轉(zhuǎn)子和至少一個葉片的布置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子和至少一個葉片的布置。轉(zhuǎn)子和至少一個葉片為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的一部分。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)典型地包括用于氧化劑如空氣的壓縮機(jī)、用于燃燒壓縮空氣與燃料從而生成熱氣體的燃燒室，以及用于使熱氣體膨脹和收集機(jī)械功的渦輪。
[0003]渦輪具體具有導(dǎo)管和從殼體延伸到導(dǎo)管中的導(dǎo)葉，以及從轉(zhuǎn)子延伸到導(dǎo)管中的葉片。
[0004]為了將葉片連接于轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有座并且葉片具有根部(通常形狀類似樅樹)，其連接到座中以沿徑向固定葉片位置。此外，為了固定葉片的軸向位置，鎖定板提供成連接于轉(zhuǎn)子和葉片兩者。
[0005]由于根部經(jīng)歷高應(yīng)力并且可經(jīng)受高溫，例如，由于熱氣體從導(dǎo)管泄漏，故根部(但還有其它轉(zhuǎn)子和接近根部的葉片部分)需要冷卻。出于該原因，室通常設(shè)在根部與轉(zhuǎn)子之間(即，在根部下方)，并且此外，柄腔設(shè)在根部與葉片平臺之間(即，在葉片根部上方)。
[0006]冷卻空氣接著典型地經(jīng)由轉(zhuǎn)子的冷卻通道供應(yīng)到各個室中，并且冷卻空氣從室經(jīng)由根部的側(cè)部中凹入的通路供應(yīng)到各個柄腔中，即，在將葉片連接于轉(zhuǎn)子的葉片的部分中。
[0007]出于該原因，減小了根部與轉(zhuǎn)子之間的連接表面;這可引起根部中的增大的應(yīng)力。此外，由于通常冷卻通道在連接表面的末端部分中凹入，故根部的應(yīng)力可在連接表面軸向長度上為非均勻的。此外，由于用于將冷卻空氣從室供應(yīng)到柄腔中的通路由于它們凹入在根部中而具有嚴(yán)格約束，故它們的構(gòu)造不可針對冷卻優(yōu)化，使得除去熱可為非最佳的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的方面包括提供一種轉(zhuǎn)子和至少一個葉片的布置，其中根部中的應(yīng)力分布被優(yōu)化。
[0009]本發(fā)明的另一方面包括提供一種轉(zhuǎn)子和至少一個葉片的布置，其中從葉片根部周圍除去熱可被優(yōu)化。
[0010]這些和另外的方面通過提供根據(jù)所附權(quán)利要求的轉(zhuǎn)子和至少一個葉片的布置來獲得。
[0011]有利地，冷卻根部可與根部的機(jī)械約束分離。
【附圖說明】
[0012]另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將從布置的優(yōu)選但非排他的實(shí)施例的描述變得更顯而易見，該布置在附圖中經(jīng)由非限制性實(shí)例示出，在該附圖中:
圖1示意性地示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，
圖2示意性地示出了具有導(dǎo)葉和葉片的導(dǎo)管， 圖3和4示意性地示出了葉片，
圖5和6示意性地示出了鎖定板的實(shí)施例的正視圖和沿其線V1-VI的截面，以及圖7至9示意性地示出了鎖定板的不同實(shí)施例。
[0013]部件列表
I燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī) 2壓縮機(jī) 3燃燒室 4渦輪 5導(dǎo)管 6導(dǎo)葉 7殼體
8,8a,8b 葉片 9轉(zhuǎn)子 10根部 11平臺 12翼型件
15側(cè)壁 16軸向壁
17室
18柄腔 20鎖定板 22槽口 23切口
25肋條 26冷卻通道 28凸起
29凸起 30局部限制物 b槽口的高度 h槽口的寬度 A冷卻空氣 G熱氣體 R徑向軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照附圖，這些附圖示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)I，其具有用于氧化劑如空氣的壓縮機(jī)
2、其中燃料與壓縮氧化劑一起燃燒生成熱氣體G的燃燒室3，以及其中熱氣體膨脹來在燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)子上收集機(jī)械功的渦輪4。
[0015]渦輪4具有導(dǎo)葉6從殼體7延伸到其中并且葉片8，8a，8b從轉(zhuǎn)子9延伸到其中的導(dǎo)管5(通常具有環(huán)形形狀)。
