专利名称：通风压缩机转子及配有所述转子的涡轮发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于燃气涡轮发动机的压缩机的转子相关技木。
背景技术：
发电应用中所使用的燃气涡轮发动机的压缩机部分通常包括彼此邻接的多个盘形压缩机转子。多片压缩机旋转叶片从压缩机转子中每个压缩机转子的外圆周边缘径向向外延伸。每个压缩机转子通常经过成形，从而使环形法兰从所述盘的两个环状面向外延伸，所述环形法兰位于与所述盘的外边缘相邻的位置。当将多个压缩机盘堆叠在一起以形成燃气涡轮发动机 的压缩机部分时，相邻压缩机转子的环形法兰会彼此邻接。这样，在每对相邻的压缩机盘之间形成腔，所述腔位于配对的环形法兰的径向向内的位置。相邻压缩机盘之间所形成的腔中所残存的空气或气体可用作热绝缘体，从而可在相邻压缩机盘之间形成温度梯度(temperature gradients)。这些温度梯度可在相邻压缩机盘之间产生应力。所述温度梯度还可对连接到压缩机盘和/或压缩机定子轮叶的压缩机旋转叶片之间的叶尖间隙产生负面影响。在燃气涡轮发动机启动或关闭期间，压缩机部分的各元件之间出现热梯度是不可避免的。相邻压缩机转子盘之间的腔中所残存的空气或气体的隔热效应可延长那些热梯度存在的时间，并会増加压缩机部分的各部件上的应力，从而可能会在更长时间内对转子叶片和/或定子轮叶间隙产生负面影响。此外，当位于相邻压缩机转子盘之间的腔与从所述腔径向向外的区域之间存在温差时，所述腔与其径向向外的区域之间可能会形成压カ梯度。此压カ梯度也可对压缩机和涡轮机性能产生负面影响。
发明内容
—方面，本发明提供ー种用于涡轮发动机的压缩机转子，所述压缩机转子包括材料盘，其具有第一和第二环状面；以及环状法兰，其从与所述盘的外边缘相邻的所述第一环状面向外伸出。至少ー个通风孔位于所述环状法兰中，所述至少ー个通风孔包括所述环状法兰中的凹处，所述凹处具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。所述盘还可包括第二环状法兰，其从所述盘的所述第二环状面中向外伸出、并与所述盘的外边缘相邻，其中至少ー个通风孔位于所述第二环状法兰中，所述至少ー个通风孔包括设于所述第二环状法兰中的凹处，所述凹处具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。所述至少ー个通风孔包括形成于所述环状法兰的相对侧上的第一和第二通风孔。所述至少ー个通风孔包括多个通风孔。所述多个通风孔大体上对称地沿所述环状法兰的圆周设置；或者，所述多个通风孔大体上不对称地沿所述环状法兰的圆周设置。所述至少ー个通风孔的径向内端大于所述至少一个通风孔的径向外端，所述至少一个通风孔的宽度从所述径向内端到所述径向外端逐渐变小。所述至少ー个通风孔包括形成于所述环状法兰的外表面上的凹处。所述至少ー个通风孔具有半圆形轮廓；或者，具有V形轮廓；或者，具有正方形或矩形轮廓。所述至少ー个通风孔包括穿过所述环状法兰的通道，所述通道从所述环状法兰的径向内表面延伸到所述环状法兰的径向外表面。所述通道的大小沿着所述通道的长度变化。所述第一环状面上的所述环状法兰包括第一环状法兰，所述压缩机转子进一歩包括第ニ环状法兰，其从与所述盘的外边缘相邻的所述第二环状面中向外伸出；以及位于所述第ニ环状法兰中的至少ー个通风孔，所述至少ー个通风孔具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。位于所述第一环状法兰中的所述至少一个通风孔也可周向偏离位于所述第二环状法兰中的所述至少ー个通风孔。另ー方面，本发明还可提供一种制造用于涡轮发动机的压缩机转子的方法。所述方法包括形成具有第一和第二环状面的材料盘；以及形成环状法兰，所述环状法兰从与所述盘的外边缘相邻的所述第一环状面中向外伸出。所述方法还包括在所述环状法兰中形成至少ー个通风孔，所述至少ー个通风孔包括设于所述环状法兰中的凹处，所述凹处具有 大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。所述形成至少ー个通风孔的步骤包括在所述环状法兰中形成多个通风孔。所述方法进ー步包括在所述环状法兰的圆周上对称地形成所述多个通风孔。所述形成至少ー个通风孔的步骤包括形成所述至少ー个通风孔，从而使所述至少一个通风孔的径向内端大于径向外端。所述盘的所述第一环状面上的所述环状法兰包括第一环状法兰，其中形成所述盘的步骤进一歩包括形成第二环状法兰，所述第二环状法兰从与所述盘的所述外边缘相邻的所述第二环状面中向外伸出，而且所述方法进ー步包括在所述第二环状法兰中形成至少ー个通风孔，所述至少ー个通风孔具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。
