用于包括自支承转子罩壳的涡轮发动机的转动组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮发动机的转子组件，该转子组件包括：转子，该转子具有两个连续转子级(10a、10b)和环形转子罩壳(50)，这两个连续转子级装配有多个可动叶片(20)，而该环形转子罩壳连接两个连续转子级；定子，该定子包括定子级(11)和环形定子环部(60)，该定子级设有多个固定叶片(30)并且设置在两个转子级之间，而该环形定子环部安装在固定叶片上。转子罩壳或定子环部具有至少一个刮擦件(51)，该至少一个刮擦件设计成与转子罩壳和定子环部的另一个上的可磨耗轨道(62)协配，以使得该转子罩壳在其上游或下游端部的至少一个处包括斜向接触部分(154)，该斜向接触部分抵靠在对应转子级的斜向承载表面(173a)上，且该承载表面是突部(173)的从对应转子级的基部部分(127)延伸的外表面。

Rotating assembly for a turbine engine including a self support rotor housing

The invention relates to a rotor assembly for a turbine engine, the rotor assembly includes a rotor, the rotor has two consecutive rotor stages (10a, 10b) and an annular rotor casing (50), the two consecutive rotor fitted with a plurality of movable blades (20), and the annular rotor casing connect the two continuous rotor; the stator, the stator includes a stator stage (11) of the annular stator and the ring (60), the level of the stator is provided with a plurality of stationary blades (30) and is arranged between the two rotors, and the annular stator ring is mounted in a fixed blade. A rotor shell or the stator ring has at least one scraping member (51), the at least one scraping member is designed to be worn on the track of another shell and the stator ring part and rotor cover (62) coordination, so that the rotor shell in at least one of its upstream or downstream end the Department includes oblique contact part (154), the oblique contact part is abutted on the corresponding rotor oblique bearing surface (173a), and the bearing surface of the protrusion (173) is the base of the corresponding rotor part (127) extending outer surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包括自支承转子罩壳的涡轮发动机的转动组件
本专利技术涉及一种用于涡轮发动机、较佳地具有涡轮机类型的涡轮发动机的转子组件，以使得更佳地控制两个同轴部件之间的径向游隙。本专利技术主要聚焦于飞行器涡轮喷气发动机的领域，但也可通常适用于任何类型的涡轮发动机，而不管是否是在航空领域中。现有技术在涡轮发动机的涡轮机中，转子由空气流驱动，该空气流在转子叶片处膨胀，在此种情况下，将该空气流的其中一些能量放弃至后者。然而，通常清楚地是，通常称为“旁路”的其中一些空气流围绕叶片的内部和外部平台流动并且因此并不在叶片处膨胀，由此降低涡轮机的性能。为了限制避开叶片的无效空气循环，转子的可动叶片的顶端通常装配有刮擦件，这些刮擦件适合于刻划由定子所带有的可磨耗材料的轨道，以确保在可动叶片的顶端处的流密封。对于固定叶片设置类似的装置(或喷嘴)：称为“迷宫式罩壳”的罩壳实际上设置在可动叶片的两个叶轮之间并且具有适合于刻划由固定叶片的根部所带有的可磨耗材料的轨道的刮擦件，以确保在固定叶片的根部处的流密封。然而，为了使得该系统高效，重要的是使得将可磨耗轨道的刮擦件分开的径向游隙最小。