用于轴向涡轮机压缩机的混合定子的制作方法_2

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是相对于轴流式涡轮机的转动轴线。轴向方向对应于沿着涡轮机转动轴线的方向。
[0047]图1以简化方式示出轴向涡轮机。在此特定例子中,发动机是双流涡轮喷气飞机。涡轮喷气飞机2包括被称作低压压缩机4的第一压缩水平、被称作高压压缩机6的第二压缩机水平、燃烧室8以及一个或多个透平10水平。在操作中,经由中间轴输出直至转子12的透平10的机械输出使两个压缩机4和6动作。这些包括与定子叶片的排相关联的多排转子叶片。转子关于其转动轴线14的转动可以产生气流并且逐渐将气流压缩直至燃烧室8的入口。减速装置可用于提高传输至压缩机的转动速度。
[0048]通常被称作风扇或通风机16的进气口风扇,联接至转子12并且产生气流,气流分成穿过前述不同水平涡轮机的一次流18和沿着机器穿过环形管道(部分示出)以便然后与一次流汇合的的二次流20。二次流可被加速从而产生反推力。一次流18和二次流20是环形流,它们被引导通过涡轮机的外壳。为此,外壳具有可以是内部和外部的圆柱形壁或护罩。
[0049]图2是如图1的轴向涡轮机的压缩机的剖视图。压缩机可以是低压压缩机4。可以看到其中的风扇16的部分以及一次流18和二次流20的分离喷嘴22。转子12包括数个环形排的定子叶片24,在此例中是三个。
[0050]低压压缩机4包括具有外部壳体28的定子。这可机械地支撑数个整流器,在此例中是四个,每一个包含定子叶片26的环形排。整流器与风扇16或转子叶片排相关联从而将气流整流,从而将流速转换成静压。定子叶片26从外壳体28大致上径向地延伸,并且可使用轴30固定在外壳体上。
[0051]压缩机4的定子还包括内部护罩32,每一个连接至定子叶片26的内部端,而外部端可连接至外部护罩34。可选地,一些叶片经由分离固定平台单独连接至外部壳体。内部护罩32可在内测被可磨损材料的轨迹覆盖,用以形成与迷宫形密封配合的密封连接件,迷宫形密封件形成在转子12的外部表面上。
[0052]图3表示压缩机的定子的部分,例如图2中所述的。可以看到其中的环形排的叶片,外部护罩34和内部护罩32。定子沿着涡轮机的转动轴线14可见,转动轴线与定子或叶片排的对称轴线一致。
[0053]定子的环形排的叶片包括数个类型的定子叶片,包括支承叶片36和连接叶片38。定子叶片(36 ;38)使用表示其前缘的线指示。以随机方式,支承叶片36使用比连接叶片38更粗的线指示,但实际上所述排的叶片具有相同厚度,例如,具有相同最大厚度,相同的几何形状,以防止在环形排中形成不均匀性。有利地,相同排的叶片是相同的。
[0054]所述排的叶片(36 ;38)彼此规则地隔开并且在流中具有相同的角方向。它们可相对于彼此规律地倾斜。虽然示出了 72个定子叶片(36 ;38),但是所述排可包括更多、例如超过100个叶片。可替代地,所述排可包括更少的叶片,例如,少于50个。
[0055]连接叶片38在多个连续群组上分布,在此例中八个连接叶片38的六组。支承叶片36可与有叶片的外壳40结合,有叶片的外壳可以一体方式通过焊接不同部分生产。在此方式中,它们形成外部壳体和内部护罩32之间的刚性和耐久的机械连接。它们用作外部壳体和内部护罩32之间的支柱。
[0056]每个外壳40可包括一个、或优选地数个支承叶片38,在此例中是三个支承叶片38。三个支承叶片40的这种数量优化了外壳的刚性和定子的质量,以及由此的叶片的径向倾斜、它们的几何形状、以及如下文具体描述的不同材料的使用。
[0057]每个外壳40可包括内部平台42和外部平台44。这些平台(42 ;44)基本上是拱形的或弯曲的以便遵循对应的护罩(32;34)的圆形形状。此外,定子可包括内部护罩分段46以补充界定和引导涡轮机内部流的内部环形表面。术语护罩分段46旨在理解为圆的角扇。以相同方式,定子可包括外部平台44之间的外部护罩分段48。
[0058]内部护罩46有利地由具有玻璃或碳纤维的复合材料、以及PEI树脂制成。外壳40的内部平台42插在内部分段46之间,它们形成交替布置。交替布置可主要是规则的。定子可具有下部和上部,交替布置在每个下部和上部中是规则的。
[0059]图4是当从定子内侧观察时的定子的等距视图。可以看到环形排的叶片(36 ;38)、外部护罩34、内部护罩32以及外部壳体28。
