用于涡轮喷嘴的用于密封和重新注入旁路流的装置的制作方法

本发明涉及尤其用于飞行器推进单元的涡轮发动机涡轮的领域。

背景技术：

1、传统的涡轮发动机涡轮包括一个或多个级，每个级由喷嘴和配备有平台的可移动轮形成，平台之间径向限定出用于流体流动的主流动路径。一个级的喷嘴被构造为使流体加速并使流体在同一级的可移动轮的轮叶的方向上偏转，以驱动轮叶旋转。

2、为了降低倾向于绕过这种喷嘴流出主流动路径的流动路径流体的流量，已知在喷嘴的根部安装密封装置，如文献fr3027343a1中所述。

3、旁路流体，通常称为“旁路”，经过这种密封装置，返回到主流动路径，同时产生混合损失，从而降低涡轮的性能和效率。

技术实现思路

1、为了提高涡轮发动机涡轮的性能和效率，本发明的目的是一种涡轮发动机喷嘴，该涡轮发动机喷嘴围绕纵向轴线延伸并且包括平台、相对于纵向轴线从平台向外径向延伸的叶片、从平台径向向内延伸的主凸缘，耐磨元件和承载耐磨元件的支撑元件，支撑元件包括连接到所述主凸缘的凸缘，耐磨元件旨在布置成与由涡轮发动机的转子承载的两个刮擦部相对，并且两个刮擦部之间限定有刮擦部间腔。根据本发明，喷嘴包括重新注入管道，重新注入管道包括入口和出口，所述入口被构造成通入刮擦部间腔中，所述出口形成在支撑元件的凸缘的径向外端部处并且被构造成通入在喷嘴的下游轴向延伸的腔中，重新注入管道包括在支撑元件的凸缘中延伸的部段。

2、在运行中，旁路流体进入刮擦部间腔。在刮擦部间腔和喷嘴下游的腔(连接到主流动路径)之间的压差作用下，一部分旁路流体穿过重新注入管道。

3、管道的出口在支撑元件的凸缘的径向外端部处的定位允许将旁路流体在径向上靠近主流动路径处重新注入主流动路径。

4、因此，本发明使得能够减少混合损失，这允许提高涡轮的性能和效率。

5、本发明还允许简化喷嘴的制造，特别是重新注入管道的机加工。

6、优选地，所述重新注入管道的所述部段是直的。

7、在一个实施例中，重新注入管道包括穿过耐磨元件的入口部段。

8、优选地，该入口部段是直的。

9、一般来说，在重新注入管道中存在直的部段允许简化重新注入管道的机加工。

10、在一个实施例中，入口部段限定了垂直于所述出口方向的入口方向，或者与出口方向形成接近90°的角度。

11、在一个实施例中，重新注入管道包括轴向延伸的出口部段。

12、因此，出口部段的轴向定向允许将旁通流体重新注入主流动路径中，从而最小化与在主流动路径中流通的流体的混合损失。

13、重新注入管道的出口部段可以具有平行于纵向轴线的出口方向，以便最大化重新注入流的速度的轴向分量。

14、替代地，出口方向可以相对于纵向轴线倾斜，使得出口部段沿轴向和径向两者延伸。在这种情况下，在穿过纵向轴线和穿过出口方向与重新注入管道出口部段的交点的平面中考虑，出口方向和纵向轴线之间的角度优选相对较小，例如小于20°，使得与重新注入流的速度的轴向分量相比，径向分量相对较小。

15、在一个实施例中，重新注入管道的所述出口部段相对于纵向轴线切向延伸。

16、出口部段的切向定向允许将旁路流体重新注入主流动路径，同时增加从重新注入管道出来的流体的速度的切向分量，其中从重新注入管道出来的流体的旋转方向与主流动路径中流通的流体主流相同。

