[发明专利]与相对应的环形段绝缘的涡轮发动机外壳的环形凸缘

说明书

本发明涉及诸如涡轮螺浆发动机或涡轮喷气发动机的涡轮发动机的涡轮级。

涡轮发动机的低压涡轮机包括多级，每一级具有由一排由外壳支撑的环形固定叶片形成的喷嘴，以及装有叶片的叶轮，该装有叶片的叶轮安装于所述喷嘴下游，并在由环形段形成的圆柱或截头圆锥形的壳层中旋转，所述环形段首尾相连环绕地固定于外壳上。

离开涡轮发动机的燃烧室的热气在压力作用下穿过所述喷嘴的叶片之间，并且流过所述涡轮机叶轮的叶片，由此，产生了使得所述由环形段所组成的壳层温度升高的影响。

正如申请人为本案申请人的第FR 2 899 273号专利文件中所描述的，所述外壳具有至少一个用于与所述环形段的下游端部相连接的环形凸缘。

在公知的方法中，每一个环形段具有下游端部，所述下游端部形成有由上游环形支承面、下游环形支承面以及底壁所限定的环形腔，所述环形腔与所述外壳的环形凸缘相接合，而所述环形段则通过环形腔的环形支承面以轴向位置而被支持于所述凸缘上。

所述外壳的环形凸缘与每一个环形段之间的接触面积较大，所以所述环形段大部分的热量通过所述环形凸缘而被传导至所述外壳。在转动过程中，其有可能达到730℃，这一温度为所使用的材料可以接受的极限值。

这导致了所述环形凸缘和和所述外壳存在损坏的极大风险。

本发明特别的目的在于提供一种针对该问题的简单、有效、低成本的解决方法。

为此目的，本发明提供了涡轮发动机的涡轮级，所述涡轮级包括安装于由外壳所支撑的分段圆环(sectorized ring)内侧的叶轮，每一个所述环形段具有下游端部，而所述下游端部形成有由上游环形支承面、下游环形支承面以及底壁所限定的环形腔，为了与所述环形段的下游端部相连接，所述外壳具有至少一个容置于所述环形腔中的环形凸缘，所述涡轮级特征在于，所述环形段的环形腔的底壁与所述外壳的环形凸缘被径向分开，以在它们之间提供热绝缘空间，并且该底壁包括有作用于所述环形凸缘的径向定位装置。

在该方式中，所述环形凸缘以及每一个环形段之间的接触面积大幅地减小，因此限制了所述环形凸缘的升温，从而大大地限制了所述外壳的升温。

在本发明的一个实施方式中，所述径向定装置包括至少两个突出于所述环形腔底壁的突出物。

由此，所述环形段与环形凸缘之间的接触面积被限制为所述突出物端部的区域。

有益地，所述突出物被设置于所述底壁的环形端部。

这使得确保所述环形段相对于所述环形凸缘被适当地定位成为可能。然而，由于所述环形段的环向扩张大于所述环形凸缘的环向扩张，当涡轮发动机工作时，所述突出物与所述环形凸缘之间会发生相对运动，由此在它们之间产生了磨擦和磨损。

根据本发明的另外一个技术特征，所述突出物被设置于与所述底壁的轴向中平面相隔有一定距离的位置，以确保所述环形段呈径向适当地被放置。

优选地，所述突出物设置于所述底壁的轴向中平面与环形端部之间，以限制上述相互接触的部分之间的磨损。

对于每一个环形支承面来说，有益的是：其包括在所述环形段的整个圆周上延伸的径向表面，所述外壳的环形凸缘被无间隙地安装于所述环形段的环形支承面的径向表面之间。

这在所述环形凸缘与所述环形段之间提供了密封。

所述突出物可为矩形。

对于外壳的环形凸缘来说，有益的是：其在所述支承面之间被轴向地挤压，以确保所述环形段抵靠于所述外壳的适当的位置。

优选地，所述突出物的接触面积与所述环形腔底壁面积之间的比值在0.1到0.25之间。

本发明也提供了诸如涡轮螺浆发动机或涡轮喷气发动机的涡轮发动机，所述涡轮发动机的特征在于包括本发明所述的涡轮级。

通过阅读如下以非限制性的实施方式做出的说明以及参考说明书附图能够更好地理解本发明，本发明的其它细节、优点以及特征也得以呈现。其中：

图1为现有技术中的低压涡轮机的轴向剖面局部示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图2的放大图，其示出了环形段的下游端部是如何安装于所述外壳的环形凸缘上的；

图4为与图3相对应的并且示出了本发明的示图；

图5为本发明所述环形段的局部透视图；

图6为图5中的环形段的透视图。