[0016]轉(zhuǎn)子9承載不同級的多個葉片。例如，圖2示出了接近彼此的三級的葉片8a，8b，8。
[0017]圖3和4示出了葉片8。葉片8具有典型地形狀類似樅樹的根部10、連接于根部10的平臺11，以及從平臺延伸的翼型件12。
[0018]轉(zhuǎn)子9包括用于葉片8的根部10的座。具體而言，根部10具有側(cè)壁15，其與座的側(cè)壁互補(bǔ)和與側(cè)壁15之間的軸向壁16互補(bǔ)。
[0019]當(dāng)葉片8連接在座中時，室17設(shè)在根部10與轉(zhuǎn)子9之間(S卩，在根部下方)；此外，柄腔18設(shè)在根部10與平臺11之間。
[0020]此外，面對軸向壁16(作為優(yōu)選，面對壓縮機(jī)2的軸向壁16)的鎖定板20連接于轉(zhuǎn)子9和葉片8。鎖定板20具有邊界21a和相對側(cè)21b。
[0021]利用該連接，根部10(具有其樅樹構(gòu)造)沿徑向阻擋葉片8，并且鎖定板20沿軸向阻擋葉片8;葉片8因此固定于轉(zhuǎn)子9。
[0022]鎖定板20具有面對其連接的葉片8的根部10的其側(cè)部21b上的一個或更多個槽口22。槽口 22沿大致徑向方向延伸(軸線R識別渦輪4的徑向軸線)；大致徑向方向?qū)⒉恢荚谝韵拗品绞剑遣劭谶€可偏離嚴(yán)格的徑向方向，但大體上在徑向方向上發(fā)展(例如，見圖7和8)0
[0023]例如，圖5和6示出了具有兩個槽口22的鎖定板20，根據(jù)需要，任何其它數(shù)量的槽口22無論如何都是可能的。
[0024]作為優(yōu)選，至少一個槽口22面對根部10;這有助于冷卻根部，并且從根部周圍的區(qū)域除去可能的熱氣體泄漏。
[0025]此外，在優(yōu)選實(shí)施例中，多個槽口 22中的至少一些例如經(jīng)由切口 23連接在一起。在該情況下，切口 23優(yōu)選至少部分地面對室17;這有助于冷卻空氣從室17進(jìn)入到切口 23和槽口 22 中。
[0026]肋條25限定在槽口22之間。這些肋條增大了鎖定板20的剛性，并且有助于防止由離心力引起的鎖定板彎曲。
[0027]仍參照圖3和4，轉(zhuǎn)子9具有冷卻通道26，其通向各個室17，并且根部10具有面對鎖定板20的凸起28。凸起28限定面對鎖定板20的室17開口，以便預(yù)先限定從室17經(jīng)過進(jìn)入切口 23和槽口 22的冷卻空氣?？刂评鋮s空氣流的另一個可能性在于調(diào)整槽口 22的高度h或?qū)挾萣 ；又一個備選解決方案還為槽口 22的局部限制物30 ο自然地，控制冷卻空氣流的所有這些方式可彼此組合。
[0028]同樣地，根部10的相對端還可具有背對鎖定板20的凸起29，以便預(yù)先限定移出室17的冷卻空氣。例如，經(jīng)由由凸起29限定的開口從室17移出的該空氣前進(jìn)至其它葉片用于它們的冷卻。例如，參照圖2，葉片8a連接于冷卻通道26，而葉片Sb并未連接于類似于冷卻通道26的任何冷卻通道;在該情況下，葉片8b由經(jīng)由由凸起29限定的開口來自葉片8a的冷卻空氣冷卻。
[0029]凸起28和29中的各個優(yōu)選沿徑向延伸，不論如何，凸起28，29中的一個或兩個也可沿軸向或沿徑向/沿軸向延伸。
[0030]布置的操作從所述和所示為顯而易見的，并且大致如下。
[0031]在燃燒室中生成的熱氣體G穿過導(dǎo)管5，并且膨脹，同時將機(jī)械功率傳遞至葉片8，并且因此至轉(zhuǎn)子9。
[0032]參照圖3，在操作期間，冷卻空氣A經(jīng)由冷卻通道26進(jìn)入室17。冷卻空氣A從室17進(jìn)入槽口 22 (可能經(jīng)由切口 23 (在提供時))，并且進(jìn)入柄腔18，將其冷卻。
[0033]此外，冷卻空氣移出腔17，經(jīng)過凸起29，并且朝其它使用移動，如例如其它葉片的冷卻。
[0034]由于用于使冷卻空氣從室17前進(jìn)到柄腔18中的通路不設(shè)在根部10的側(cè)壁15上(或在其上至少具有小延伸)，而是由鎖定板20的槽口 22限定，故根部的應(yīng)力分布可優(yōu)化和減小。
[0035]此外，由于用于冷卻根部10和周圍區(qū)域的槽口22在鎖定板20中凹入，故槽口 22的構(gòu)造可根據(jù)根部10處和可能柄腔18處所需的冷卻來選定(但通常，柄腔18處的冷卻沒有根部10的冷卻繁重，并且通常不麻煩)。此外，由于冷卻空氣在根部10與鎖定板20之間經(jīng)過，故可越過鎖定板20并且達(dá)到根部10的熱氣體的可能泄漏由冷卻空氣稀釋，并且遠(yuǎn)離根部10抽吸到柄腔18中。
[0036]自然地，所述特征可與彼此獨(dú)立地提供。
