[發明專利]一種用于燃氣渦輪機的葉輪的轂的可塑性變性的整流罩環

有效

• 申請號: 201780039186.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN109328267B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 托馬斯·阿蘭·德·蓋拉德;亞歷山大·伯納德·瑪麗·波伊松;克萊爾·瑪麗·菲格羅
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F01D11/00;F01D21/04;F01D5/06;F04D29/02;F01D5/22;F01D5/28;B64C11/14;F02C7/04
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 曾海艷

本發明公開了一種用于葉輪(80)的整流罩環(10)，包括軸向延伸的環形壁(10A)，該環形壁具有多個軸向延伸的槽(12)，每個所述槽(12)被設計成容納葉片(82)的前緣(82A)或后緣。

技術領域

本發明涉及一種用于葉輪的整流罩環、一種裝配有這種整流罩環的葉輪，以及一種裝配有這種葉輪的渦輪機。特別地，葉輪可以是渦輪噴氣式風扇，但不限于此。

背景技術

用于以密封方式限定葉輪內的葉片根部的氣體通道的結構，通常包括葉片間平臺和特別是在葉片的前緣和后緣處由每個平臺承載并與葉片接觸的墊圈。這種結構在專利FR2987086中已描述。

然而，仍然可以改進在葉片的前緣和/或后緣處的密封，其中幾何形狀特別復雜。因此在這個意義上存在需求。

發明內容

一個實施方式提供了一種用于葉輪的整流罩環，該整流罩環包括軸向延伸的環形壁，所述壁具有多個軸向延伸的槽，每個槽被配置成容納葉片的前緣或后緣。

術語“軸向延伸”自然地用于表示所討論的元件嚴格地平行于軸向延伸，或者實際上相對于軸向方向以小于45°的角度延伸。因此，在本文公開的含義中，截頭圓錐形的環形壁被稱為“軸向延伸”。

可以理解的是，該環在軸向方向、徑向方向和圓周方向上延伸。通常，軸向方向對應于葉輪的旋轉軸線的方向(或整流罩環的軸線的方向)，并且徑向方向是垂直于軸向方向的方向。圓周方向對應于描述圍繞軸向方向的環的方向。軸向、徑向和圓周方向分別對應于由圓柱坐標系的高度、半徑和角度限定的方向。

還可以理解的是，當沿軸向方向考慮時，所有槽都布置在環的同一側。

因此，通過將環布置在葉輪的葉片的前緣周圍或后緣周圍，每個前緣或后緣容納在槽中，氣體通道被可靠地限定而不會發生在葉輪的入口或出口處在每個葉片和整流罩環之間可能出現的泄漏。當然，葉片的前緣位于葉輪的入口(上游)旁邊，而葉片的后緣位于葉輪的出口(下游)旁邊。

在一些實施方式中，每個槽呈現葉片的前緣或后緣的輪廓的形狀。

這種形狀的槽使得該環能夠盡可能緊密地配合葉片的形狀，從而改善密封。

在一些實施方式中，槽間部分由復合材料制成，而環的其余部分由金屬材料制成。

應當理解的是復合材料是至少兩種不混溶的不同材料的組合，而金屬材料是金屬單質或金屬基合金。

當然，槽間部分是在兩個相鄰槽之間延伸的環的部分。例如，槽間槽由聚氨酯泡沫或蜂窩結構制成，該蜂窩結構具有由層(或外皮)覆蓋的并由鋁或聚(間苯二甲酰胺間苯二胺)(poly m-phenyleneisophthalamide)(也以通用商品名所知)制成的多孔體，所述層由金屬單質(例如鈦或鋁)或碳纖維復合材料制成。舉例來說，該環的其余部分由鈦或鋁制成。

當葉片變形時，例如由于吸入固體元件(例如鳥)，它可能與槽間部分接觸，并且它可能在圓周方向上使槽間部分變形。該接觸用于卸載葉片并限制葉片的任何偏轉，從而限制對葉片的潛在損壞。此外，對于更為關鍵的事件，諸如吸入重型鳥或丟失葉片，該接觸不再足以限制對葉片的損壞。在這種情況下，允許槽間部分的塑性變形用于將能量從葉片消散到槽間部分，從而限制對葉片的損壞。用于槽間部分的復合材料和用于環的其余部分的金屬材料的這種組合使得設計者能夠精確地調整槽間部分塑性變形的應力閾值(即塑性閾值)。

在一些實施方式中，每個槽間部分被配置成在受到大于或等于40kN±30％(四十千牛頓加或減百分之三十)的圓周力時塑性變形。

這確保了，在產生這種圓周力的某種預定的施加運動之外，與大振幅變形的葉片相鄰的槽間部分本身塑性變形。這使得該槽間部分能夠執行能量耗散功能，從而消散由葉片變形產生的能量并限制葉片的變形幅度。這用于限制葉片內的變形傳播。