具有可变间距的叶片的涡轮发动机压气机制造技术

本发明专利技术涉及一种涡轮发动机压气机(10')，该压气机包括可变间距的定子叶片(12)的至少一个环形列，其中所述叶片基本是径向的并且在其径向端部处包括枢轴(22，24)，叶片的径向外枢轴被插入到定子壳体(20)的第一开口中，径向内枢轴被插入到包围压气机的转子(18)的浮环(60)的第二开口中，其特征在于，环形的定子部件(62)插入到浮环与压气机的转子之间，以及第一密封装置安装在定子部件与压气机的转子之间，第二密封装置安装在浮环与定子部件之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种尤其用于航空器的涡轮发动机压气机，更具体地，涉及一种包括可变间距的定子叶片的至少一个环形列的涡轮发动机压气机。
技术介绍
在涡轮发动机压气机中，可变间距的定子叶片的环形列或格栅被安装在压气机的转子轮的上游或下游，以形成压缩级。可变间距的叶片被压气机的定子支撑，并且该叶片在关于径向轴线的位置方面是可调整的，以优化涡轮发动机中的气体的流动。这些叶片往往被称为IGV叶片，其中IGV代表“进口导叶(inletguidevane)”。涡轮发动机压气机的可变间距的叶片基本为径向的并且在该叶片的径向端部处基本包括圆柱形的枢轴。叶片的径向外枢轴被接纳在压气机的定子壳体中的第一开口中，该叶片的径向内枢轴被接纳在包围压气机的转子的固定环或者浮环中的第二开口中。当环刚性地连接到定子时，该环是固定的，当环与定子分离并因此能够相对于定子进行移动时，该环是浮动的。通过包围枢轴的衬套引导叶片的枢轴在其接纳开口中进行旋转。每个叶片能够围绕由其枢轴限定的轴线进行旋转运动。通常通过致动器来确保该运动，该致动器安装在定子壳体上并且连接到控制环，该控制环自身通过连接杆连接到叶片的径向外枢轴。控制环的旋转通过连接杆传递到叶片的外枢轴，并且使得所述叶片围绕其轴线进行转动。在运行时，在可变间距的叶片围绕其轴线进行旋转期间，叶片的枢轴与衬套发生摩擦。使用浮环而不是固定环能够减小叶片的内枢轴上的界面力，并因此能够限制由于这些枢轴与衬套发生摩擦而造成的这些枢轴的磨损。浮环被径向地插入到可变间距的叶片与压气机的转子之间，并且该环的外周限定了压气机中的空气流管道的内径。该流管道的外径由上文提及的定子壳体所限定。通过增大该管道在可变间距的叶片的列的区域中的通行横截面，能够增大压气机中的空气流率，这可以通过增大流管道的外径或者减小该流管道的内径或者二者兼而有之来实现。增大流管道的外径不是令人满意的解决方案，因为这导致定子壳体的外径增大并因此导致该定子壳体的总体尺寸增大，而且还导致与在头部处的马赫数增大相关联的性能降低(以及与圆周速度增大相关联的机械地设置下游可运动轮的尺寸的困难)。因此，其它的解决方案与减小流管道的内径有关。然而，该解决方案难以在上文提及的使用浮环的技术中实施。实际上，为了防止空气从下游到上游在浮环与转子之间再次流通，将空气密封装置插入到浮环与转子之间。这些密封装置通常包括迷宫式密封件，该迷宫式密封件包括环形的接帚(wiper)，该接帚由转子支撑并且与由浮环支撑的耐磨材料制成的环形层相配合。这些密封装置的体积相对而言尤其在径向方向上是庞大的，并且这防止了压气机流管道的内径减小。此外，通常在靠近含有油的轴承室的该区域内设置额外的密封装置。这些额外的密封装置包括两个其它的迷宫式密封件，这两个迷宫式密封件被轴向地间隔开并且在它们之间限定了环形的腔，该腔用于被供给压缩空气。压气机的转子为管状的，并且在该转子的壁上包括径向的开口，该开口的径向外端部通到腔中，用于给所述转子供给压缩空气，该空气用于沿上游方向和下游方向流动，并穿过限定了腔的两个迷宫式密封件，以防止油穿过这些密封件。因此，额外的密封装置是用于防止油泄漏的密封装置。油来自于密封装置上游的润滑室，该室接纳压气机的转子的导向轴承。为了防止油从该室泄漏，密封装置没有被设计为确保浮环与转子之间的密封，使得该密封装置防止空气从下游到上游再次流通。因此，不能够设想简单地移除空气密封装置以能够使压气机流管道的内径减小。本专利技术对来自现有技术的问题提出了一种简单、有效和经济的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提出了一种涡轮发动机压气机，该压气机包括可变间距的定子叶片的至少一个环形列，这些叶片基本是径向的并且在其径向端部处包括枢轴，叶片的径向外枢轴被接纳在定子壳体中的第一开口中，径向内枢轴被接纳在包围压气机的转子的浮环中的第二开口中，其特征在于，环形的定子部件被插入到浮环与压气机的转子之间，以及第一密封装置被安装在定子部件与压气机的转子之间，第二密封装置被安装在浮环与定子部件之间。因此，浮环不再直接围绕压气机转子进行安装，而是直接围绕定子部件进行安装，该定子部件自身包围压气机转子。