用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種風(fēng)機(jī)，特別地用于小渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)，具有對(duì)應(yīng)于風(fēng)機(jī)葉片(10)前緣徑向內(nèi)端處的進(jìn)氣部分(26)的內(nèi)界限的直徑除以風(fēng)機(jī)葉片外端通過的圓形的直徑的比率的轂比率，具有0.25到0.27的數(shù)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】本專利技術(shù)涉及獲得風(fēng)機(jī)，特別地用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)的特定尺寸。本專利技術(shù)是真正的技術(shù)挑戰(zhàn)，并且當(dāng)它涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)特別相關(guān)，已經(jīng)設(shè)計(jì)了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的外部尺寸以適應(yīng)商用航空的領(lǐng)域。這種相對(duì)小尺寸的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部分的上游直徑所限定的進(jìn)氣口直徑，其范圍從900mm到1,550mm，以具有與總質(zhì)量密切相關(guān)以及適于安裝在像商用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)類型的航空器上的尺寸。如同任何類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，關(guān)于這種類型的小尺寸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)主要目的在于改進(jìn)性能、降低消耗和減少重量。在這方面有許多研發(fā)路線，其可以例如，涉及材料的選擇、葉片的設(shè)計(jì)、構(gòu)件之間機(jī)械連接的優(yōu)化、防止泄露等。通常尋求的研發(fā)路線之一是減小渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)的轂比率。該轂比率是在風(fēng)機(jī)葉片前緣處的轂的外直徑與這些風(fēng)機(jī)葉片的徑向端通過的圓形的直徑之間的比率。轂比率的減小通常指轂的徑向尺寸的減小以及由此重量減少，但是也涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣部分的增加，由此引起推進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的增加以及由此增強(qiáng)的性能。然而，考慮目前在小尺寸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如具有上述所限定的進(jìn)氣口直徑的小尺寸渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造方面的專業(yè)知識(shí)，考慮這種類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為不允許減小轂的外直徑，特別地在風(fēng)機(jī)葉片的前緣處的轂的外直徑到目前所用的直徑以下，目前所用的直徑通常范圍從570到585mm。實(shí)際上，形成轂的機(jī)械元件的目前尺寸被考慮不可減小，主要是因?yàn)橄駨较蛉~片的機(jī)械強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、公差和制造方法以及工具的可到達(dá)性等的明顯問題。本專利技術(shù)違反了這些技術(shù)偏見，提出了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)的特定尺寸的選擇，該選擇提供了顯著的性能和重量減少的改進(jìn)。為此，本專利技術(shù)提出了一種風(fēng)機(jī)，特別地用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)，其中該風(fēng)機(jī)包括在進(jìn)氣口處的風(fēng)機(jī)葉片、環(huán)形殼體、繞著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線旋轉(zhuǎn)和承載葉片的轂，在該轂內(nèi)部地界定和該環(huán)形殼體外部地界定的環(huán)形部分中，它相對(duì)于所述軸線徑向地延伸，其中所述轂包括風(fēng)機(jī)圓盤，該風(fēng)機(jī)圓盤在其外周邊具有與溝槽交替的基本上軸向的凸肋，其中葉片的根部接合在該溝槽中，其中所述
