮发动机中，导向器处于很高的温度中，尤其是在燃烧室的下游，导向器有一些来自径向外室的冷却空气的流动腔，冷却空气一部分通过导向器上的孔散布到燃气流中，一部分排出到径向内室。
为了使冷却空气在连接处的损失和泄漏尽可能小，在这些室和导向器之间安装有一些连接装置，它们由端部密封安装在外壳的孔里或导向器孔里的一些金属管子组成。
在燃气涡轮发动机工作时，外壳尤其是导向器受热膨胀，并受到很大的振动，这就导致外壳孔和导向器孔之间相对错位和失调。
为了补偿这些相对的错位和失调，人们使用一些端部扩开的连接管子，使管子端部在外壳孔和导向器孔中呈现一种轻微的球头连接，为了保证整体足够的密封性，管子端部压装在孔里。
如果管子端部的压装限制了球头连接的可能性并在外壳孔和导向器孔内表面造成严重的磨损区域，从而导致管子端部的泄漏甚至导致连接管的损坏，那么这一办法也是不能令人满意的。
在EP-A2-1 164 250资料中，这一问题的解决办法是在每个连接管子的一端和导向器之间安装一个衬套，衬套有一个外部凸缘，凸缘可以在导向器的一个表面和安装在导向器上的环形件的一个表面之间滑动。
但是，这种解决办法也不能令人满意，因为它不能在不产生连接管子严重磨损的情况下有效地补偿外壳和导向器之间的相对旋转错位。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种简单的、经济的和有效的解决办法。
为此，本发明建议在燃气涡轮发动机如飞机的涡轮喷气发动机中的冷却空气室和导向器之间安装一个连接装置，该装置包括一些金属管子，管子的端部密封地滑动地安装在冷却空气室外壳的孔中和导向器的孔中，每个管子的一端嵌入带外凸缘的衬套，凸缘可以通过在两个垂直于上述导向器孔轴线的导向面之间滑动进行径向移位。外壳一侧的导向面固定在导向器上，另一个导向面相对于导向器可以轴向活动并与一个向外壳方向施力的回位装置相配合。
发明的装置可以吸收由燃气涡轮发动机工作造成的外壳孔和导向器孔之间的错位和失调，同时确保上述空气室和导向器之间流体连接的连续性以及避免管子端部的磨损和避免管子产生应力。
在每个管子处，空气室外壳和导向器之间的相对平移和旋转错位都可以通过衬套凸缘在导向器导向面之间的滑动和回位装置的弹性压缩进行补偿。回位装置可以是一个螺旋弹簧或者一个别氏弹簧垫圈。
因此并不是借助管子来补偿外壳和导向器之间的相对错位，这可以减少管子的磨损和延长管子的寿命。
其优点是管子安装在衬套里的一端有一个球缺状表面，它在衬套中可以滑动及向各个方向转动。管子的另一端也可以有一个在空气室外壳孔中可以滑动及向各个方向转动的球缺状表面。
发明的连接装置的衬套可以与按老技术生产的、端部扩开的管子相配合，这是非常经济的。
发明还涉及有至少一个上述装置的燃气涡轮发动机，如飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。
看了下面的举例性的而非限定某一型号的
以后，我们对该发明就会有更进一步的了解，更能看出它的其它特点和优点。
图1是通过几个按照以前的技术生产的连接装置与2个冷却空气室连接在一起的一个导向器的轴向部分剖面半视图；图2和图3是按照以前的技术生产的连接装置的轴向部分剖面图；图4至图8是按照发明生产的连接装置的轴向部分剖面图。
具体实施例方式
图1是燃气涡轮发动机中一个导向器10的轴向部分剖面半视图，导向器有中心线为14的环形径向内壁12和中心线为14的截锥形径向外壁16，外壁向中心线14的上游倾斜，在两壁之间有一个燃气流的环形空间18，燃气流来自燃气涡轮发动机的燃烧室(图上未表示出来)，在两壁之间径向伸展着叶片20。
每个叶片20都有一个用于来自导向器外壁16径向外侧供气室24的冷却空气循环的内腔22，冷却空气一部分通过叶片20的槽26散布到环形空间18，一部分排出到在导向器内壁12径向内室28。
叶片的内腔22通过由金属管30、32组成的连接装置分别与外室24和内室28相连。
外室24和叶片内腔22之间的空气管子30的端部密封地嵌入衬筒34和36，衬筒分别固定在导向器外壁16的孔中和供气室24的外壳38的孔中。
叶片内腔22和内室28之间的空气管子32的端部分别密封地嵌入导向器内壁12的孔40中和内室28的外壳44的环形凸肩的孔42中。
燃气涡轮发动机工作时，导向器10的热膨胀和燃气涡轮发动机马达的振动导致管子30、32在导向器10和内外室24、28的外壳之间产生相对的平移错位和旋转错位。
图2和图3是一个按现有技术制造的连接装置的轴向部分剖面图，在该装置中，管子30的一端50嵌入一个圆柱形衬套70，衬套外表面有一个径向凸缘72，凸缘可以在第一个导向面74和第二个导向面76之间滑动，第一个导向面在导向器外壁16上，与导向器孔以及固定衬筒36的轴线46垂直，第二个导向面在垫圈78上，与第一个导向面74平行，垫圈78与导向器外壁16的孔同轴并固定在外壁16上。
