[发明专利]安装定子叶片的装置和涡轮喷气发动机及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机领域，特别涉及旁路(bypass)涡轮喷气发动机。

飞机推进用的旁路涡轮喷气发动机包括风扇，一般是一种上游风扇，通过一个中央主环形部分输送环形气流，气流送入发动机，带动风扇运转，另外还包括旁路外部的环形部分，将气流排放到大气中，提供一种相当大的推力。风扇安装在一个风扇壳体内，外部地界定了旁路气流。主气流壳体在分隔前部处将主气流与旁路气流分开。

本发明涉及到定子叶片或导直叶片在风扇下游位置的固定和安装。

背景技术

涡轮喷气发动机上导直叶片的安装是一项中型发动机上已经掌握了的技术，诸如CFM型发动机。这种安装技术传统上称之为一项“嵌入/支撑”型安装。例如，用于在风扇壳体和主气流壳体之间在旁路流中安装导直叶片，目的是将旁路气流方向变直，这样就使其沿发动机轴线方向，如图1所示。

在一种应用中，例如像这种，定子叶片包括一个叶尖，形成一个带有两个边缘的平台，其中一个边缘形成了上游边缘，另一个形成了下游边缘，还包括翼面和叶根。风扇壳体包括圆周槽，该槽形成在壳体内壁上，带有上游侧面和下游侧面，叶尖通过平台在圆周槽内的接合而被固定。平台通过两个固定螺丝被固定在圆周槽内，翼面两个侧面的两边各一个螺丝，如图1所示。在翼面的另一端，叶片根部通过与主气流壳体内开口的接合而得到固定。

对于中型发动机来说，发动机的径向尺寸足以让机械师能够在主气流壳体和风扇壳体之间操纵叶片，也就是说，可以转动并平移叶片，而不会出现撞击壳体或已经安装好的叶片的风险。可以“从后边”接近叶片，即在旁路气流中的叶片的下游，使得维护作业和更换损坏叶片容易些。

通过与中型发动机相比较，对于一定数量的叶片来讲，风扇壳体周围叶片的线性密度在小型发动机上比较高，角度密度则相同。就定子叶片的安装而言，存在着一定程度的问题。

平台-其周围尺寸需要很大才能安装固定螺丝-在壳体周围都靠的很近。因此，很难将叶片插入发动机，特别是将叶片装入风扇壳体槽内时，可以横向移动的空间非常有限。平台固定螺丝位于翼面两个侧面的两侧，接合在两个相邻的翼面之间，采用螺丝拧紧设备很难接近这些螺丝。

发明内容

本发明的一个目的是减少这些不足，提出了一种可将定子叶片安装到环形壳体内的装置和方法，从而可以将叶片非常迅速地插入壳体并很简单地固定到位。

为此，本申请人提出了用于固定涡轮机定子叶片在涡轮机环形壳体内的装置，叶片包括叶尖，形成带有两个边缘的平台，其中一个边缘形成上游边缘，另一个形成下游边缘，还包括翼面和叶根；环形壳体包括圆周槽，该槽位于壳体内壁上，带有上游侧面和下游侧面，叶片通过平台在圆周槽内的接合而被固定，上游边缘抵住上游侧面，下游边缘抵住圆周槽的下游侧面，圆周槽的下游侧面呈狭槽状，沿上游方向轴向张开，平台的下游边缘啮合在所述下游侧面，并使用了一个固定机构，目的是将平台装入上游一侧的圆周槽内，其中，叶片包括在翼面和上游边缘之间的平台部分，这部分平台上带有透孔，用来安装所述固定机构。

有利地，圆周槽的下游侧面不需要任何附带的固定机构，这样就很容易将叶片插入壳体内并固定。固定机构只与翼面上游连接，可以使得叶片从发动机的前端固定，而不是从翼面的两侧固定。然后，固定机构可以很方便地用拧紧工具拧紧，从而可将平台非常迅速地固定到圆周槽内。

固定机构优选由一个或两个螺丝组成。

有利地，一个或两个螺丝都位于平台的上游端附近，从而可以将平台固定在圆周槽内。因为从上游端接近螺丝非常方便，所以也就很方便使用螺丝拧紧设备。

在平台的下游边缘和所述狭槽的底部之间优选使用一层弹性材料。

有利地，弹性材料的特点是可以在风扇的气流方向被叶片导直时阻尼叶片从上游向下游偏转。

本发明还涉及一种带有上游风扇的旁路涡轮喷气发动机，通过一套定子叶片来导直风扇转子下游的气流方向，转子叶片通过本发明所提出的装置来固定在风扇客体内。

叶片优选位于风扇壳体和主气流壳体之间，叶片的根部与所述主流壳体的开口相啮合，留有间隙；另外，使用了一个密封件来填充所述间隙。

有利地，所述间隙还可以很方便地用密封件填充，从而防止了气流冲入主气流壳体。

叶片和主气流壳体优选采用金属或复合材料制成。