專利名稱：安裝定子葉片的裝置和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，特別涉及旁路(bypass)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。 飛機(jī)推進(jìn)用的旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)包括風(fēng)扇， 一般是一種上游風(fēng)扇，通過一個(gè) 中央主環(huán)形部分輸送環(huán)形氣流，氣流送入發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)皿運(yùn)轉(zhuǎn)，另外還包括旁路 外部的環(huán)形部分，將氣流排放到大氣中，提供一種相當(dāng)大的推力。風(fēng)扇安裝在一個(gè) Kl殼體內(nèi)，外部地界定了旁路氣流。主氣流殼體在分隔前部處將主氣流與旁路氣 流分開。
本發(fā)明涉及至啶子葉片或?qū)е比~片在風(fēng)扇下游位置的固定和安裝。
背景技術(shù)：
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上導(dǎo)直葉片的安裝是一項(xiàng)中型發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)掌握了的技術(shù)，諸 如CFM型發(fā)動(dòng)機(jī)。這種安裝技術(shù)傳統(tǒng)上稱之為一項(xiàng)"嵌A/支撐"型安裝。例如， 用于在風(fēng)扇殼體和主氣流殼體之間在旁路流中安裝導(dǎo)直葉片，目的是將旁路氣流方 向變直，這樣就使其沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸線方向，如圖1所示。
在一種應(yīng)用中，例如像這種，定子葉片包括一個(gè)葉尖，形成一個(gè)帶有兩個(gè)邊 緣的平臺(tái)，其中一個(gè)邊緣形成了上游邊緣，另一個(gè)形成了下游邊緣，還包括翼面和 葉根。M殼體包括圓周槽，該槽形成在殼體內(nèi)壁上，帶有上游側(cè)面和下游頂靦， 葉^il過平臺(tái)在圓周槽內(nèi)的接合而被固定。平臺(tái)通過兩個(gè)固定螺絲被固定在圓周槽 內(nèi)，翼面兩個(gè)側(cè)面的兩邊各一個(gè)螺絲，如圖1所示。在翼面的另一端，葉片根部通 過與主氣流殼體內(nèi)開口的接合而得到固定。
對(duì)于中型發(fā)動(dòng)機(jī)來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的徑向尺寸足以讓機(jī)械師能夠在主氣流殼體和風(fēng) 扇殼體之間操縱葉片，也就是說，可以轉(zhuǎn)動(dòng)并平移葉片，而不會(huì)出現(xiàn)撞擊殼體或已 經(jīng)安裝好的葉片的風(fēng)險(xiǎn)?？梢?從后邊"接近葉片，即在旁路氣流中的葉片的下游， 使得維護(hù)作業(yè)和更換損壞葉片容易些。
通過與中型發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，對(duì)于一定數(shù)量的葉片來講，Rl殼體周圍葉片的線 性密度在小型發(fā)動(dòng)機(jī)上比較高，角度密度則相同。就定子葉片的安裝而言，存在著 一定程度的問題。
平臺(tái)一其周圍尺寸需對(duì)艮大才能安裝固定螺絲一在殼體周圍都靠的很近。因此， 很難將葉片插入發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是將葉片裝入，殼鵬內(nèi)時(shí)，可以橫向移動(dòng)的空間 非常有限。平臺(tái)固定螺絲位于翼面兩個(gè)側(cè)面的兩側(cè)，接合在兩個(gè)相鄰的翼面之間，