風(fēng)機(jī)具有900mm和1,550mm之間數(shù)值的進(jìn)氣口直徑，該進(jìn)氣口直徑匹配包含葉片徑向外端的圓形的直徑，并且所述風(fēng)機(jī)具有0.20和0.265之間數(shù)值的轂比率，該轂比率是在風(fēng)機(jī)葉片前緣的徑向內(nèi)端處的部分的內(nèi)界限的直徑除以進(jìn)氣口直徑的比率。特別地提供了具有數(shù)值范圍從900mm到1,200mm的進(jìn)氣口直徑，以在質(zhì)量方面獲得甚至更有利的結(jié)果。如以后將解釋的，這種外直徑的特定選擇是特別重要的技術(shù)偏見的問題。此外，本專利技術(shù)還提供了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的特定機(jī)械布置，其特別好地適于這種選擇尺寸。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子通常包括圓盤，該圓盤在其外周邊具有葉片，該葉片根部接合在圓盤外周邊中基本上軸向溝槽中。葉片徑向地保持在圓盤上，因?yàn)樗鼈兏康男螤钸m合圓盤的溝槽的形狀，例如，葉片根部是鳩尾榫形狀的。葉片間平臺(tái)安裝在風(fēng)機(jī)葉片之間的圓盤上。圓盤通常裝配有徑向地向內(nèi)延伸的平衡韭蔥式(leeks)。在目前技術(shù)中，在葉片上游和下游，通過使用在圓盤上安裝的裝置，將葉片軸向地保持在圓盤上，這防止葉片根部在圓盤的溝槽中軸向地移動(dòng)。位于葉片下游的保持裝置包括，例如，至少葉片根部鉤件，該鉤件接合在風(fēng)機(jī)下游所設(shè)置的低壓壓氣機(jī)的上游端部分中所機(jī)械加工的槽口中。為了使這些鉤件安裝在低壓壓氣機(jī)的槽口中，必須相對(duì)于葉片根部徑向地?cái)U(kuò)大圓盤溝槽。因此，可以在溝槽的底部中移動(dòng)葉片以及定位葉片根部鉤件相對(duì)于槽口徑向地對(duì)準(zhǔn)。隨后，使用在溝槽底部設(shè)置的足夠厚的墊片，可以在溝槽中徑向地升高葉片，以在槽口中接合葉片根部鉤件，并且保持葉片在頂部位置。位于上游的保持裝置包括例如固定于圓盤的上游端的插入式環(huán)形法蘭。該法蘭同軸地安裝在圓盤上以及包括卷曲部分，該卷曲部分與圓盤匹配卷曲部分配合。該法蘭將環(huán)軸向地阻擋在圓盤上，并且防止相對(duì)于圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。法蘭的外周邊軸向地支撐在葉片根部上，用于軸向地保持其在下游，而它的內(nèi)周邊則被應(yīng)用于和固定于圓盤的匹配環(huán)形夾件上。法蘭的外周邊還包括用于固定葉片間平臺(tái)的上游端的銷。葉片上游，安裝在圓盤上的基本上截頭圓錐形外殼內(nèi)部地界定渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的環(huán)形進(jìn)氣部分。該外殼包括在它下游端附近的徑向內(nèi)環(huán)形夾件，該內(nèi)環(huán)形夾件軸向地應(yīng)用于所述法蘭上并且通過螺栓與法蘭一起固定到圓盤法蘭的法蘭上。通過其它螺栓，截頭圓錐形罩在其上游部分上還安裝在所述外殼上，該螺栓接合在罩和外殼的夾件的孔洞中，孔洞位于徑向內(nèi)部，螺栓用于將外殼固定到圓盤。當(dāng)風(fēng)機(jī)具有小直徑時(shí)，不能使用這種結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，徑向空間不足以容納所有上述螺栓和夾件。更特別地，難以容納將罩固定在外殼上的螺栓和夾件。此外，使用徑向夾件，通過螺合在軸上的螺母，圓盤固定到傳動(dòng)軸，這種螺母必須使用工具徑向地可被到達(dá)，以安裝和拆卸風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子。為此，操作者必須在中心軸線周圍有足夠的空間。當(dāng)風(fēng)機(jī)具有小直徑時(shí)，上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)不能提供可到達(dá)用于在軸上固定圓盤的上述裝置。