[發明專利]燃氣輪機定子

有效

• 申請號: 201880065364.4
• 申請日: 2018-10-03
• 公開（公告）號: CN111655973B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: V·A·庫茲涅科夫;V·K·西切夫;V·M·亞澤夫
• 申請（專利權）人: 聯合發動機制造集團股份公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 殷玲;吳鵬

本發明涉及應用于航空領域的燃氣渦輪發動機的燃氣輪機定子。在燃氣輪機定子的外殼體中安裝有剖分式蜂窩環(被制成為雙層環)的區段，在區段的前后軸向端上具有支承元件。在本發明中，區段的面向外殼體的層被制成為在平面中呈U形，支承元件被制成為沿著周邊均勻地分布的單獨的旋轉體，并且在氣流方向上的前支承元件的幾何尺寸是后支承元件的1.1至1.5倍。因此，具有上述特征的所提出的發明的實施與要求保護的發明的已知特征相結合能夠在不損害渦輪機效率的情況下減輕燃氣輪機的定子的重量并提高其可靠性。

技術領域

本發明涉及應用于航空領域的燃氣渦輪發動機的燃氣輪機定子。

背景技術

現有技術公開了一種燃氣輪機定子，其包括渦輪機的外殼體以及由片狀材料層制成的區段型(扇形)剖分式(分割式)蜂窩環，區段/扇區的(在氣流方向上的)前部部分是單層，區段的中央部分為雙層，區段/扇區的后部部分為三層(2014年12月10日公開的專利RU2534669，IPC F01D25/24)。這種設計的缺點是重量大。

最接近要求保護的發明的是一種燃氣輪機的定子，在該定子的外殼體中，剖分式蜂窩環的區段被制成雙層，在區段的前后軸向端具有支承元件(2014年11月27日公開的專利RU 2534333，IPC F01D 25/24)。

用作原型的已知設計的缺點是其重量大，這損害了飛機燃氣渦輪發動機的性能。

發明內容

通過本發明解決的技術問題在于在不損害渦輪機效率的情況下提高可靠性并減少燃氣輪機定子重量。

該技術解決方案的實質在于，在燃氣輪機定子中，在其外殼體中，剖分式蜂窩環(被制成為雙層環)的區段在區段的前后軸向端上具有支承元件，根據本發明，區段的面向外殼體的層被制成為在平面中呈U形，支承元件被制成為沿著周邊均勻地分布的單獨的旋轉體，并且(在氣流方向上的)前支承元件的幾何尺寸是后支承元件的1.1至1.5倍。

此外，根據本發明，支承元件被制成為截錐體。

使蜂窩體區段的面向渦輪機殼體的層在平面中呈U形一般而言能夠大幅減輕區段和燃氣輪機定子的重量，而不會增加區段外側的氣體雜散泄漏。

將支承元件制成為沿著周邊均勻地安置的分離的旋轉體能夠使支承元件的重量最小化，并將重量最小化與設計的高可靠性結合。

將支承元件制成為截頭錐體能夠增加用于將支承元件與蜂窩區段根部實體聯接(例如，焊接或釬焊)的表面積，這提高了區段和燃氣輪機定子的可靠性。

使(在氣流方向上的)前支承元件的幾何尺寸是后支承元件的1.1至1.5倍提高了蜂窩體區段的可靠性，因為前支承元件使前噴嘴葉片的鎖定環在徑向方向上固定并且位于溫度比后支承元件高的區域中，后支承元件上的徑向負載僅等于蜂窩環區段的重量。

在幾何尺寸比＜1.1時，支承元件和蜂窩體區段的重量增加；在幾何尺寸比＞1.5時，由于后支承元件的幾何尺寸過度減小，蜂窩體區段的可靠性降低。

附圖說明

圖1示出了燃氣輪機定子的縱向截面圖；圖2示出圖1的視圖A；圖3：圖1的視圖B，圖4：圖2的視圖В。

具體實施方式

燃氣輪機的定子1包括外殼體2，在外殼體2中，在沿著氣流5的前噴嘴葉片3和后噴嘴葉片4之間安裝有剖分式蜂窩環7的區段6。區段6由兩層金屬板制成，內層8是實心的，而面向外殼體2的外層9被制成在平面中呈U形。在區段6的前端10和后端11上，安裝有被制成為沿著周邊均勻地分布的旋轉體(例如，截頭圓錐體)的前支承元件12和后支承元件13。前支承元件12鎖住鎖定環14以防止徑向位移，因此，前支承元件12被制成為是僅承受區段6自身載荷的后支承元件13的1.1至1.5倍(就幾何尺寸而言)。支承元件12和13的幾何相似性使得它們的制造成本降低。

該設備的操作如下。