采用螺絲擰緊設(shè)備很難接近這些螺絲。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是^>這些不足，提出了一種可將定子葉片安裝到環(huán)形殼體內(nèi)的裝置和方法，從而可以將葉片非常mii地插入殼體并很簡(jiǎn)單地固定到位。為此，本申請(qǐng)人提出了用于固定渦輪機(jī)定子葉片在渦輪機(jī)環(huán)形殼體內(nèi)的裝置， 葉片包括葉尖，形成帶有兩個(gè)邊緣的平臺(tái)，其中一個(gè)邊緣形成上游邊緣，另一個(gè)形 成下游邊緣，還包括翼面和葉根；環(huán)形殼體包括圓周槽，該槽位于殼體內(nèi)壁上，帶有上游側(cè)面和下游側(cè)面，葉片通過平臺(tái)在圓周槽內(nèi)的接合而被固定，上游邊緣抵住 上游側(cè)面，下游邊緣抵住圓周槽的下游側(cè)面，圓周槽的下游側(cè)面呈狹槽狀，沿上游 方向軸向張開，平臺(tái)的下游邊緣嚙合在所述下游側(cè)面，并使用了一個(gè)固定機(jī)構(gòu)，目 的是將平臺(tái)裝入上游一側(cè)的圓周槽內(nèi)，其中，葉片包括在翼面和上游邊緣之間的平 臺(tái)部分，這部分平臺(tái)上帶有透孔，用來安裝所述固定機(jī)構(gòu)。有利地，圓周槽的下游側(cè)面不需要任何附帶的固定機(jī)構(gòu)，這樣就很容易將葉片 插入殼體內(nèi)并固定。固定機(jī)構(gòu)只與翼面上游連接，可以使得葉片從發(fā)動(dòng)機(jī)的前端固 定，而不是從翼面的兩偵個(gè)定。然后，固定機(jī)構(gòu)可以很方便地用擰緊工具擰緊，從 而可將平臺(tái)非常迅速地固定到圓周槽內(nèi)。固定機(jī)構(gòu)優(yōu)選由一個(gè)或兩個(gè)螺絲組成。有利地， 一個(gè)或兩個(gè)螺絲都位于平臺(tái)的上游端附近，從而可以將平臺(tái)固定在圓 周槽內(nèi)。因?yàn)閺纳嫌味私咏萁z非常方便，所以也就很方便使用螺絲擰緊設(shè)備。 在平臺(tái)的下游邊緣和所述狹槽的底部之間優(yōu)選使用一層彈性材料。 有利地，彈性材料的特點(diǎn)是可以在風(fēng)扇的氣流方向被葉片導(dǎo)直時(shí)阻尼葉片從上 游向下游偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明還涉及一種帶有上游j^的旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，通過一套定子葉片來 導(dǎo)直風(fēng)扇轉(zhuǎn)子下游的氣流方向，轉(zhuǎn)子葉片通過本發(fā)明所提出的裝置來固定在風(fēng)扇客體內(nèi)。葉片 位于 殼體和主氣流殼體之間，葉片的根部與所述主流殼體的開口相嚙合，留有間隙；另外，使用了一個(gè)密封件來填充所述間隙。有利地，所述間隙還可以很方便地用密封件填充，從而防止了氣流沖入主氣流殼體。葉片和主氣流殼體iM采用金屬或復(fù)合材料制成。本發(fā)明還涉及安裝該裝置葉片的方法，其中，葉片通過葉根接合在所述開口內(nèi)， 葉片采用這樣一種方式傾斜，從而可以使平臺(tái)的下游邊纟t^入圓周槽的下游狹槽內(nèi)， 葉片繞狹槽轉(zhuǎn)動(dòng)，將葉片折回上游，直到平臺(tái)的上游邊纟魏入圓周槽，平臺(tái)利用固 定機(jī)構(gòu)固定到殼體上。有利地，這種安裝方法可以很方便地將葉片安裝在風(fēng)扇殼體和主氣流殼體之 間，葉片相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸線的橫向移動(dòng)次數(shù)很有限，但同時(shí)又促成了葉片的徑向移 動(dòng)。密封件 預(yù)先安裝在翼面周圍，葉根附近。有利地，在安裝葉片時(shí)，無需將葉片傾斜，從而可以插入密封件，葉片在插入 時(shí)，密封件己經(jīng)滑裝到翼面上。在平臺(tái)的下游邊緣和所述狹槽的底部之間優(yōu)選使用一層彈性材料。 有利地，所述彈性材料層可以很方便地在葉片插入前固定到位，目的是防止葉片偏移。