图I为润轮发动机的压缩机部分的局部截面图；图2为涡轮发动机的压缩机转子盘的第一实施例的平面图；图3为图2所示的转子沿着剖面线III-III截得的截面图；图4为涡轮发动机的压缩机转子盘边缘的一部分的俯视图；图5为涡轮发动机的压缩机转子盘的一部分的透视图；图6为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的平面图；图7为涡轮发动机的另ー替代性压缩机转子盘的平面图；图8为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图9为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图10为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图11为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图12为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图13为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图14为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；图15为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图；以及图16为涡轮发动机的替代性压缩机转子盘的一部分的透视图。
元件符号列表
权利要求
1.一种用于涡轮发动机的压缩机转子，包括 材料盘，其具有第一和第二环状面； 环状法兰，其从与所述盘的外边缘相邻的所述第一环状面中向外伸出；以及位于所述环状法兰中的至少一个通风孔，所述至少一个通风孔具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。
2.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述至少一个通风孔包括形成于所述环状法兰的相对侧上的第一和第二通风孔。
3.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述至少一个通风孔包括多个通风孔。
4.根据权利要求3所述的压缩机转子，其特征在于，所述多个通风孔大体上对称地沿所述环状法兰的圆周设置。
5.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述至少一个通风孔的径向内端大于所述至少一个通风孔的径向外端。
6.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述至少一个通风孔包括形成于所述环状法兰的外表面上的凹处。
7.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述至少一个通风孔包括穿过所述环状法兰的通道，所述通道从所述环状法兰的径向内表面延伸到所述环状法兰的径向外表面。
8.根据权利要求7所述的压缩机转子，其特征在于，所述通道的大小沿着所述通道的长度变化。
9.根据权利要求I所述的压缩机转子，其特征在于，所述第一环状面上的所述环状法兰包括第一环状法兰，所述压缩机转子进一步包括 第二环状法兰，其从与所述盘的外边缘相邻的所述第二环状面中向外伸出；以及位于所述第二环状法兰中的至少一个通风孔，所述至少一个通风孔具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。
10.根据权利要求9所述的压缩机转子，其特征在于，位于所述第一环状法兰中的所述至少一个通风孔周向偏离位于所述第二环状法兰中的所述至少一个通风孔设置。
全文摘要
本发明涉及一种通风压缩机转子及配有所述转子的涡轮发动机。所述涡轮发动机包括多个压缩机转子，所述压缩机转子包括通风孔，用以使相邻压缩机转子之间的空间通风。各压缩机转子由具有第一和第二环状面的材料平盘形成。材料的环状脊(circular ridge)从与所述盘的外边缘相邻的所述盘的一个环状面中向外伸出。所述通风孔形成于所述材料的环状脊中。各通风孔为所述材料的环状脊中的凹处，所述凹处具有大体上在所述盘的径向上延伸的纵轴。
文档编号F04D19/00GK102840144SQ201210210958
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者K.穆尔, N.阿雷, M.费尔斯卢, 崔胜右, J.布兰顿 申请人:通用电气公司