用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103133060A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103133060103133060A(43)申请公布日2013.06.05(21)申请号201110382544.5(22)申请日2011.11.25(71)申请人中航商用航空发动机有限责任公司地址201109上海市闵行区虹梅南路5696号101室(72)发明人顾伟陈潇朱亚涛邓双国林蕾苏伟王志强(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人楼仙英徐年康(51)Int.Cl.F01D11/16(2006.01)F01D25/14(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法(57)摘要一种用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法，其包括：(a)检测涡轮机匣的温度的步骤；(b)检测涡轮转子的转速的步骤；(c)输送燃油到涡轮机匣并进行冷却的步骤；(d)根据涡轮机匣的温度、涡轮转子的转速计算得到对应的涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间的实际间隙，若计算得到的实际间隙未处于预设的目标间隙的范围内，则控制步骤(c)中输油管路的燃油的流量以将实际间隙限制在目标间隙的范围内的步骤。由于采用燃油进行机匣冷却，燃油在流动过程中压力损失较小，并且经过换热之后进入燃烧室进行燃烧，因此不会带来推力损失。CN103133060ACN1036ACN103133060A权利要求书1/2页1.一种用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法，其包括：(a)检测所述涡轮机匣的温度的步骤；(b)检测所述涡轮转子的转速的步骤；(c)输送燃油到所述涡轮机匣并进行冷却的步骤；(d)根据所述涡轮机匣的温度、所述涡轮转子的转速计算得到对应的所述涡轮机匣和所述涡轮转子叶片的叶尖之间的实际间隙，若计算得到的所述实际间隙未处于预设的目标间隙的范围内，则控制步骤(c)中所述输油管路的燃油的流量以将所述实际间隙限制在所述的目标间隙的范围内的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述实际间隙以C实际＝C原始+ΔL(T涡轮机匣)-ΔL(N)-ΔL(T排气)公式进行计算，其中，C实际表示所述涡轮机匣和所述涡轮转子叶片的叶尖之间的实际间隙，C原始为装配时所述涡轮机匣和所述涡轮转子叶片的叶尖之间的冷态间隙，ΔL(T机匣)为所述涡轮机匣因温度变化而产生的径向变形量，ΔL(N)为所述涡轮转子因离心力而产生的变形量，ΔL(T排气)为所述涡轮转子因发动机排气温度而产生的径向热变形量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涡轮机匣为高压涡轮机匣或低压涡轮机匣。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述控制步骤(c)中所述输油管路的燃油的油量是通过调节设置在所述输油管路上的流量控制阀来控制的。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤(a)是通过温度传感器进行检测的。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤(b)是通过转速传感器进行检测的。7.一种燃气涡轮发动机，其包括：涡轮转子；涡轮机匣，其包围所述涡轮转子并与所述涡轮转子叶片的叶尖限定间隙；输油管路，其布置于所述涡轮机匣的环形腔内，使得油箱中的燃油被输送到所述涡轮机匣中进行冷却；温度传感器，其用于检测所述涡轮机匣的温度；转速传感器，其用于检测所述涡轮转子的转速；流量控制阀，其用于控制所述输油管路的燃油流量；以及控制器，其电连接于所述温度传感器、转速传感器和流量控制阀，用于接收所述温度传感器的温度和所述转速传感器的转速，并且，根据所述涡轮机匣的温度、所述涡轮转子的转速计算得到对应的所述涡轮机匣和所述涡轮转子叶片的叶尖之间的实际间隙，若计算得到的实际间隙未处于预设的目标间隙的范围内，则控制所述流量控制阀以将所述实际间隙限制在所述目标间隙的范围内。8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其中，所述涡轮机匣包括高压涡轮机匣和低压涡轮机匣。9.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机，其中，所述输油管路包括将燃油从所述油箱输送到所述燃烧室的输油干路、将燃油输送到高压涡轮机匣的第一输油支路以及将燃油2CN103133060A权利要求书2/2页输送到低压涡轮机匣的第二输油支路，其中，所述第一输油支路、第二输油支路的输入端和输出端均分别连接于输油干路。3CN103133060A说明书1/5页用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法技术领域[0001]本发明涉及用于控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的方法。背景技术[0002]控制涡轮机匣和涡轮转子叶片的叶尖之间间隙的主要方法是通过控制涡轮机匣的热变形，以将涡轮叶片与涡轮机匣之间的间隙控制在较为合适的范围内。比较粗略的