下面結(jié)合附圖進(jìn)行如下介紹，從而可以更好地了解本發(fā)明。附圖如下 圖l為帶有導(dǎo)直葉片的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面圖，位于風(fēng)扇的下游，采用已有 技術(shù)的固定裝置固定；圖2為根據(jù)本發(fā)明固定在環(huán)形殼體內(nèi)的葉片的透視圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明葉片平臺(tái)固定到風(fēng)扇殼體上的透視圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明葉片固定至諷扇殼體上的剖面圖； 圖5為根據(jù)圖2葉根與主殼體內(nèi)的開口嚙合的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2，定子葉片IO，或?qū)е比~片IO，在此實(shí)施例中，是安裝在旁路渦輪 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的旁路氣流的管道上，在風(fēng)扇下游，J^殼體20和主流殼體30之間。 葉片10包括葉尖12，形成了帶有兩個(gè)邊緣的平臺(tái)14 ，上游邊緣141和下游邊緣 142，翼面11和葉根13。葉片10和主氣流殼體30在此是用金屬制成的，但是，它們同樣也可以用復(fù)合材料制成。葉片10徑向位于氣流中，葉根13指向發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線，翼面11包括前緣151 和后緣152，平臺(tái)14實(shí)際上與翼面11垂直。在此處平臺(tái)14由平行六面體形成，其厚度在上游邊緣141和下游邊緣142之 間縮小，上游邊緣141的端部在其上游端成一個(gè)臺(tái)階1411，位于與殼體20相接觸 的平臺(tái)端面上，所述臺(tái)階1411很容易將平臺(tái)14插入所述殼體20內(nèi)。下游邊緣帶有 一個(gè)圓形部分1421。平臺(tái)14上面帶有兩個(gè)通孔17、 18，位于上游邊緣141和翼面 11之間的平臺(tái)部分。通孔17和18均用來安裝固定機(jī)構(gòu)40。風(fēng)扇殼體20包括在其內(nèi)壁上形成的圓周槽23，平臺(tái)14就插入該槽內(nèi)。圓周槽 23包括上游側(cè)面21和下游側(cè)面22。下游側(cè)面22帶有一個(gè)狹槽，該狹纟曹帶有一個(gè)圓 形橫端面，在上游方向軸向張開。葉片IO通過其平臺(tái)14在圓周槽23內(nèi)的接合而被 固定，上游邊緣141則抵在上游側(cè)面21，下游邊緣142則抵住圓周槽23的下游側(cè) 面22上。下游邊緣142的圓形部分1421與狹槽22相配合。上游側(cè)面141和上游邊 緣21之間存在一個(gè)間隙，可以將平臺(tái)14很容易地插入圓周槽23內(nèi)。平臺(tái)14的下游邊緣142和所述狹槽22的底部之間設(shè)置了一層阻尼彈性材料 60。當(dāng)葉片10受到來自風(fēng)扇的空氣流的波動(dòng)時(shí)，彈性材料60能夠限制葉片10的偏 轉(zhuǎn)。這層彈性材料60包括一個(gè)固定片61 ，'該固定片徑向突出并與狹槽22附近的圓 周槽23內(nèi)壁處的缺口 25相配合，固定片61將彈性材料60固定在狹槽22的底部。平臺(tái)14通過螺絲40穿affi Ll7、 18被固定在圓周槽23內(nèi)，如圖3所示。參 照?qǐng)D4,此處兩個(gè)螺絲40都連接在上游端141處，從而將葉片12的葉尖12固定 到位。在葉片10的另一端，葉根13與主氣流殼體30內(nèi)的通 L31相銜接，帶有間隙， 如圖5所示。環(huán)形的密封件50在葉根13處滑過翼面11，這樣，就使得葉片10在 殼體30內(nèi)的接合實(shí)現(xiàn)氣密。因此，定子葉片10就可以從前部安裝。首先，彈性密封件60被插入下游狹槽22并固定到位，徑向突出片61伸入圓 周槽23的缺口 25內(nèi)。