本发明专利技术涉及一种涡轮发动机(10)的反向旋转涡轮(C)，其围绕轴线(X)延伸并且包括：内转子，其被配置为围绕旋转轴线(X)旋转，并且包括内转鼓，在所述内转鼓上固定有内活动叶片装置(22)；外转子，其被配置为围绕旋转轴线(X)以与所述内转子相反的方向旋转，并且包括外转鼓(50)，在所述外转鼓上固定有外活动叶片装置(20)，所述外活动叶片装置(20)包括至少一个穿过所述外转鼓(50)的孔口(51)延伸的固定杆(212)，所述外活动叶片装置(20)通过从所述外转鼓(50)的外表面固定在所述固定杆(212)上的夹紧装置(100)固定在所述外转鼓(50)上，固定环(80)围绕所述固定杆(50)设置在所述外转鼓(50)的孔口(51)中。(50)的孔口(51)中。(50)的孔口(51)中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在反向旋转涡轮中连接叶片的改进装置
[0001]本公开涉及涡轮发动机领域。更具体地，本公开涉及涡轮发动机的反向旋转涡轮领域，并且具体地涉及用于固定这种涡轮的转子叶片的装置以及用于组装这种涡轮的转子叶片的方法。
技术介绍
[0002]沿着气体流动方向，从上游到下游，飞行器涡轮发动机通常包括风扇、低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮。低压压缩机的转子由低压涡轮的转子驱动，高压压缩机的转子由高压涡轮的转子驱动。
[0003]以已知的方式，低压涡轮转子叶片例如具有燕尾形基部，并且固定在转子盘的空腔中，空腔通常通过拉削加工。由于离心力，叶片和圆盘之间的连接因此在涡轮运行期间在牵引状态下工作。
[0004]为了提高发动机效率，飞行器涡轮发动机可以配备反向旋转涡轮，而不是低压涡轮。反向旋转涡轮包括内转子，称为快转子，连接到第一涡轮轴，并被配置为以第一旋转方向旋转；以及外转子，称为慢转子，连接到第二涡轮轴，并被配置为以与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。第一转子的叶片与第二转子的叶片交错排列。
[0005]反向旋转涡轮的外转子的结构与传统涡轮机转子的结构不同，因为外转子的叶片不固定在圆盘上，而是固定在外转子外壳或外转鼓上，并从其在外转子外壳上的固定点向涡轮内部延伸。因此，由于离心力的作用，叶片和外转子外壳之间的连接在涡轮运行期间在压缩状态下工作。上述连接通常用于简单的低压涡轮，也就是说，不反向旋转，没有足够的刚度，并且不再适用于在压缩状态下工作的结构，特别是反向旋转涡轮的外转子。实际上，当叶片和壳体之间的连接件在压缩状态下工作时，可能发生叶片相对于径向方向的摆动运动或绕该轴线的旋转运动。
[0006]因此需要克服上述缺点。
技术实现思路
[0007]本公开涉及一种涡轮发动机的反向旋转涡轮机，其围绕轴线延伸并且包括：
[0008]内转子，其被配置为围绕旋转轴线旋转，并且包括内转鼓，在所述内转鼓上固定有具有至少一个径向向外延伸的内活动叶片的内活动叶片装置，
[0009]外转子，其被配置为围绕旋转轴线以与所述内转子相反的方向旋转，并且包括外转鼓，在所述外转鼓上固定有具有至少一个径向向内延伸的外活动叶片的外活动叶片装置，
[0010]所述外活动叶片装置包括至少一个穿过所述外转鼓的孔口延伸的固定杆，所述外活动叶片装置通过从所述外转鼓的外表面固定在所述固定杆上的夹紧装置固定在所述外转鼓上，固定环围绕所述固定杆设置在所述外转鼓的孔口中。
[0011]在本公开中，外活动叶片装置可以是单个外部活动叶片或包括多个叶片的扇区。
说明书的其余部分涉及外活动叶片。术语“内”和“外”以及术语“内部”和“外部”及其派生词是沿着涡轮的径向方向考虑的。例如，术语“向外”定义了从涡轮中心向外的径向方向。因此，内活动叶片包括固定到内转鼓的根部，并从根部向外延伸至与固定至内转鼓的一端相对的自由端。
[0012]同样，外活动叶片包括根部或固定在外转鼓上的基部，并从基部向内延伸至与固定在外转鼓上的一端相对的自由端。
[0013]因此，外转鼓围绕内转鼓布置，并沿与内转鼓相反的方向旋转。在涡轮运行期间，当外转鼓高速旋转时，离心力会将外活动叶片挤压到固定叶片的外转鼓上。因此，外活动叶片和所述外转鼓之间的连接件在压缩状态下工作。
[0014]外活动叶片通过固定杆穿过所述转鼓的孔口固定在外活动转鼓上，并通过固定在外转鼓外侧的固定杆上的夹紧装置将其整体夹紧，从而将外活动叶片压靠在所述转鼓的内表面上。
[0015]与已知的叶片固定方式相比，这种固定方式的优点是提高了叶片在外转鼓上固定的刚度，例如，将燕尾榫根部插入圆盘的空腔中。本专利技术的固定模式特别允许当叶片和转鼓之间的连接件在压缩状态下工作时，限制叶片相对于径向的摆动运动，或限制围绕该轴线的旋转运动。因此，可以增加叶片或叶片扇区的本征模频率，从而避免发动机运行时的振动范围。
