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涡轮罩片

阅读:409发布:2020-05-11

专利汇可以提供涡轮罩片专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种结合在燃气 涡轮 发动机 中的罩片,用于抑制热燃气对涡轮箱的影响,该涡轮箱具有与罩片接合的凹槽和钩。罩片设有:弧形支承板,该支承板的前端由凹槽 支撑 ,以允许 燃气涡轮发动机 轴向位移;在支承板外表面上沿周向形成的狭槽,该狭槽与钩接合,以进行轴向固定;和 接触 元件,一体地形成在支承板的内表面上,用于与旋转涡轮 叶片 接触。狭槽构造为满足不等式v<t≤(v+0.1mm),其中v为钩的长度,t为狭槽的宽度。,下面是涡轮罩片专利的具体信息内容。

1.一种罩片,用于结合在燃气涡轮发动机中,以抑制热燃气对涡轮箱的 影响,该涡轮箱具有接合罩片的凹槽和钩,该罩片包括:
弧形支承板,该支承板的前端由所述凹槽支撑,以允许燃气涡轮发动机 轴向位移;
在支承板外表面上沿周向形成的狭槽,该狭槽与所述钩接合,以进行轴 向固定;和
接触元件,一体地形成在支承板的内表面上,用于接触旋转涡轮叶片
其中,所述狭槽的尺寸构造为满足不等式v2.如权利要求1所述的罩片,还包括:
在支承板的前端上一体地形成并轴向向前突出的环形片钩,该片钩可滑 动地接合所述凹槽。
3.如权利要求2所述的罩片,还包括:
自一弧形突缘轴向向前突出的环形片突缘,所述弧形突缘自支承板的前 端径向向内伸出,用于支撑在罩片前面并邻近罩片设置的涡轮喷嘴外圈
4.如权利要求3所述的罩片,其中:
所述片突缘构造为满足不等式2k≤s≤2.8k,其中k为所述片钩的长 度,s为所述片突缘的长度。

说明书全文

技术领域

发明涉及飞机等的燃气涡轮发动机,尤其涉及燃气涡轮发动机的涡轮 罩的罩片。

背景技术

飞机等的燃气涡轮发动机的涡轮设有多级涡轮罩,用于抑制热燃气对涡 轮箱的影响。涡轮罩直接暴露于热燃气,从而在那里可能被施加严重的热应 。一般地,为了避免额外的热应力,各涡轮罩都被分割。多个罩片组合形 成各涡轮罩。
各罩片都设有支承板,作为其主体,并以弧形形成。支承板的前端可移 动地固定于涡轮箱,其中该前端可沿涡轮轴线方向移动。支承板的后端不可 移动地固定于涡轮箱。这一固定方式允许轴线方向的支承板的热位移。支承 板的内表面一体地设有接触元件,用于与旋转的涡轮叶片接触,该内表面形 成为蜂窝状或类似形状。
涡轮箱设有后箱钩,并且具有C字截面形状的C形夹支撑支承板的后 端与后箱钩,其方式为支承板的后端的外表面与后箱钩的内表面接触。从 而,支承板的后端固定到涡轮箱,其间的轴向间隙被密封,使从那里通过的 向涡轮箱的热燃气的流动得到抑制。
罩片和涡轮箱使涡轮箱免受热燃气的影响。
相关技术公开在日本专利申请公开号H11-62509中。

发明内容

在罩片的支承板因大的热应力而变得弯曲不足的情况下,其后端与涡轮 箱之间的轴向间隙变宽。这可导致减弱C形夹对空隙的密封。涡轮箱不能充 分防止热燃气的影响。同时,C形夹本身导致涡轮发动机的重量增加。
本发明实现了上述问题的解决,并用于提供一种罩片,其有效地抑制热 燃气对涡轮箱的影响,而无需具有C形夹。
根据本发明的第一个技术方案,一种罩片,用于结合在燃气涡轮发动机 中,以抑制热燃气对涡轮箱的影响,该涡轮箱具有与罩片接合的凹槽和钩, 罩片设有:弧形支承板,该支承板的前端由凹槽支撑,以允许燃气涡轮发动 机轴向位移;在支承板外表面上沿周向形成的狭槽,该狭槽与钩接合,以进 行轴向固定;和接触元件,一体地形成在支承板的内表面上,用于与旋转涡 轮叶片接触。狭槽构造为满足不等式v优选地,该罩片还设有在支承板的前端上一体地形成并沿轴向向前突出 的环形片钩,该片钩与凹槽可滑动地接合。
更优选地,该罩片还设有从弧形突缘轴向向前突出的环形突缘,弧形突 缘从支承板的前端径向向内伸出,用于支撑在罩片前面并邻近罩片设置的涡 轮喷嘴外圈
再优选地,环形突缘构造为满足不等式2k≤s≤2.8k,其中k为环形片 钩的长度,s为环形突缘的长度。
附图说明
图1为图6的箭头I处的根据本发明的实施例的罩片的剖视图;
图2为图1的箭头II处的绕罩片后端的罩片的放大图;
图3为图1的箭头III处的绕罩片前端的罩片的放大图;
图4为罩片的正面图;
图5为罩片的俯视图;以及
图6为装有罩片的飞机的低压涡轮的剖视图。