彈性材料60因此被固定到狹槽22的底部。然后，環(huán)形密封件50就經(jīng)過葉片10的葉根13滑過翼面11，葉根的安裝要高 于其最后位置，這樣就不會(huì)影響葉片10的葉根13的端部。而后，葉片10就向上以一個(gè)角度，^A主氣流殼體30的通孔31內(nèi)，葉根B 指向下游，密封件50沿翼面11高出。葉根被進(jìn)一步向下游方向推進(jìn)，比其在所述 殼體30內(nèi)的最終位置更向下游方向，這樣，就為葉片的氣流方向?qū)е北Ａ袅艘恍╅g 隙。然后，將葉片10的葉尖12向下游方向移動(dòng)，對(duì)其氣流方向進(jìn)行導(dǎo)直，葉根13 在開口31處導(dǎo)向，下游邊緣的圓形部分1421被插入圓周槽23的狹槽22內(nèi)，狹槽 22已經(jīng)覆蓋上一層彈性材料60。葉片10然后繞狹槽22旋轉(zhuǎn)，將葉片10沿上游方向返回，直到平臺(tái)14的上游 邊緣141與圓周槽23的底部相接觸，上游側(cè)面21和上游邊緣141之間的間隙可以 將平臺(tái)14很容易地插入圓周槽23。環(huán)形密封件50然后沿翼面11滑動(dòng)，密封件50填充了葉片10和通孔31之間 的間隙。密封件50此處是用彈性材料制成，在插入時(shí)得到壓縮，它和密封件50 — 旦位于葉片10和開口30之間時(shí)，便釋放壓力，這樣，葉片10在殼體20內(nèi)的接合 就實(shí)現(xiàn)氣密。最后，平臺(tái)14通過將螺絲40插入平臺(tái)14的上游邊緣141而被固定在殼體20
上，從而將平臺(tái)置于圓周槽23內(nèi)。用螺絲擰緊工具將螺絲擰緊，上游邊緣141可以隨時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)的上游邊接近。采用另一個(gè)方式時(shí)，在滑動(dòng)密封^牛50將其滑入到下部密封位置時(shí)，螺絲40也 可以部分地旋入平臺(tái)14內(nèi)，目的是在密封f牛50裝上后可以保留一些間隙。當(dāng)密封 件50安裝到位后，平臺(tái)14在圓周槽23內(nèi)的安裝就算完成，然后，整個(gè)裝置就是安 全的。在使用期間，，的氣流方向沿渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線被導(dǎo)直，密封件50可 以防止空氣沖入主氣流殼體30內(nèi)，彈性材料60層可阻尼葉片10的偏移。當(dāng)葉片10損壞時(shí)，按安裝步驟的相反順序可以很容易i艦行更換，如果發(fā)現(xiàn) 彈性材料60磨損，也可以很容易i似寸其進(jìn)行更換。如上所述，葉片10的安裝和拆卸方法非常適合殼體20周圍呈高線性葉片密度 的發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，這些方》封寺別適合于葉片10彼此非常靠近的小型發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種將渦輪機(jī)定子葉片固定到渦輪機(jī)環(huán)形殼體上的裝置，所述葉片包括葉尖，形成帶有兩個(gè)邊緣的平臺(tái)，其中一個(gè)邊緣形成上游邊緣，另一個(gè)邊緣形成下游邊緣，還包括翼面和葉根，所述環(huán)形殼體包括圓周槽，該圓周槽位于殼體內(nèi)壁上，帶有一個(gè)上游側(cè)面和一個(gè)下游側(cè)面，所述葉片通過所述平臺(tái)在所述槽內(nèi)的接合而被固定，所述上游邊緣抵住所述圓周槽的所述上游側(cè)面，而所述下游邊緣抵住所述圓周槽的所述下游側(cè)面，所述圓周槽的所述下游側(cè)面呈在上游方向軸向張開的狹槽的形狀，所述平臺(tái)的所述下游邊緣與所述下游側(cè)面相接合，并連接了一個(gè)固定機(jī)構(gòu)，用來將所述平臺(tái)固定在上游一側(cè)的所述圓周槽內(nèi)，其中，所述葉片包括在所述翼面和所述上游邊緣之間的平臺(tái)部分，這部分平臺(tái)上帶有透孔，用來安裝所述固定機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu)由一個(gè)螺絲組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu)由兩個(gè)螺絲組成。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求所述的任一種裝置，其特征在于包括在所述平臺(tái)的所 述上游邊緣和所述狹槽底部之間的一層彈性材料。