如今，涡轮机中普遍存在的高且均匀温度，一些元件的差异膨胀现象会出现并且改变一些部件之间、具体地说的是由不同材料制成的或者或多或少地位于空气流附近且由此或大或小地经受高温的那些部件之间的游隙。例如，迷宫式罩壳的径向移位小于固定叶片的径向移位：因此，注意到将刮擦件分开的游隙会增大，这些刮擦件由通过固定叶片所带有的可磨耗轨道的迷宫式罩壳所带有，并且因此还注意到旁路循环会增大并且涡轮机的性能会降低。为了解决此种问题并且纠正操作中的这些游隙，阀系统允许冷空气能沿着涡轮机壳体的外壁循环，以冷却该壳体并且由此控制该壳体的膨胀，这对于径向游隙有影响，其中固定叶片固定于该壳体。然而，此种系统具有这样的缺点：收集相当量的新鲜空气，而该新鲜空气由此无法用于涡轮发动机的其它设备。当前涡轮机的另一缺点在于：在迷宫式罩壳或具有可磨耗轨道的环部以及它们所安装在其上的部件之间出现的差异膨胀会在这些部件之间的界面处产生显著的机械应力，从而导致过早损坏并且由此缩短它们的使用寿命。因此，实际上需要一种用于涡轮发动机的转子组件，该转子组件至少部分地避免上述已知构造所固有的缺点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于涡轮机或压气机类型的涡轮发动机的转子组件，该转子组件包括：转子，该转子包括至少两个相继的转子级和转子罩壳，这两个相继的转子级装配有多个可动叶片，且该转子罩壳是环形的并且连接所述两个相继的转子级；定子，该定子包括至少一个定子级和定子环部，该至少一个定子级装配有多个固定叶片，这些固定叶片设置在所述两个相继转子级之间，且该定子环部是环形的并且安装在所述固定叶片上；其中，转子罩壳和定子环部中的其中一个元件具有至少一个刮擦件，该至少一个刮擦件构造成与由所述元件中的另一个所带有的可磨耗轨道协配；该转子罩壳在其上游和下游端部的每个处包括轴向型接触部分或者斜向型接触部分，该轴向型接触部分在对应转子级的止挡件下方延伸，而该斜向型接触部分抵靠在对应转子级的斜向支承表面上。在本文中，术语“纵向”、“横向”、“下方”、“上方”、“之下”、“之上”以及它们的衍生词相对于叶片的主要方向限定；术语“轴向”、“径向”、“切向”、“内部”、“外部”以及它们的衍生词由此相对于涡轮发动机的主要轴线限定；“轴向平面”意指通过涡轮发动机的主要轴线的平面，而“径向平面”意指垂直于此种主要轴线的平面；最后，术语“上游”和“下游”相对于涡轮发动机中的空气循环来限定。在此种转子组件中，由于转子罩壳、典型地称为“迷宫式罩壳”的这些接触部分，转子罩壳安装在转子级之间，但转子级的径向膨胀运动并不会影响或者仅仅轻微地影响转子罩壳的位置。实际上，在轴向型接触部分的情形中，当怠速时，转子级的止挡件抵抗重力来保持转子罩壳，但当操作时，当整个转子级在由空气流所带入的热量作用下膨胀时，止挡件通过远离转子罩壳的接触部分向外运动而向外移动：因此，转子级的膨胀运动不会与转子罩壳连通。在斜向型接触部分的情形中，此种接触部分抵靠在转子级的斜向支承表面上：这样，当转子级在热量的作用下膨胀时，支承表面向外移动并且连同其带动转子罩壳。然而，同时，转子组件在整体上也会轴向地膨胀，从而增大将两个相继转子级分开的距离：因此，转子罩壳的斜向型接触部分沿着转子级的斜向表面滑动且由此向内并向下运动。可因此对支承表面和接触部分的斜度进行调节，以控制转子罩壳的总体径向移位，该总体径向移位是这两个贡献之和；尤其是可显著地消除此种径向移位。因此，转子级的膨胀、通常是显著的膨胀对于转子罩壳的径向位置不再有或者几乎不再有影响：此种位置则仅仅由专属于转子罩壳的特性(尤其是其热膨胀系数)和该转子罩壳的温度所管理。这样，通过作用在这些参数上、尤其是通过选择低热膨胀系数的材料，可易于控制转子罩壳的位置并且限制将刮擦件和重合的可磨耗带分开的游隙。此外，由于此种构造，转子罩壳和转子级能差异地膨胀，而不会在这些部件之间的界面处产生径向机械应力，这会延长转子组件的使用寿命。此外，在轴向型接触情形中的止挡件、或者在斜向型接触情形中的接触表面防止空气流围绕转子罩壳流动并且进入盘间空间。在一些实施例中，转子构造成使得轴向地阻挡转子罩壳或者将该转子罩壳拉向稳定轴向位置。这确保罩壳的轴向位置在转子组件的操作期间稳定并且这持续确保盘间空间的密封。具体地说，通过构造，在斜向型接触的情形中，转子级的斜向支承表面将在该表面上滑动的转子罩壳自动地拉向稳定位置。在一些实施例中，转子罩壳包括端部部分，该端部部分形成轴向型接触部分，该轴向型接触部分向外径向地延伸并且接合到钩状部分中，该钩状部分则从对应转子级的基部部分向内轴向地行进。该钩状部分轴向地阻挡转子罩壳，但由于钩状件的中空部所形成的止挡件，而留下相对轴向移位。在一些实施例中，转子罩壳包括端部部分，该端部部分形成轴向型接触部分，该轴向型接触部分轴向地延伸并且接合到突部下方，该突部从对应转子级的基部部分轴向地行进。在一些实施例中，转子级的止挡件从可动叶片的根部或者从连接可动叶片的根部的下壁或凸缘延伸。当转子级的基部部分是下壁或凸缘时，该下壁或凸缘持续地或分段地沿着该元件较佳地延伸360°。在一些实施例中，斜向型接触部分具有与对应转子级的斜向支承表面相同的斜度。