[發明專利]用于包括自支承轉子罩殼的渦輪發動機的轉動組件

有效

• 申請號: 201580062098.6
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN107002690B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 蓋爾·弗雷德里克·克勞德·西里爾·埃萬;皮埃爾-路易斯·亞歷山大·卡洛斯;克萊爾·夏洛特·格里萊奧;馬修·路易斯·讓·勒杜克;大衛·馬爾薩勒
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機;賽峰集團陶瓷
• 主分類號: F04D13/06
• 分類號: F04D13/06;F04D15/00
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;桑麗茹

本發明涉及一種用于渦輪發動機的轉子組件，該轉子組件包括：轉子，該轉子具有兩個連續轉子級(10a、10b)和環形轉子罩殼(50)，這兩個連續轉子級裝配有多個可動葉片(20)，而該環形轉子罩殼連接兩個連續轉子級；定子，該定子包括定子級(11)和環形定子環部(60)，該定子級設有多個固定葉片(30)并且設置在兩個轉子級之間，而該環形定子環部安裝在固定葉片上。轉子罩殼或定子環部具有至少一個刮擦件(51)，該至少一個刮擦件設計成與轉子罩殼和定子環部的另一個上的可磨耗軌道(62)協配，以使得該轉子罩殼在其上游或下游端部的至少一個處包括斜向接觸部分(154)，該斜向接觸部分抵靠在對應轉子級的斜向承載表面(173a)上，且該承載表面是突部(173)的從對應轉子級的基部部分(127)延伸的外表面。

技術領域

本發明涉及一種用于渦輪發動機、較佳地具有渦輪機類型的渦輪發動機的轉子組件，以使得更佳地控制兩個同軸部件之間的徑向游隙。本發明主要聚焦于飛行器渦輪噴氣發動機的領域，但也可通常適用于任何類型的渦輪發動機，而不管是否是在航空領域中。

現有技術

在渦輪發動機的渦輪機中，轉子由空氣流驅動，該空氣流在轉子葉片處膨脹，在此種情況下，將該空氣流的其中一些能量放棄至后者。然而，通常清楚地是，通常稱為“旁路”的其中一些空氣流圍繞葉片的內部和外部平臺流動并且因此并不在葉片處膨脹，由此降低渦輪機的性能。

為了限制避開葉片的無效空氣循環，轉子的可動葉片的頂端通常裝配有刮擦件，這些刮擦件適合于刻劃由定子所帶有的可磨耗材料的軌道，以確保在可動葉片的頂端處的流密封。對于固定葉片設置類似的裝置(或噴嘴)：稱為“迷宮式罩殼”的罩殼實際上設置在可動葉片的兩個葉輪之間并且具有適合于刻劃由固定葉片的根部所帶有的可磨耗材料的軌道的刮擦件，以確保在固定葉片的根部處的流密封。

然而，為了使得該系統高效，重要的是使得將可磨耗軌道的刮擦件分開的徑向游隙最小。如今，渦輪機中普遍存在的高且均勻溫度，一些元件的差異膨脹現象會出現并且改變一些部件之間、具體地說的是由不同材料制成的或者或多或少地位于空氣流附近且由此或大或小地經受高溫的那些部件之間的游隙。例如，迷宮式罩殼的徑向移位小于固定葉片的徑向移位：因此，注意到將刮擦件分開的游隙會增大，這些刮擦件由通過固定葉片所帶有的可磨耗軌道的迷宮式罩殼所帶有，并且因此還注意到旁路循環會增大并且渦輪機的性能會降低。

為了解決此種問題并且糾正操作中的這些游隙，閥系統允許冷空氣能沿著渦輪機殼體的外壁循環，以冷卻該殼體并且由此控制該殼體的膨脹，這對于徑向游隙有影響，其中固定葉片固定于該殼體。然而，此種系統具有這樣的缺點：收集相當量的新鮮空氣，而該新鮮空氣由此無法用于渦輪發動機的其它設備。

當前渦輪機的另一缺點在于：在迷宮式罩殼或具有可磨耗軌道的環部以及它們所安裝在其上的部件之間出現的差異膨脹會在這些部件之間的界面處產生顯著的機械應力，從而導致過早損壞并且由此縮短它們的使用壽命。

因此，實際上需要一種用于渦輪發動機的轉子組件，該轉子組件至少部分地避免上述已知構造所固有的缺點。

發明內容

本發明涉及一種用于渦輪機或壓氣機類型的渦輪發動機的轉子組件，該轉子組件包括：轉子，該轉子包括至少兩個相繼的轉子級和轉子罩殼，這兩個相繼的轉子級裝配有多個可動葉片，且該轉子罩殼是環形的并且連接所述兩個相繼的轉子級；定子，該定子包括至少一個定子級和定子環部，該至少一個定子級裝配有多個固定葉片，這些固定葉片設置在所述兩個相繼轉子級之間，且該定子環部是環形的并且安裝在所述固定葉片上；其中，轉子罩殼和定子環部中的其中一個元件具有至少一個刮擦件，該至少一個刮擦件構造成與由所述元件中的另一個所帶有的可磨耗軌道協配；該轉子罩殼在其上游和下游端部的每個處包括軸向型接觸部分或者斜向型接觸部分，該軸向型接觸部分在對應轉子級的止擋件下方延伸，而該斜向型接觸部分抵靠在對應轉子級的斜向支承表面上。