具体实施方式

下面将参考图1至6描述本发明的实施例。在整个说明书中,方向的定 义,比如前和后,与实际使用中的元件的方向一致。例如,前端在图1至3 和6中表示在左手边。内和外通过邻近和远离涡轮发动机的轴线而定义。
现在参见图6。飞机的涡轮发动机的低压涡轮1设有涡轮箱3。涡轮箱3 设有主涡轮箱5以及与涡轮箱5的后端一体连接的后涡轮箱7。主涡轮箱5 的前端与高压涡轮箱9连接。
用于调整热燃气的多个涡轮喷嘴13、15和17固定并容纳在主涡轮箱5 中。各涡轮喷嘴13、15和17都被分割为多个喷嘴段(nozzle segment),其 端与端对接而形成完整的环。多个涡轮转子交替地与涡轮喷嘴13、15及17 一起布置,并分别设有涡轮叶片19、21、23及25。涡轮转子统一地旋转, 并连接到低压压缩机(未示出)的转子以及扇(未示出)的风扇转子。涡 轮罩27、29、31和33分别绕涡轮转子布置。各涡轮罩27、29、31及33都 被分割为多个罩片,其端与端对接而形成完整的环。
具有能量的热燃气从燃烧室(未示出)提供到低压涡轮1,以旋转涡轮 转子,其中低压压缩机和风扇连接到涡轮转子。从而,低压涡轮1从热燃气 中提取能量,并将它转换为驱动低压压缩机和风扇的能量。
图1至5中所示的罩片35分割自第二涡轮罩29。各罩片35设有以弧形 形成的支承板37。
片钩41以环状一体地形成在支承板37的前端上,并向前突出。片钩41 可以可滑动地配合到形成在主涡轮箱5的内表面上的凹槽39。间隙形成在片 钩41的前端与凹槽39的底部之间,以允许支承板37沿横向的热位移。从 而支承板37的前端由主涡轮箱5可移动地支撑。
如图1和3中所示,环状形成的片突缘45从弧形突缘的内周沿轴线向 前突出,该弧形突缘从支承板37的前端一体地径向向内(即,向低压涡轮1 的轴线)伸出。片突缘45构造为支撑在罩片35前面并邻近罩片35布置的 涡轮喷嘴13的外圈43。片突缘45与片钩41构造为满足下述的特定关系。 为了有效地抑制热燃气流动,片突缘45应该与片钩41关联地较长。优选地 应该满足不等式2k≤s,如图3中所示,其中k为片钩41的长度,s为片突 缘45的长度。为了避免提供超长的突缘,长度s应该较小。优选地应该满 足不等式s≤2.8k。因此,片突缘45与片钩41构造为满足不等式2k≤s≤ 2.8k。
如图4和5中所示,片突缘45设有凹部47,由此,固定到主涡轮箱5 的销钉49被接合,从而其相对旋转被钉固。
如图1和2中所示,在支承板37的后端处及外表面上,沿周向形成片 槽53,以紧固地与主涡轮5的箱钩51连接。片槽53主要由朝后的第一表面 53fa、与第一表面53fa相对的第二表面53fb以及朝外的第三表面53fc。在 第三表面53fc上,沿周向形成突棱55,以可滑动地接触箱钩51。
片槽53构造为即便在罩片35沿轴向热位移时也有效地密封片槽53与 箱钩51之间的轴向间隙。为了获得这一功能,第一表面53fa和第二表面 53fb都被机械修整,以满足不等式v支承板37的内表面一体地设有蜂巢单元57,用于接触旋转涡轮叶片21 的端片。蜂巢单元57的后端可滑动地与在蜂巢单元57后部中并邻近蜂巢单 元57布置的涡轮喷嘴15接合。涡轮喷嘴15设有与箱钩51可滑动地接合的 外圈59。从而,罩片35和涡轮喷嘴15共同与箱钩51接合,从而后部37的 后端由箱钩51固定地支撑。
后部37的两侧表面都分别设有密封槽63。类似地,片突缘45的两个侧 表面都分别设有与密封槽63相通的密封槽65。密封槽63和65接收塞缝片 密封板61,用于密封热燃气。
下面将描述根据本实施例的罩片35的工作方式和效果。
片槽53的尺寸设计为满足不等式v片突缘45向前突出,并布置在片钩41的内侧处,从而片突缘45有效 地抑制热燃气向片钩41流动。由热燃气造成的片突缘45的热位移被抑制, 向低压涡轮箱3的热燃气流也被抑制。如上所述,片突缘45与片钩41构造 为满足不等式2k≤s≤2.8k,其中k为片钩41的长度,s为片突缘45的长 度。从而,无需提供过长的突缘,向片钩41的热燃气流也被有效地抑制。
即便无需比如C形夹的任何附加元件,本实施例的罩片35也可以有效 地抑制热燃气流对低压涡轮箱3的影响。由于省略了这一附加元件,所以可 获得低压涡轮1的重量减小。
尽管本发明通过参考本发明的某些实施例而被如上地描述,但本发明并 不限于上述实施例。本领域技术人员根据上述教导,会做出上述实施例的改 进和变化。
工业适用性
根据本发明的罩片有效地抑制由热燃气造成的对涡轮箱的影响,而无需 具有C形夹。
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