具有可分离的复合叶片的复合增压器转轴制造技术

技术编号:14655600 阅读:204 留言:0更新日期:2017-02-16 19:49
根据本实施例或其方面,提供了一种具有可分离的复合叶片(50)的复合增压器转轴(31)。叶片(50)从转轴(31)的内圆周内沿径向插入,并且向外延伸穿过转轴。系统提供了相比于现有技术的金属或复合物/金属组合系统减轻重量的组件。此外,叶片为可分离的,这导致优于完全集成的系统的更可现场服务的组件,在该完全集成的系统中,叶片和转轴由复合物或金属和复合物的组合集成地形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
公开的实施例大体上关于用于在燃气涡轮发动机中使用的非金属增压器转轴。更具体而言,但不经由限制,本实施例涉及具有延伸穿过增压器转轴的可分离的非金属(例如,复合)叶片的非金属(例如,复合)增压器转轴。
技术介绍
典型的燃气涡轮发动机大体上拥有前端部和后端部,其中其若干芯部或推进构件沿轴向定位在它们之间。空气入口或进气口在发动机的前端部处。按顺序朝后端部移动,进气口后接发动机芯部,其包括高压压缩机、燃烧室和高压涡轮。由本领域技术人员将容易显而易见的是,附加的构件还可包括在发动机中,如例如,低压压缩机和低压涡轮。然而,这不是详尽的清单。发动机还典型地具有内部轴,其沿发动机的中心纵向轴线轴向地设置。内部轴连接于涡轮和空气压缩机两者,使得涡轮提供旋转输入至空气压缩机,以驱动压缩机叶片。在操作中,空气在压缩机中加压,并且在燃烧器中与燃料混合,用于生成热燃烧气体,其向下游流动穿过涡轮级。这些涡轮级从燃烧气体抽取能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体,并且包括定子喷嘴组件,其将燃烧气体向下游引导穿过从支承转子盘沿径向向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。在两级涡轮中,第二级定子喷嘴组件定位在第一级叶片下游,第一级叶片继而后接从第二支承转子盘沿径向向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃烧气体能量转换成机械能,其中各组定子导叶转向,并且使燃烧气体加速来接合(engage)相邻的一排旋转涡轮叶片。也称为增压器的低压压缩机位于风扇后方。增压器包括转轴,其与多个叶片一起旋转以增大空气压力。当前的转轴结构由金属或复合物/金属系统形成。这些系统还包括叶片,其与转轴集成地形成。此类集成形成导致用于发动机的更困难的维护。例如,如果一个集成叶片破裂,则整个转轴或其较大区段必须替换,以便替换叶片,并且这导致执行起来更困难且更复杂的维护。如可由前文所见,将合乎需要的是克服燃气涡轮发动机内的这些和其它缺陷。燃气涡轮发动机(尤其是航空行业中使用的那些)中的连续改进目标中的一个在于通过发动机构件的重量减轻来改进性能。因此,将合乎需要的是,在低压压缩机或增压器中提供更轻质的组件以降低组件的重量并且改进性能。还将合乎需要的是以如下方式提供此类轻质构造,使得不必要求为了单个结构破裂或替换而替换整个组件或其较大部分。包括在本说明书的该
技术介绍
部分中的信息(包括本文中引用的任何参考文献和其任何描述或论述)仅出于技术参考目的被包括,并且将不看作是本专利技术的范围将由其界定的主题。
技术实现思路
根据本实施例或其方面,提供了一种具有可分离的复合叶片的复合增压器转轴。叶片从转轴的内圆周内沿径向插入,并且向外延伸穿过转轴。系统提供了相比于现有技术的金属或复合物/金属组合系统减轻重量的组件。此外,叶片为可分离的,这导致优于完全集成的系统的更可现场服务的组件,在该完全集成的系统中,叶片和转轴由复合物或金属和复合物的组合集成地形成。此外,叶片可形成为没有平台,这显著地降低了制造的复杂性。根据一些实施例,增压器组件包括具有前端部和后端部的非金属转轴、多排孔,孔绕着转轴沿周向延伸、从转轴的内侧到外侧延伸穿过孔的多个沿径向可除去的非金属叶片,并且多个可除去的非金属叶片均具有沿转轴的内侧固持非金属叶片的固位特征,并且多个非金属叶片是可除去的。可选地,非金属叶片和非金属转轴由相同材料形成。根据其它实施例,非金属叶片和非金属转轴由不同材料形成。非金属转轴和非金属叶片由陶瓷基质复合物、陶瓷复合物、碳复合物、聚合复合物中的至少一种形成。孔可沿轴向延伸,或者可与发动机轴线成角延伸。孔可沿径向方向为恒定厚度或变化厚度。孔可为长形槽口、圆形,或多边形形状。增压器组件还可包括开环,其设置在转轴内,并且抑制多个叶片在旋转停止时沿径向向内落下。槽口可沿径向方向成锥形。转轴可具有第一区、第二区和第三区。第一区可为多向层叠。第二区可为周向层叠。第三区为轴向层叠。增压器组件还可包括设置在转轴与叶片之间的RTV密封件。该
技术实现思路
提供成以简化形式介绍构思的选择,该构思在下面在具体实施方式中进一步描述。该
技术实现思路
不旨在识别要求权利的主题的关键特征或基本特征,也不旨在用于限制要求权利的主题的范围。特征、细节、效用和优点的更广泛展示在各种实施例的以下书面描述中提供,在附图中示出,并且在所附权利要求中限定。附图说明本实施例的以上提到和其它的特征和优点,以及获得它们的方式将变得更加显而易见,并且具有可分离复合叶片的复合增压器转轴(包括其方法)将通过参照连同附图进行的实施例的以下描述来更好理解,在该附图中:图1为示例性燃气涡轮发动机的侧视截面视图;图2为包括单个叶片的部分增压器转轴的透视图;图3为包括多级叶片槽口的部分复合转轴的透视图;图4为示例性复合叶片的透视图;图5为包括多个复合叶片的示例性转轴的侧视截面;以及图6为延伸穿过示例性实施例的复合转轴的单个复合叶片的截面视图。具体实施方式现在将详细参照提供的实施例,其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释公开的实施例提供,而不限制公开的实施例。实际上,对本领域技术人员而言将显而易见的是,可在本实施例中作出各种改型和变型,而不脱离本公开的范围或精神。例如,示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用以还产生又一个实施例。因此,意图是,本专利技术覆盖归入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。参照图1-6,绘出了具有可分离的非金属叶片的非金属增压器转轴的各种实施例。燃气涡轮发动机增压器或低压压缩机由环形形状的非金属材料(例如,复合物)形成,该环形形状的非金属材料具有其中的多个孔。孔从转轴的内部收纳沿径向向外延伸的非金属叶片(例如,复合物)。转轴可具有单级或单排叶片,或者作为备选,可具有多个级,其包括对应的多排叶片。如本文中使用的,用语\轴向\或\轴向地\是指沿发动机的纵轴线的维度。连同\轴向\或\轴向地\使用的用语\前\是指沿朝发动机入口的方向移动,或者构件相比于另一个构件相对更接近发动机入口。连同\轴向\或\轴向地\使用的用语\后\是指沿朝发动机喷嘴的方向移动,或者构件相比于另一个构件相对更接近发动机喷嘴。如本文中使用的,用语\径向\或\径向地\是指在发动机的中心纵向轴线与发动机外周之间延伸的维度。以它们自身或结合用语\径向\或\径向地\的用语\近侧\或\近侧地\的使用是指沿朝中心纵向轴线的方向移动,或者构件相比于另一个构件相对更接近中心纵向轴线。以它们自身或结合用语\径向\或\径向地\的用语\远侧\或\远侧地\的使用是指沿朝发动机外周的方向移动,或者构件相比于另一个构件相对更接近发动机外周。如本文中使用的,用语\侧向\或\侧向地\是指垂直于轴向维度和径向维度两者的维度。所有方向表示(例如,径向、轴向、近侧、远侧、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针、逆时针)仅用于识别目的,以有助于读者理解本专利技术,并且不产生特别是关于位置、定向或本专利技术的使用的限制。连接表示(例如,附接、联接、连接和连结)将被宽泛地解释,并且可包括一系列元件之间的中间部件,以及元件之间的相对移动,除非另外指出。就此而言,连接表示不一定意味着两个元件直接地连接,并且与彼此成固定关系。示例性图仅出于图示目的,并且所附的图中反映本文档来自技高网
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具有可分离的复合叶片的复合增压器转轴