[0037]實(shí)際上，使用的材料和大小可根據(jù)要求和現(xiàn)有技術(shù)水平按需要選擇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)子(9)和至少一個葉片(8)的布置，其中 所述葉片(8)包括根部(10)、平臺(11)和翼型件(12)， 所述轉(zhuǎn)子(9)包括用于所述根部(10)的座， 所述根部(10)具有側(cè)壁(15)，其與所述座的側(cè)壁互補(bǔ)和與所述側(cè)壁(15)之間的軸向壁(16)互補(bǔ)， 室(17)設(shè)在所述根部(10)與所述轉(zhuǎn)子(9)之間， 柄腔(18)設(shè)在所述根部(10)與所述平臺(11)之間， 面對至少一個軸向壁(16)的鎖定板(20)連接于所述轉(zhuǎn)子(9)和所述葉片(8)， 其特征在于，所述鎖定板(20)具有面對所述根部(10)的側(cè)部上的至少一個槽口(22)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述至少一個槽口(22)包括多個槽口(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述槽口(22)沿所述渦輪(4)的大致徑向方向(R)延伸。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布置，其特征在于，所述多個槽口(22)中的至少一些連接在一起。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的布置，其特征在于，至少多個槽口(22)經(jīng)由切口(23)連接在一起。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的布置，其特征在于，所述切口(23)至少部分地面對所述室(17)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的布置，其特征在于，肋條(25)限定在所述槽口(22)之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布置，其特征在于，所述根部(10)具有面對所述鎖定板(20)的至少一個凸起(28)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的布置，其特征在于，所述凸起(28)沿徑向延伸。10.—種用于固定燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)(I)的轉(zhuǎn)子(9)上的葉片(8)的軸向位置的鎖定板(20)，所述鎖定板(20)具有邊界(21a)和相對側(cè)(21b)，其特征在于，所述鎖定板(20)的至少一側(cè)(21b)具有至少一個槽口(22)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎖定板(20)，其特征在于，所述至少一側(cè)具有多個槽口(22)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鎖定板(20)，其特征在于，所述多個槽口(22)中的至少一些連接在一起。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鎖定板(22)，其特征在于，連接在一起的所述多個槽口(22)中的至少一些在其一端處連接。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鎖定板(20)，其特征在于，連接在一起的所述多個槽口(22)中的至少一些經(jīng)由切口( 23)連接。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鎖定板(20)，其特征在于，所述至少一個槽口(22)具有至少一個局部限制物(30)。
【專利摘要】公開了一種轉(zhuǎn)子(9)和至少一個葉片(8)的布置。葉片(8)包括根部(10)、平臺(11)和翼型件(12)。轉(zhuǎn)子(9)包括用于根部(10)的座。根部(10)具有側(cè)壁(15)，其與座的側(cè)壁互補(bǔ)和與側(cè)壁(15)之間的軸向壁(16)互補(bǔ)。室(17)設(shè)在根部(10)與轉(zhuǎn)子(9)之間。柄腔(18)設(shè)在根部(10)與平臺(11)之間。面對至少一個軸向壁(16)的鎖定板(20)連接于轉(zhuǎn)子(9)和葉片(8)。鎖定板(20)具有面對根部(10)的側(cè)部上的至少一個槽口(22)。
【IPC分類】F01D5/32
【公開號】CN105715307
【申請?zhí)枴緾N201510947402
【發(fā)明人】C.伯格, M.拉明格, C.迪迪安, C.布里考德, P.T.洛特, I.茨普卡金
【申請人】通用電器技術(shù)有限公司