根據(jù)上述技術(shù)偏見，現(xiàn)有技術(shù)由此不允許形成具有本專利技術(shù)所限定的尺寸和轂比率的風(fēng)機(jī)。文獻(xiàn)EP 1357254也公開了一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其結(jié)構(gòu)具有大的徑向和軸向總體尺寸。文獻(xiàn)WO 2012/114032描述了一種結(jié)構(gòu)，使用連接到圓盤的環(huán)以及具有防止法蘭旋轉(zhuǎn)的軸向齒，該結(jié)構(gòu)允許具有小直徑的緊湊風(fēng)機(jī)的產(chǎn)生。然而，該結(jié)構(gòu)在總體重量和法蘭的穩(wěn)定性方面不完美，這表明葉片上游的軸向保持不是最佳的和完全有效的。此外，為了最佳化和減少總體尺寸的目的，當(dāng)圓盤包括上游夾件時(shí)，該結(jié)構(gòu)不適合，該上游夾件向內(nèi)延伸用于栓接截頭圓錐形罩和栓接環(huán)，防止軸向地保持葉片的法蘭轉(zhuǎn)動(dòng)。本專利技術(shù)的目的是提供針對(duì)該問題提供簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)濟(jì)的方案，包括這樣的可能地不依賴于上述和要求保護(hù)的進(jìn)氣口直徑和轂比率限制條件。為次目的，本專利技術(shù)提供了將要被安裝在葉片上游圓盤上的環(huán)形罩，以及用于軸向地保持葉片在圓盤上的裝置，該裝置包括在圓盤的環(huán)形溝槽中安裝以及對(duì)葉片根部形成軸向支撐的法蘭，該法蘭包括與圓盤的環(huán)形溝槽的卷曲徑向環(huán)形邊緣配合的卷曲徑向環(huán)形邊緣，以確保法蘭軸向鎖定在圓盤的環(huán)形溝槽中，以及用于旋轉(zhuǎn)地鎖定法蘭的裝置，該裝置包括具有耳狀物的環(huán)，該耳狀物徑向地向內(nèi)延伸以及在圓盤的上游徑向面上形成有緊固裝置，并且通過緊固裝置所述罩固定在圓盤上，該緊固裝置與用于緊固環(huán)的至少一些耳狀物在圓盤上的裝置部分地是共同的，其特征在于所述環(huán)還包括與擋塊配合的至少一個(gè)徑向突出部，該擋塊匹配法蘭，以相對(duì)于環(huán)旋轉(zhuǎn)地鎖定法蘭。上述結(jié)構(gòu)能夠比現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)更緊湊的組裝，因此允許罩、法蘭和圓盤之間緊固裝置的徑向地最遠(yuǎn)的定位和和集中，給圍繞的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)更大的柔韌性。而且，上述本專利技術(shù)中所用固定環(huán)比文獻(xiàn)WO 2012/114032中所用環(huán)具有更小質(zhì)量，因?yàn)樗鼪]有在下游方向上軸向地延伸的齒。根據(jù)特定的實(shí)施方式，圓盤包括向內(nèi)延伸以及具有對(duì)準(zhǔn)耳狀物中孔洞的孔洞的上游夾件，該孔洞用于通過螺釘以軸向地固定環(huán)在圓盤上。螺釘提供剛性連接，確保環(huán)和圓盤之間抗旋轉(zhuǎn)。環(huán)有利地包括圓柱形部分，徑向突出部從該圓柱形部分向外徑向地延伸，同時(shí)耳狀物從圓柱形部分的上游邊緣徑向地向內(nèi)延伸，環(huán)的圓柱形部分徑向地支撐在圓盤的所述夾件上。因此，環(huán)匹配夾件的形狀，在此處它被固定用于減小將環(huán)固定在圓盤上所需本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種風(fēng)機(jī)，特別地用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)，包括在進(jìn)氣口處的風(fēng)機(jī)葉片(132)、環(huán)形殼體、繞著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線(130)旋轉(zhuǎn)和承載葉片的轂，在該轂內(nèi)部地界定和該環(huán)形殼體(146)外部地界定的環(huán)形部分(144)中，其相對(duì)于所述軸線徑向地延伸，其中所述轂包括風(fēng)機(jī)圓盤(56)，該風(fēng)機(jī)圓盤(56)在其外周邊具有與溝槽(58)交替的基本上軸向的凸肋(140)，葉片的根部(138)接合在溝槽(58)中，其中所述風(fēng)機(jī)具有900mm和1550mm之間數(shù)值的進(jìn)氣口直徑(A)，該進(jìn)氣口直徑與包含葉片徑向外端的圓形的直徑匹配，并且所述風(fēng)機(jī)具有0.20和0.265之間數(shù)值的轂比率，該轂比率匹配在風(fēng)機(jī)葉片前緣的徑向內(nèi)端處的部分的內(nèi)界限的直徑(B)除以進(jìn)氣口直徑的比率。