[0060]外壳40的内部平台42能够使两个内部分段46被连接。连接件50布置在内部平台和内部护罩分段之间的分界面。这些连接件50确保密封并且允许差别膨胀,因为内部平台42和分段可由不同材料制成。
[0061]在内部平台42内,内部分段的段接近小室52。这形成了游隙,再次允许能够差别膨胀,以允许这些端沿着周长一起移动。
[0062]外部分段48被压在外部壳体28的内部表面上。它们可使用贯穿轴(未不出)被固定在此位置,这样,外部分段48具有固定孔54。任何膨胀连接件56可被放置在外部平台44和外部分段48之间的连接处。
[0063]图5表示如图2中所示的压缩机的定子部分。可以看到其中的外壳40的支承叶片36、连接叶片36、外部平台44、外部分段48以及外部壳体28的部分。
[0064]外部壳体可以是压缩机、例如低压压缩机的外部壳体。该壳体可由沿着轴向平面60分离的两个半壳58形成,也是就是说,其经由涡轮机的转动轴线延伸,转动轴线对应于定子的环面形状的基本上对称轴线。轴向平面60垂直示出,实际上它相对涡轮机法向装配方向可以是水平的。每个半壳58包括基本上形成半管或半尖顶的半圆形壁62。壁62沿着周长作为轴向固定凸缘终止。这些凸缘64在与环形流相反的一侧,朝向壁62的外侧径向地延伸。有利地,每个半壳58由复合材料产生,以使其更轻而同时保持刚性。每个半壳58可以是一体的,以改进其使用寿命、刚性和密封性。
[0065]至少一个或每个固定外壳40使用轴30、例如防松螺栓固定至半壳58的壁62。该轴线60沿着周长与相邻的轴向凸缘64远离,这便于防松螺栓的锁定工具的使用。至少一个或每个轴30可以沿着周长在其边缘之间的相关联的外部平台44上。
[0066]图6表示在内部平台42和内部分段46之间的连接处区域中定子的剖面。该剖面尤其示出外壳40的支承叶片36,它还可以是分离的支承叶片36。对于空间方向,转动轴线14是倾斜的。
[0067]支承叶片36和/或带有支承叶片(在此例中仅示出一个)的外壳46可以是一体的并且可通过基于粉末、例如钛粉末的增量生产产生,以促进刚性。在可产生的形状方面,该技术给予了很大的自由度。但是,因为可使用模制,本发明的此方面不是必需的。
[0068]外部平台44可具有基本上平面的轮廓。它可包括如上所述的固定轴30。轴30在于叶片36的轮叶相反的方向上径向延伸。这可具有弧形的空气动力学轮廓66 (在此例中作为俯视图示出),具有凸形内弧表面。特别地,连接至平台(42;44)的轮叶的径向端是向内弯曲的。叶片36的大致的弦相对于转动轴线14倾斜。在弦和转动轴线之间的平均角、或俯仰角,大于5°,优选地大于15°。该角在平行于转动轴线14的平面中测量。它可以在支承叶片36的轮叶的径向中高处的轮廓上测量。
[0069]该几何形状改进了轮叶和平台(42 ;44)之间连接的硬度,进一步有利于加强其隶属的外壳40。术语“轮叶”理解为在流18中径向延伸的叶片的部分,轮叶可由弦和/或平台径向地界定。
[0070]内部平台42可具有可绕转动轴线枢转的大体轮廓,以产生内部平台42。轮廓可具有大致上轴向延伸的轴向部分68。轮廓可作为接近轴向部分68和大致上径向延伸的径向部分70轴向地终止。径向部分70可垂直于转动轴线14延伸。轴向部分68基本上形成管部。径向部分70形成径向凸缘。
[0071]内部平台68包括至少一个、优选地至少两个接触平面72或小面72,它们基本上沿着定子的周长径向延伸。接触表面72可垂直于转动轴线14并且可选地平行于彼此。这些接触表面72沿着周长布置在平台42 —端或一侧的第一组接触表面72。内部平台42可具有另一组相似的接触表面72,该组沿着周长放置在平台42的相反的端部。每对接触表面72能够使放置在他们之间的护罩分段的装配部分74被轴向地阻挡。
[0072]经由其轴向部分68和径向部分70的内部平台42,可界定其接触表面72之间的槽。该槽可形成向内侧径向开口的环形槽的环形部分。槽接收内部分段46的至少一个或两个装配部分74。每个装配部分包括对应的接触表面76,它们与内部平台42的接触表面相接触。分段的装配部分74的每个外表面76与内部平台的槽的内表面相符。表面(76;78)可被机械调节以确保合适和互锁。平台42用作固定地连接两个护罩分段46的套管。
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