在一些实施例中，斜向型接触部分相对于转子组件的主要轴线的斜度是在15和75°之间、较佳地在35和65°之间。在此种数值范围中，转子罩壳由于转子组件的轴向膨胀所引起的沿着斜向接触表面向内的滑动相当精确地补偿由转子级的径向膨胀所引起的向外移位。在一些实施例中，转子级的斜向支承表面是从转子级的基部部分、较佳地从可动叶片的根部或者从连接可动叶片的根部的下壁或凸缘行进的突部的外表面。该突部可采取环形沟槽的形式，该环形沟槽持续地或分段地延伸360°。在一些实施例中，转子级的斜向支承表面是支承罩壳的外表面，该支承罩壳连接于转子级的基部部分或者形成该基部部分的一体部分。此种支承罩壳较佳地在360°上连续或者分开。在一些实施例中，转子罩壳包括端部部分，该端部部分向外径向地延伸并且接合到钩状部分中，该钩状部分则从转子级的基部部分向内轴向地行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮机或压气机类型的涡轮发动机的转子组件，所述转子组件包括：转子，所述转子包括：至少两个连续转子级(10a、10b)，所述至少两个连续转子级装配有多个可动叶片(20)，以及环形转子罩壳(50)，所述环形转子罩壳连接所述两个连续转子级(10a、10b)；定子，所述定子包括：至少一个定子级(11)，所述至少一个定子级装配有多个固定叶片(30)并且设置在所述两个连续转子级(10a、10b)之间，以及定子环部(60)，所述定子环部是环形的并且安装在所述固定叶片(30)上；其中，所述转子罩壳和所述定子环部中的其中一个元件(50)具有至少一个刮擦件(51)，所述至少一个刮擦件构造成与由所述元件的另一个(60)所带有的可磨耗轨道(62)协配；其特征在于，所述转子罩壳(50)在所述转子罩壳的上游端部和下游端部的至少一个处包括，斜向型接触部分(154)，所述斜向型接触部分抵靠在对应的转子级(10a)的斜向支承表面(173a)上，且所述斜向支承表面是突部(173)的外表面(173a)，所述外表面从所述对应转子级(10a)的基部部分(127)行进。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 FR 1459889;2014.10.15 FR 14598881.一种用于涡轮机或压气机类型的涡轮发动机的转子组件，所述转子组件包括：转子，所述转子包括：至少两个连续转子级(10a、10b)，所述至少两个连续转子级装配有多个可动叶片(20)，以及环形转子罩壳(50)，所述环形转子罩壳连接所述两个连续转子级(10a、10b)；定子，所述定子包括：至少一个定子级(11)，所述至少一个定子级装配有多个固定叶片(30)并且设置在所述两个连续转子级(10a、10b)之间，以及定子环部(60)，所述定子环部是环形的并且安装在所述固定叶片(30)上；其中，所述转子罩壳和所述定子环部中的其中一个元件(50)具有至少一个刮擦件(51)，所述至少一个刮擦件构造成与由所述元件的另一个(60)所带有的可磨耗轨道(62)协配；其特征在于，所述转子罩壳(50)在所述转子罩壳的上游端部和下游端部的至少一个处包括，斜向型接触部分(154)，所述斜向型接触部分抵靠在对应的转子级(10a)的斜向支承表面(173a)上，且所述斜向支承表面是突部(173)的外表面(173a)，所述外表面从所述对应转子级(10a)的基部部分(127)行进。2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子构造成使得轴向地阻挡所述转子罩壳(50)或者将所述转子罩壳拉向稳定轴向位置。3.根据权利要求1或2所述的转子组件，其特征在于，斜向型接触部分(154)具有与所述对应转子级(10a)的斜向支承表面(173a)相同的斜度(γ)，以及其中，所述斜向型接触部分(154)相对于所述转子组件(107)的主要轴线(A)的斜度(γ)在15和75°之间。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的转子组件，其特征在于，所述斜向型接触部分(154)相对于所述转子组件(107)的主要轴线(A)的斜度(γ)在35和75°之间、较佳地在35和65°之间。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的转子组件，其特征在于，所述突部(173)从可动叶片的根部或者从连接所述可动叶片的根部的下壁或凸缘(127)行进。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的转子组件，其特征在于，所述突部...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖尔·弗雷德里克·克劳德·西里尔·埃万，皮埃尔路易斯·亚历山大·卡洛斯，克莱尔·夏洛特·格里莱奥，马修·路易斯·让·勒杜克，大卫·马尔萨勒，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，赛峰集团陶瓷，
类型：发明
国别省市：法国,FR