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2013.11.29 FR 13619061.一種風(fēng)機(jī)，特別地用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)，包括在進(jìn)氣口處的風(fēng)機(jī)葉片(132)、環(huán)形殼體、繞著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線(130)旋轉(zhuǎn)和承載葉片的轂，在該轂內(nèi)部地界定和該環(huán)形殼體(146)外部地界定的環(huán)形部分(144)中，其相對(duì)于所述軸線徑向地延伸，其中所述轂包括風(fēng)機(jī)圓盤(56)，該風(fēng)機(jī)圓盤(56)在其外周邊具有與溝槽(58)交替的基本上軸向的凸肋(140)，葉片的根部(138)接合在溝槽(58)中，其中所述風(fēng)機(jī)具有900mm和1550mm之間數(shù)值的進(jìn)氣口直徑(A)，該進(jìn)氣口直徑與包含葉片徑向外端的圓形的直徑匹配，并且所述風(fēng)機(jī)具有0.20和0.265之間數(shù)值的轂比率，該轂比率匹配在風(fēng)機(jī)葉片前緣的徑向內(nèi)端處的部分的內(nèi)界限的直徑(B)除以進(jìn)氣口直徑的比率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)，其特征在于：進(jìn)氣口直徑更特別地在900mm和1200mm之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)，其特征在于：它包括被安裝在葉片(132)上游圓盤(56)上的環(huán)形罩(96)，以及用于軸向地保持葉片在圓盤上的裝置，該裝置包括在圓盤的環(huán)形溝槽(62)中安裝以及對(duì)葉片根部(138)形成軸向支撐的法蘭(74)，該法蘭(74)包括與圓盤的環(huán)形溝槽(62)的卷曲徑向環(huán)形邊緣(64)配合的卷曲徑向環(huán)形邊緣(80)，以確保法蘭軸向鎖定在圓盤的環(huán)形溝槽中，以及用于旋轉(zhuǎn)地鎖定法蘭(74)的裝置，該裝置包括具有耳狀物(92)的環(huán)(86)，該耳狀物(92)徑向地向內(nèi)延伸以及在圓盤(56)的上游徑向面上形成有緊固裝置(68、94、70、72)，并且通過緊固裝置(100、68、94、70)，所述罩(96)固定在圓盤上，該緊固裝置(100、68、94、70)與用于緊固環(huán)的至少一些耳狀物(92)在圓盤上的裝置部分地是共同的，所述環(huán)(86)還包括與擋塊(84)配合的至少一個(gè)徑向突出部(90)，該擋塊匹配法蘭，以相對(duì)于環(huán)(86)旋轉(zhuǎn)地鎖定法蘭(74)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)，其特征在于：圓盤(56)包括向內(nèi)延伸以及具有對(duì)準(zhǔn)耳狀物(92)中孔洞(94)的孔洞(68)的上游夾件，該孔洞用于通過軸向螺釘(70、72)以形成在圓盤上固定環(huán)的裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)機(jī)，其特征在于：環(huán)(86)包括圓柱形部分(88)，徑向突出部(90)從該圓柱形部分(88)向外徑向地延伸，同時(shí)耳狀物(92)從圓柱形部分(88)的上游邊緣徑向地向內(nèi)延伸，環(huán)的圓柱形部分徑向地支撐在圓盤的所述夾件(66)上。6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一權(quán)利要求所述的風(fēng)機(jī)，其特征在于：與環(huán)的徑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克里斯托弗·波德里根，勞倫特·雅布隆斯基，菲利普·杰拉德·埃德蒙·喬利，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：斯奈克瑪，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：法國(guó);FR