【技术保护点】
一种增压器组件,包括:非金属转轴,其具有前端部和后端部;多排孔,所述孔绕着所述转轴沿周向延伸;多个沿径向可除去的非金属叶片,其从所述非金属转轴的内侧到外侧延伸穿过所述多排孔;并且所述多个沿径向可除去的非金属叶片均具有沿所述转轴的内侧固持所述非金属叶片的固位特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 US 61/9903691.一种增压器组件,包括:非金属转轴,其具有前端部和后端部;多排孔,所述孔绕着所述转轴沿周向延伸;多个沿径向可除去的非金属叶片,其从所述非金属转轴的内侧到外侧延伸穿过所述多排孔;并且所述多个沿径向可除去的非金属叶片均具有沿所述转轴的内侧固持所述非金属叶片的固位特征。2.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述非金属叶片和所述非金属转轴由相同材料形成。3.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述非金属叶片和所述非金属转轴由不同材料形成。4.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述非金属转轴和所述非金属叶片由陶瓷基质复合物、陶瓷复合物、碳复合物、聚合复合物中的至少一种形成。5.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述孔沿轴向延伸。6.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述孔与发动机轴线成角延伸。7.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述孔在径向方向上具有恒定厚度或变化厚度中的一种。8.根据权利要求1所述的增压器组件,其特征在于,所述增压器组件还包括固...

【专利技术属性】
技术研发人员:NJ克雷ME费尔米利S苏布拉马尼安TA安德森DJ申P南杜拉
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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