5. —種旁路渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，帶有上游風(fēng)扇，包括一套定子葉片，對(duì)所述風(fēng) 扇轉(zhuǎn)子下游的氣流進(jìn)行導(dǎo)直，通過上述權(quán)利要求所述的任一種裝置將轉(zhuǎn)子葉片固定 在所述M^殼體內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述葉片位于所述 M殼體和戶，主氣流殼體之間，所述葉片根部與所述主氣流殼體內(nèi)的開口嚙合， 留有間隙，密封件用于填充所述間隙。
7. 根據(jù)權(quán)禾腰求5或者6所述的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片和所述主氣流殼體都采用金屬或復(fù)合材料制成。
8. —種將定子葉片安裝到權(quán)利要求5至7所述的任一種渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的方法，其特征在于所述葉片通過爿;M葉根嚙合在所述開口內(nèi)，所述葉片采用這樣一種方式傾斜，從而可以使所述平臺(tái)的所述下游邊纟t^A所述圓周槽的所述下游狹槽內(nèi)，所述葉片繞戶，狹槽轉(zhuǎn)動(dòng)，將所述葉片返回到上游，直到所述平臺(tái)的所述上 游邊,入所述圓周槽，所述平臺(tái)利用所述固定機(jī)構(gòu)固定到所述殼體上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于戶，密封件預(yù)先安裝在所述翼面周圍，所述葉根附近。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的方法，其特征在于在戶脫平臺(tái)下游邊緣和所述狹槽底部之間使用了一層彈性材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將渦輪定子葉片安裝到渦輪機(jī)環(huán)形殼體(20)內(nèi)的裝置，所述葉片包括葉尖，形成帶有兩個(gè)邊緣(141，142)的平臺(tái)(14)，其中一個(gè)邊緣形成上游邊緣(141)，另一個(gè)邊緣形成下游邊緣(142)，還包括翼面(11)和葉根(13)，環(huán)形殼體(20)包括圓周槽(23)，該圓周槽位于殼體內(nèi)壁，帶有上游側(cè)面(21)和下游側(cè)面(22)，所述葉片通過平臺(tái)(14)在圓周槽(23)內(nèi)的接合而固定，上游邊緣抵住圓周槽(23)的上游側(cè)面(21)，而下游邊緣抵住圓周槽(23)的下游側(cè)面(22)，圓周槽(23)的下游側(cè)面(22)呈狹槽(22)形狀，沿上游方向軸向張開，平臺(tái)的下游邊緣(23)與所述下游側(cè)面(22)相銜接，另外還使用了一個(gè)固定機(jī)構(gòu)(40)，目的是將平臺(tái)(14)固定在上游一側(cè)的圓周槽內(nèi)，其中，葉片包括一個(gè)在翼面(11)和上游邊緣之間的平臺(tái)部分(14)，這部分平臺(tái)上帶有透孔(17)，用來安裝所述固定機(jī)構(gòu)(40)。
文檔編號(hào)F01D9/02GK101153547SQ20071015169
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者奧利維爾·貝爾芒 申請(qǐng)人:斯奈克瑪