[0016]此外，固定环的存在允许改善设置，换句话说，固定杆保持在外活动转鼓的孔口中。因此，该环允许，例如，通过填补杆和孔的内壁之间的现有间隙，进一步改善在压缩状态下工作的活动叶片在外转鼓上固定的整体刚度。此外，固定杆和外转鼓可以由金属制成。因此，该环也允许限制固定杆和外转鼓之间的金属转移，从而限制这两个元件之间的微动磨损。
[0017]在一些实施方式中，固定环沿着固定杆在转鼓的孔口内在外活动叶片的基部和夹紧装置之间延伸。
[0018]在一些实施方式中，固定环在固定杆的长度的至少三分之一上、优选地在所述长度的至少一半上沿着固定杆延伸。
[0019]环因此可以具有围绕固定杆设置的圆柱体形状，并且在固定杆的长度的至少三分之一、优选地至少一半上延伸。这允许优化外活动叶片的设置，从而提高杆固定到外转鼓的刚性。
[0020]在一些实施方式中，涡轮包括固定在外转鼓的内表面上的密封环，密封环包括至少一个防旋转螺柱，防旋转螺柱接合在外活动叶片的凹口中。
[0021]密封环优选地具有环形或截头圆锥形状，类似于外转鼓的形状，并固定在所述外转鼓的内表面上。
[0022]在一些实施方式中，至少一个防旋转螺柱设置在与壳体的孔口相同的周向位置。
[0023]“圆周位置”应理解为，螺柱在沿所述轴线的给定位置处围绕涡轮发动机的旋转轴线的位置。因此，“设置在与外转鼓的孔口相同的周向位置”可以理解为，螺柱和孔口的中心轴线设置在同一平面内，所述平面平行于涡轮发动机的轴线并且包括该轴线。换言之，平行于涡轮发动机轴线的螺柱的中间平面包括孔口的中心轴线。
[0024]因此，当通过使固定杆穿过外转鼓的孔口中而将外活动叶片固定到外转鼓时，防
旋转螺柱可以接合在叶片的凹口中。叶片绕其主轴的运动，即绕径向轴线的运动因此受到限制。此外，还可以限制密封环的旋转运动。
[0025]在一些实施方式中，包括至少一个与外转鼓的孔口同轴的孔口的连接条被插入在外转鼓的内表面和外活动叶片之间。
[0026]换句话说，固定杆接合在连接条的孔口和外转鼓的孔口中，然后连接条夹在叶片和外转鼓之间。连接条允许限制叶片和转鼓之间的金属转移，金属转移导致这两个部件之间的微动磨损。因此，连接条可以限制这些部件的磨损，并延长它们的使用寿命。优选地，连接条包括多个孔口，每个孔口与外转鼓的孔口同轴。
[0027]在一些实施方式中，固定杆从基部径向延伸并且基部包括凹口。
[0028]固定杆和叶片，特别是基部，可以是单件，例如通过由相同的金属铸件制成。
[0029]在一些实施方式中，涡轮包括阻尼装置，该阻尼装置构造成插入形成在两个相邻叶片的基部之间的凹部中。
[0030]基部可以例如包括彼此间隔开的两个平行侧壁，两个壁的一端形成凹口。相邻两个叶片的基部的两个侧壁之间形成有凹部。固定杆径向延伸至基部外部。然后可以通过将阻尼装置插入到该凹部中来将阻尼装置设置在该凹部中。例如，阻尼装置可以是一块弯曲或冲压的金属板，或3D打印部件。它可以设本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮发动机(10)的反向旋转涡轮(C)，其围绕轴线(X)延伸并且包括：内转子，其被配置为围绕旋转轴线(X)旋转，并且包括内转鼓，在所述内转鼓上固定有具有至少一个径向向外延伸的内活动叶片的内活动叶片装置(22)，外转子，其被配置为围绕旋转轴线(X)以与所述内转子相反的方向旋转，并且包括外转鼓(50)，在所述外转鼓上固定有具有至少一个径向向内延伸的外活动叶片的外活动叶片装置(20)，所述外活动叶片装置(20)包括至少一个穿过所述外转鼓的孔口延伸的固定杆(212)，所述外活动叶片装置(20)通过从所述外转鼓(50)的外表面固定在所述固定杆(212)上的夹紧装置(100)固定在所述外转鼓(50)上，固定环(80)围绕所述固定杆(212)设置在所述外转鼓(50)的孔口(51)中。2.根据权利要求1所述的涡轮(C)，其中所述固定环(80)沿着在所述外转鼓(50)的孔口(51)内的固定杆(212)延伸，在所述外活动叶片装置(20)的基部(210)和所述夹紧装置(100)之间在所述固定杆(212)的长度的至少三分之一上，优选地在所述长度的至少一半上延伸。3.根据权利要求2所述的涡轮(C)，包括固定在所述外转鼓(50)的内表面上的密封环(60)，所述密封环(60)包括至少一个防旋转螺柱(62)，所述防旋转螺柱(62)接合在所述外活动叶片装置(20)的凹口(211)中。4.根据权利要求3所述的涡轮(C)，包括至少一个与所述外转鼓的孔口(51)同轴的孔口(72)的连接条(70)被插入在所述外转...
【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：
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