衬套70的外径小于垫圈78的内径及导向器孔的内径，凸缘72的外径小于导向器安装凸缘的凹槽80的内径，这样凸缘72就可以在导向面74和76之间滑动，衬套70可以在与轴线46垂直的平面上移动。
在每个管子处，空气室外壳和导向器之间的相对平移错位通过管子30的两端在固定衬筒36和衬套70中的滑动以及衬套的凸缘72在导向器的导向面74和76之间的滑动被补偿了。
然而，空气室外壳和导向器之间的相对旋转错位则通过管子30的两端在固定衬筒36和衬套70中的转动被补偿了，这导致管子两端的严重磨损。
图4至图8是按照发明生产的连接装置的轴向部分剖面图。在该装置中，一个与导向器外壁16的孔同轴的环形垫圈86轴向活动地安装在外壁孔中，安装在垫圈86径向内侧的环形表面和导向器凹槽底部90之间的回位弹簧88的力作用到环形垫圈上，弹簧88向空气室外壳的固定衬筒36方向压垫圈86以便压紧垫圈86和固定垫圈78之间的径向凸缘72。
回位弹簧88在图4中是一个螺旋弹簧，在图5中是一个别氏弹簧垫圈。垫圈86的内缘有一个圆柱形内部径向凸肩92，当回位弹簧压缩时，凸肩给弹簧定位和导向。
垫圈86的内径与导向器孔的内径和垫圈78的内径差不多一样。
在每个管子处，空气室外壳和导向器之间的相对错位，通过衬套的凸缘72在导向器的导向面74和76之间的滑动(如图6所示)和/或通过回位弹簧88的压缩(如图7和图8所示)被补偿了。
在图7中，空气室外壳按箭头94向导向器方向移动，移动距离96通过垫圈86向导向器的移动和回位弹簧88在垫圈86和导向器底部90之间的压缩补偿。
在图8中，导向器孔的轴线46相对于固定衬筒36的轴线46偏移了一个α角，该角偏移通过垫圈86向导向器的移动和回位弹簧88的压缩进行补偿，衬套70仍与衬筒36的轴线为中心，而它的凸缘72则在垫圈78和86之间斜向延伸。
作为变型，衬套70可以安装在管子的嵌入外壳固定衬筒36的端部。
新发明的连接装置也可以安装在导向器10和内室28的外壳44之间。
一般来说，新发明的连接装置可以吸收空气室外壳和导向器之间的相对错位，只要相对错位小于凸缘72的移动行程和/或小于弹簧88的压缩行程，管子30扩开的或球形的端部在衬筒36中以及在衬套70中就不会有滑动或旋转。因此就避免了管子30的端部50的磨损，只有在空气室外壳和导向器之间的相对错位大于上述凸缘的移动行程和/或大于回位弹簧的压缩行程时，管子的端部50才有可能发生旋转和/或滑动。
因此，新发明的连接装置有能力吸收空气室外壳和导向器之间的相对较大的错位，同时保证空气室外壳和导向器之间流体连接的连续性，并将连接管子的磨损和管子所受到的应力减到最小。
权利要求
1.燃气涡轮发动机如飞机的涡轮喷气发动机的导向器(10)和冷却空气室(24，28)之间的连接装置，该装置包括一些金属管子(30)，其端部密封地滑动地安装在空气室外壳(38，44)的孔中和导向器(10)的孔中，管子(30)的一端嵌入衬套(70)中，衬套有一个可以在两个导向面(74，76)之间滑动的径向外部凸缘(72)，导向面在导向器(10)上并与孔的轴线(46)垂直，外壳(38，44)一侧的导向面(76)固定在导向器(10)上，而另一个导向面(74)相对于导向器(10)是可以径向活动的并与一个向外壳(38，44)方向施力的回位装置(88)相配合。
2.要求1中所说的连接装置，其回位装置(88)是一个螺旋弹簧或一个别氏弹簧垫圈。
3.要求1或2中所说的连接装置，管子(30)的安装在衬套(70)中的一端(50)有一个球缺状表面，它在衬套中可以滑动及向各个方向转动。
4.上述3项要求之一中所说的装置，管子(30)的另一端(50)有一个球缺状表面，它可以在空气室外壳(38，44)的孔中滑动及向各个方向转动。
5.燃气涡轮发动机，如飞机的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机，至少有一个上述4项要求之一中所说的连接装置。
全文摘要
燃气涡轮发动机中的在冷却空气室和导向器之间的连接装置包括一些金属管子(30)，管子的两端密封地安装在外壳的孔中和导向器的孔中，每个管子的一端嵌入带有外凸缘(72)的衬套中，凸缘可以在导向器上的两个表面之间滑动，外壳一侧的导向面固定在导向器上，另一个导向面相对于导向器是可以径向活动的并与一个向外壳方向施力的回位装置(88)相连。
文档编号F02C7/18GK1837589SQ20061006581
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月23日 优先权日2005年3月23日
发明者亚历山大·德维克斯, 萨比恩·伯蒙德 申请人:斯奈克玛