[發明專利]用于航空器發動機的燃氣渦輪發動機

有效

• 申請號: 201280038720.6
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN104024579A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 保羅·卡爾扎
• 申請（專利權）人: GE亞飛歐有限責任公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D25/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李靜

技術領域

本發明涉及一種用于航空器（飛機，aircraft）發動機的燃氣渦輪機定子。

背景技術

在用于航空器發動機的燃氣渦輪機的領域中，長期以來認識到對通過減小重量而盡可能提高性能的需要。終于，一方面，這導致了定子的結構越來越多地承受應力（即，葉片上的高流體動力載荷），并且另一方面，導致了定子的結構具有越來越小的厚度輪廓，并因此不可避免地具有較低的剛度（撓曲剛度和抗扭剛度）。

已經發現，定子葉片陣列的降低的剛性已不可避免地導致了渦輪機的結構在一定的功能條件下不穩定。

已可通過實驗證明，這種不穩定性是由于對氣動彈性現象的明顯敏感性，所述氣動彈性現象源自于一級葉片之間的相互的氣動干擾、且隨之而來的是觸發運動或振動狀態（被稱為“顫振（flutter）”）。該顫振對葉片施加應力，導致它們進入結構性臨界條件，并且產生噪聲發射。

由于這些問題，定子葉片陣列被局部地增強或者被制造得更剛性，但是不可避免地以重量的增加為代價，并且在任何情況下，幾何形狀/構造的可接受性妥協于空氣動力性能方面，并且因此妥協于效率方面。

專利申請EP-A-2075413（與權利要求1的前序部分相對應）教導了優化定子陣列的翼型（aerofoil，機翼）。特別地，該陣列包括可彼此不同的翼型。但是，EP-A-2075413中提出的解決方案對于零件組裝不是很理想，因為這些部件數量眾多、并且彼此不同。換句話說，由于各自被制造得具有不同的幾何特征，所以這些部件需要專用的存儲和處理系統以及不同的識別碼。另外，在組裝步驟中，可取的是提供適當的參考和定位系統以如通過設計所設定地，將各個翼型安裝在正確的位置中。

此外，在EP-A-2075413中，從顫振穩定化的觀點來看，翼型沿圓周方向的特定類型的交替不是最優的，因為它在葉片陣列中產生明顯的不對稱性。

發明內容

本發明的目的是提供一種定子，其具有使得能夠以簡單和廉價的方式解決上述問題的結構性特征。

根據本發明，用于航空器發動機的燃氣渦輪機定子如權利要求1中所限定地制成。

附圖說明

現在將參考附圖描述本發明，附圖中示出了一些非限制性實施例，其中：

圖1示意性地且基本上以塊的方式示出了裝備有根據本發明原理制成的多個葉片扇區部的燃氣渦輪機的定子；

圖2和3分別以更大比例示出了圖1中定子的葉片扇區部的第一優選實施例的透視圖以及沿圖2的線III-III截取的截面視圖；

圖3a和3b類似于圖3，并且分別示出了沿圖2的線IIIa-IIIa和線IIIb-IIIb截取的截面視圖。

圖4和5類似于圖2和3，并且分別以更大的比例示出了圖1中定子的葉片扇區部的第二優選實施例的透視圖以及沿圖4的線V-V截取的截面視圖；以及

圖6和7類似于圖2和3，并且分別以更大的比例示出了圖1中定子的葉片扇區部的第三優選實施例的透視圖以及沿圖6的線VII-VII截取的截面視圖。

具體實施方式

在圖1中，標號1作為整體表示用于航空器發動機的燃氣渦輪機級（未示出）的定子（部分地示出）。

定子1包括由彼此相鄰地布置的多個定子葉片扇區部2形成的陣列或環1b，所述多個定子葉片扇區部相對于陣列1b的軸線1a同軸，并且每個定子葉片扇區部均包括內彎曲部分3、外彎曲部分4和至少兩個中間徑向葉片5，所述至少兩個中間徑向葉片在一端處整體地連接于內彎曲部分3、并且在其另一端處整體地連接于外彎曲部分4，以便與部分3和4一起形成一體地制成的整體式扇區部2。

部分3和部分4圍繞軸線1a像圓的圓弧那樣地延伸，并且如上所述地分別在圓周方向上擱置抵靠和/或連接于相鄰扇區部2的部分3和4：綜合起來，部分3由此形成內環形端壁3a，并且部分4由此形成外環形端壁4a（圖1）。明顯的是，端壁3a和4a在它們之間徑向地界定一環形通道，該環形通道引導渦輪機中的氣體流動并且容納葉片5。

具體參照圖2和3，每個扇區部2包括兩個系列的葉片5，并且具體地，包括3個葉片5a和3個葉片5b，所述兩個系列的葉片在幾何形狀和尺寸方面彼此不同并且一個系列的葉片與另一個系列的葉片交替布置。可替換地，根據未示出的變型，每個葉片扇區部2僅包括一個葉片5a和僅一個葉片5b。