17、这允许进一步减少混合损失，从而提高涡轮的性能和效率。

18、在一个实施例中，重新注入管道的出口部段具有朝向出口减小的截面。

19、因此，出口部段可以形成朝向出口会聚的腔，从而允许加速从重新注入管道出来的流。

20、优选地，出口部段的横截面以单调的方式朝向出口减小。

21、在一个实施例中，支撑元件的凸缘包括下游表面和如下的元件，该元件从该下游表面突出并形成重新注入管道的出口部段。

22、该元件可以是固定在所述凸缘上或与所述凸缘一体制成一体件的元件。

23、在一个实施例中，支撑元件连接到所述主凸缘，从而使得支撑元件能够相对于该主凸缘径向移动。

24、在一个实施例中，支撑元件的所述凸缘是下游凸缘，支撑元件包括上游凸缘，喷嘴的所述主凸缘在支撑元件的上游凸缘和下游凸缘之间轴向延伸。

25、在一个实施例中，喷嘴包括紧固在支撑元件的下游凸缘上的热保护金属板。

26、在该实施例的变型中，喷嘴还包括紧固在支撑元件的上游凸缘上的另一热保护金属板，使得重新注入管道在这两个金属板之间轴向延伸。

27、在一个实施例中，叶片具有后缘，后缘限定出线，重新注入管道的出口在该线的延续部分中延伸。

28、换言之，重新注入管道的出口可以设置在叶片后缘的尾迹中，基本上与叶片后缘成一直线。

29、叶片后缘尾迹中的压力低于周向相邻区域(即在两个相邻叶片的后缘之间周向延伸)中的压力。

30、将重新注入管道的出口定位在叶片后缘的尾迹中，使得能够增加管道的入口和出口之间的压差。

31、在一个实施例中，密封装置的支撑元件是环形的。

32、本发明的另一个目的是一种用于涡轮发动机的涡轮，该涡轮包括如上文所述的喷嘴。

33、在一个实施例中，涡轮是低压涡轮。

34、在一个实施例中，涡轮包括在喷嘴的下游轴向延伸的可移动轮，可移动轮包括扰流器，喷嘴的重新注入管道的出口沿径向在所述扰流器的上方开口。

35、本发明的另一个目的是一种用于飞行器推进系统的涡轮发动机，包括这样的涡轮。

36、根据另一个方面，本发明的目的是一种用于制造如上文所述的喷嘴的方法。

37、在一个实施例中，该方法包括对密封装置的支撑元件进行机加工以形成重新注入管道的步骤。

38、本发明的其他优点和特征将在阅读以下详细的、非限制性的描述后显现。

技术特征：

1.涡轮发动机(2)的喷嘴(17)，所述喷嘴围绕纵向轴线(a1)延伸且包括平台(25)、相对于所述纵向轴线(a1)从所述平台(25)向外径向延伸的叶片(26)、从所述平台(25)径向向内延伸的主凸缘(27)、耐磨元件(30)和承载所述耐磨元件(30)的支撑元件(31)，所述支撑元件(31)包括连接到所述主凸缘(27)的凸缘(37)，所述耐磨元件(30)旨在被布置成与由所述涡轮发动机(2)的转子承载的两个刮擦部(32)相对，所述两个刮擦部之间限定有刮擦部间腔(43)，其特征在于，所述喷嘴包括重新注入管道(40)，所述重新注入管道包括：入口(41)和出口(47)，所述入口被构造成通向所述刮擦部间腔(43)，所述出口形成在所述支撑元件(31)的所述凸缘(37)的径向外端部并且构造成通向在所述喷嘴(17)的下游轴向延伸的腔(51)，所述重新注入管道(40)包括在所述支撑元件(31)的凸缘(37)中延伸的部段(49)。

2.根据权利要求1所述的喷嘴(17)，其中，所述重新注入管道(40)的所述部段(49)是直的。

3.根据权利要求1或2所述的喷嘴(17)，其中，所述重新注入管道(40)包括穿过所述耐磨元件(30)的直入口部段(46)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴(17)，其中，所述重新注入管道(40)包括出口部段(50)，所述出口部段轴向地且优选地相对于所述纵向轴线(a1)切向地延伸。

5.根据权利要求4所述的喷嘴(17)，其中，所述支撑元件(31)的凸缘(37)包括下游表面和以下元件(39)，所述元件从所述下游表面突出并形成所述重新注入管道(40)的出口部段(50)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的喷嘴(17)，其中，所述支撑元件(31)的所述凸缘(37)是下游凸缘，所述支撑元件(31)包括上游凸缘(36)，所述喷嘴(17)的所述主凸缘(27)在所述支撑元件(31)的上游凸缘(36)和下游凸缘(37)之间轴向延伸。

7.根据权利要求6所述的喷嘴(17)，所述喷嘴包括紧固在所述支撑元件(31)的所述下游凸缘(37)上的热保护金属板(65)，以及优选地，包括紧固到所述支撑元件(31)的上游凸缘(36)上的另一热保护金属板(67)，使得所述重新注入管道(40)在这两个金属板(65，67)之间轴向延伸。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的喷嘴(17)，其中，所述叶片(26)具有后缘，所述后缘限定出线，所述重新注入管道(40)的出口(47)在所述线的延续部分中延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的喷嘴(17)，其中，所述支撑元件(31)连接到所述主凸缘(27)，以使所述支撑元件和所述主凸缘能够相对于彼此进行相对径向运动。

10.一种用于涡轮发动机(2)的涡轮(9)，包括根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴(17)。

11.根据权利要求10所述的涡轮(9)，包括在所述喷嘴(17)的下游轴向延伸的可移动轮(16)，所述可移动轮(16)包括扰流器(60)，所述喷嘴(17)的所述重新注入管道(40)的出口(47)沿径向在所述扰流器(60)的上方开口。

12.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴(17)的方法，包括对所述支撑元件(31)进行机加工以形成所述重新注入管道(40)的步骤。

技术总结
本发明涉及一种涡轮(9)，包括连接到具有径向自由度的喷嘴(17)的密封装置(18)。密封装置(18)包括重新注入管，该重新注入管被构造成收集存在于腔(43)中的流体，该腔位于舌片之间并且由密封装置(18)形成，并且被构造成以具有大轴向分量的速度将以这种方式收集的流体重新注入主管道(11A)中。

技术研发人员：杰罗姆·克劳德·乔治·莱蒙尼尔,弗兰克·戴维·博伊斯诺特,安托万·布鲁诺·范诺尔特
受保护的技术使用者：赛峰飞机发动机公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16