根据本专利技术，(第一)密封装置，优选地为具有被校准以防止油泄漏的排气部的系统，被安装在定子部件与压气机的转子之间，以及(第二)密封装置，优选地为机械密封装置，被安装在浮环与定子部件之间。这些最后提到的密封装置使得在运行期间浮环相对于定子部件进行运动，该运动在本质上为沿轴向方向的运动和沿切线方向的运动(沿径向方向的运动具有相对低的幅值)。虽然浮环能够移动，但它是压气机的定子的部件。因此，第二装置用于确保两个定子部件之间的密封并因此该第二装置的体积可大大小于在现有技术中使用以确保定子部分与转子部分之间的密封的装置的体积。第一密封装置可以为迷宫式密封类型或者为碳环类型，并且可以限定环形的腔，该腔被设计为被供给压缩空气。根据本专利技术的实施例，第二密封装置包括至少一个环形的密封件或至少一个环形的部段，该密封件或部段被接纳在定子部件中的槽中并且以密封的方式与浮环相配合，或者反之亦然。第二密封装置例如包括两个相邻的环形的部段，这两个相邻的环形的部段被接纳在同一环形的槽中。优选地，环形的部段与浮环的覆盖有耐磨涂层的部分相配合。根据本专利技术的压气机可以为轴向式压气机、离心式压气机或混合式压气机。因此，离心式压气机轮或轴向式压气机的转子叶片的环形列可以被安装在可变间距的叶片的列的下游。本专利技术还涉及一种涡轮发动机，其特征在于，该涡轮发动机包括如上文所描述的压气机。附图说明通过阅读以下以非限制性示例的方式给出的并且参照附图的描述，本专利技术将被更好地理解，并且本专利技术的其它细节、特征和优点将变得显而易见，在附图中：图1为根据现有技术的涡轮发动机压气机的轴向截面的示意性半视图；图2为根据本专利技术的涡轮发动机压气机的轴向截面的示意性半视图；以及图3为图2的细节I3的较大比例的视图。具体实施方式首先参照图1，该图示出了根据现有技术的用于航空器的涡轮发动机压气机10。在该图中，该压气机10被局部地示出并且包括在上游的可变间距的定子叶片12的环形列和在下游的转子叶片14的环形列。上游和下游涉及压气机中的空气的流动方向，在附图中该流动方向为从左至右。叶片12、14的列围绕涡轮发动机的纵向轴线延伸。转子叶片14基本为径向的并且由盘16支撑，包括盘和叶片14的组件构成了压气机的转子轮。轮刚性地连接到转子轴18并且被定子壳体20所围绕，该定子壳体20还围绕定子叶片12的列。定子叶片12基本为径向的并且在其径向内端部和径向外端部中的每个端部处包括径向的圆柱形的枢轴22、24。每个叶片12的枢轴22、24限定了旋转轴线A和叶片的角间距。每个叶片12的圆柱形的外枢轴22或控制枢轴被插入到外壳20的圆柱形的管26的接纳部分中，并置于中央且被圆柱形的衬套28引导在该管中进行旋转，该衬套28围绕外枢轴22进行安装。外枢轴22的径向外端部用于固定到连接杆的端部，该连接杆的另一个端部连接到在壳体20的外部围绕涡轮发动机的轴线延伸的控制环(未示出)。控制环围绕涡轮发动机的轴线的角运动被转化为连接杆围绕叶片12的轴线A的旋转，以及被转化为驱动可变间距的叶片12围绕这些轴线进行旋转。圆柱形的本文档来自技高网...

【技术保护点】
涡轮发动机压气机(10')，所述压气机包括可变间距的定子叶片(12)的至少一个环形列，这些叶片基本是径向的并且在其径向端部处包括枢轴(22，24)，所述叶片的径向外枢轴被接纳在定子壳体(20)中的第一开口中，径向内枢轴被接纳在包围所述压气机的转子(18)的浮环(60)中的第二开口中，其特征在于，环形的定子部件(62)插入到所述浮环与所述压气机的转子之间，以及第一密封装置安装在所述定子部件与所述压气机的转子之间，第二密封装置(70)安装在所述浮环与所述定子部件之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 FR 14531281.涡轮发动机压气机(10')，所述压气机包括可变间距的定子叶片(12)的至少一个环形列，这些叶片基本是径向的并且在其径向端部处包括枢轴(22，24)，所述叶片的径向外枢轴被接纳在定子壳体(20)中的第一开口中，径向内枢轴被接纳在包围所述压气机的转子(18)的浮环(60)中的第二开口中，其特征在于，环形的定子部件(62)插入到所述浮环与所述压气机的转子之间，以及第一密封装置安装在所述定子部件与所述压气机的转子之间，第二密封装置(70)安装在所述浮环与所述定子部件之间。2.根据权利要求1所述的压气机(10')，其特征在于，所述第一密封装置为迷宫式密封类型，并且限定了环形的腔(50)，所述腔被设计为被供给加压空气。3.根据前述权利要求中任一项所述的压气机(10')...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·伊莫格，菲利普·尼克陶特，马修·赫伦，
申请(专利权)人：赛峰直升机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR