專利名稱：渦輪罩片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)等的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，尤其涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的渦輪罩的罩片。
背景技術(shù)：
飛機(jī)等的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的渦輪設(shè)有多級渦輪罩，用于抑制熱燃?xì)鈱u輪箱的影響。渦輪罩直接暴露于熱燃?xì)?，從而在那里可能被施加?yán)重的熱應(yīng)力。一般地，為了避免額外的熱應(yīng)力，各渦輪罩都被分割。多個罩片組合形成各渦輪罩。
各罩片都設(shè)有支承板，作為其主體，并以弧形形成。支承板的前端可移動地固定于渦輪箱，其中該前端可沿渦輪軸線方向移動。支承板的后端不可移動地固定于渦輪箱。這一固定方式允許軸線方向的支承板的熱位移。支承板的內(nèi)表面一體地設(shè)有接觸元件，用于與旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片接觸，該內(nèi)表面形成為蜂窩狀或類似形狀。
渦輪箱設(shè)有后箱鉤，并且具有C字截面形狀的C形夾支撐支承板的后端與后箱鉤，其方式為支承板的后端的外表面與后箱鉤的內(nèi)表面接觸。從而，支承板的后端固定到渦輪箱，其間的軸向間隙被密封，使從那里通過的向渦輪箱的熱燃?xì)獾牧鲃拥玫揭种啤?br> 罩片和渦輪箱使渦輪箱免受熱燃?xì)獾挠绊憽?br> 相關(guān)技術(shù)公開在日本專利申請公開號H11-62509中。

發(fā)明內(nèi)容
在罩片的支承板因大的熱應(yīng)力而變得彎曲不足的情況下，其后端與渦輪箱之間的軸向間隙變寬。這可導(dǎo)致減弱C形夾對空隙的密封。渦輪箱不能充分防止熱燃?xì)獾挠绊憽Ｍ瑫r，C形夾本身導(dǎo)致渦輪發(fā)動機(jī)的重量增加。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述問題的解決，并用于提供一種罩片，其有效地抑制熱燃?xì)鈱u輪箱的影響，而無需具有C形夾。
根據(jù)本發(fā)明的第一個技術(shù)方案，一種罩片，用于結(jié)合在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中，以抑制熱燃?xì)鈱u輪箱的影響，該渦輪箱具有與罩片接合的凹槽和鉤，罩片設(shè)有弧形支承板，該支承板的前端由凹槽支撐，以允許燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)軸向位移；在支承板外表面上沿周向形成的狹槽，該狹槽與鉤接合，以進(jìn)行軸向固定；和接觸元件，一體地形成在支承板的內(nèi)表面上，用于與旋轉(zhuǎn)渦輪葉片接觸。狹槽構(gòu)造為滿足不等式v＜t≤(v+0.1mm)，其中v為鉤的長度，t為狹槽的寬度。
優(yōu)選地，該罩片還設(shè)有在支承板的前端上一體地形成并沿軸向向前突出的環(huán)形片鉤，該片鉤與凹槽可滑動地接合。
更優(yōu)選地，該罩片還設(shè)有從弧形突緣軸向向前突出的環(huán)形突緣，弧形突緣從支承板的前端徑向向內(nèi)伸出，用于支撐在罩片前面并鄰近罩片設(shè)置的渦輪噴嘴的外圈。
再優(yōu)選地，環(huán)形突緣構(gòu)造為滿足不等式2k≤s≤2.8k，其中k為環(huán)形片鉤的長度，s為環(huán)形突緣的長度。


圖1為圖6的箭頭I處的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的罩片的剖視圖；圖2為圖1的箭頭II處的繞罩片后端的罩片的放大圖；圖3為圖1的箭頭III處的繞罩片前端的罩片的放大圖；圖4為罩片的正面圖；圖5為罩片的俯視圖；以及圖6為裝有罩片的飛機(jī)的低壓渦輪的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1至6描述本發(fā)明的實(shí)施例。在整個說明書中，方向的定義，比如前和后，與實(shí)際使用中的元件的方向一致。例如，前端在圖1至3和6中表示在左手邊。內(nèi)和外通過鄰近和遠(yuǎn)離渦輪發(fā)動機(jī)的軸線而定義。
現(xiàn)在參見圖6。飛機(jī)的渦輪發(fā)動機(jī)的低壓渦輪1設(shè)有渦輪箱3。渦輪箱3設(shè)有主渦輪箱5以及與渦輪箱5的后端一體連接的后渦輪箱7。主渦輪箱5的前端與高壓渦輪箱9連接。
用于調(diào)整熱燃?xì)獾亩鄠€渦輪噴嘴13、15和17固定并容納在主渦輪箱5中。各渦輪噴嘴13、15和17都被分割為多個噴嘴段(nozzle segment)，其端與端對接而形成完整的環(huán)。多個渦輪轉(zhuǎn)子交替地與渦輪噴嘴13、15及17一起布置，并分別設(shè)有渦輪葉片19、21、23及25。渦輪轉(zhuǎn)子統(tǒng)一地旋轉(zhuǎn)，并連接到低壓壓縮機(jī)(未示出)的轉(zhuǎn)子以及風(fēng)扇(未示出)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。渦輪罩27、29、31和33分別繞渦輪轉(zhuǎn)子布置。各渦輪罩27、29、31及33都被分割為多個罩片，其端與端對接而形成完整的環(huán)。
具有能量的熱燃?xì)鈴娜紵?未示出)提供到低壓渦輪1，以旋轉(zhuǎn)渦輪轉(zhuǎn)子，其中低壓壓縮機(jī)和風(fēng)扇連接到渦輪轉(zhuǎn)子。從而，低壓渦輪1從熱燃?xì)庵刑崛∧芰?，并將它轉(zhuǎn)換為驅(qū)動低壓壓縮機(jī)和風(fēng)扇的能量。
圖1至5中所示的罩片35分割自第二渦輪罩29。各罩片35設(shè)有以弧形形成的支承板37。
片鉤41以環(huán)狀一體地形成在支承板37的前端上，并向前突出。片鉤41可以可滑動地配合到形成在主渦輪箱5的內(nèi)表面上的凹槽39。間隙形成在片鉤41的前端與凹槽39的底部之間，以允許支承板37沿橫向的熱位移。從而支承板37的前端由主渦輪箱5可移動地支撐。
如圖1和3中所示，環(huán)狀形成的片突緣45從弧形突緣的內(nèi)周沿軸線向前突出，該弧形突緣從支承板37的前端一體地徑向向內(nèi)(即，向低壓渦輪1的軸線)伸出。片突緣45構(gòu)造為支撐在罩片35前面并鄰近罩片35布置的渦輪噴嘴13的外圈43。片突緣45與片鉤41構(gòu)造為滿足下述的特定關(guān)系。為了有效地抑制熱燃?xì)饬鲃?，片突?5應(yīng)該與片鉤41關(guān)聯(lián)地較長。優(yōu)選地應(yīng)該滿足不等式2k≤s，如圖3中所示，其中k為片鉤41的長度，s為片突緣45的長度。為了避免提供超長的突緣，長度s應(yīng)該較小。優(yōu)選地應(yīng)該滿足不等式s≤2.8k。因此，片突緣45與片鉤41構(gòu)造為滿足不等式2k≤s≤2.8k。
如圖4和5中所示，片突緣45設(shè)有凹部47，由此，固定到主渦輪箱5的銷釘49被接合，從而其相對旋轉(zhuǎn)被釘固。
如圖1和2中所示，在支承板37的后端處及外表面上，沿周向形成片槽53，以緊固地與主渦輪5的箱鉤51連接。片槽53主要由朝后的第一表面53fa、與第一表面53fb相對的第二表面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，以可滑動地接觸箱鉤51。
片槽53構(gòu)造為即便在罩片35沿軸向熱位移時也有效地密封片槽53與箱鉤51之間的軸向間隙。為了獲得這一功能，第一表面53fa和第二表面53fb都被機(jī)械修整，以滿足不等式v＜t≤(v+0.1mm)，如圖2中所示，其中箱鉤51的長度為v，片槽53的寬度為t。
支承板37的內(nèi)表面一體地設(shè)有蜂巢單元57，用于接觸旋轉(zhuǎn)渦輪葉片21的端片21a。蜂巢單元57的后端可滑動地與在蜂巢單元57后部中并鄰近蜂巢單元57布置的渦輪噴嘴15接合。渦輪噴嘴15設(shè)有與箱鉤51可滑動地接合的外圈59。從而，罩片35和渦輪噴嘴15共同與箱鉤51接合，從而后部37的后端由箱鉤51固定地支撐。
后部37的兩側(cè)表面都分別設(shè)有密封槽63。類似地，片突緣45的兩個側(cè)表面都分別設(shè)有與密封槽63相通的密封槽65。密封槽63和65接收塞縫片密封板61，用于密封熱燃?xì)狻?br> 下面將描述根據(jù)本實(shí)施例的罩片35的工作方式和效果。
片槽53的尺寸設(shè)計為滿足不等式v＜t≤(v+0.1mm)，其中v為箱鉤51的長度，t為片槽53的寬度。從而，即便在支承板37因大熱應(yīng)力而變得彎曲不足時，也防止箱鉤51與片槽53之間的軸向間隙變寬。經(jīng)由支承板37的后端的流向主渦輪箱5的熱燃?xì)獗挥行У匾种啤Ｒ种茻崛細(xì)饬鞑恍枰魏胃郊拥脑?，比如C形夾。
片突緣45向前突出，并布置在片鉤41的內(nèi)側(cè)處，從而片突緣45有效地抑制熱燃?xì)庀蚱^41流動。由熱燃?xì)庠斐傻钠痪?5的熱位移被抑制，向低壓渦輪箱3的熱燃?xì)饬饕脖灰种?。如上所述，片突?5與片鉤41構(gòu)造為滿足不等式2k≤s≤2.8k，其中k為片鉤41的長度，s為片突緣45的長度。從而，無需提供過長的突緣，向片鉤41的熱燃?xì)饬饕脖挥行У匾种啤?br> 即便無需比如C形夾的任何附加元件，本實(shí)施例的罩片35也可以有效地抑制熱燃?xì)饬鲗Φ蛪簻u輪箱3的影響。由于省略了這一附加元件，所以可獲得低壓渦輪1的重量減小。
盡管本發(fā)明通過參考本發(fā)明的某些實(shí)施例而被如上地描述，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述教導(dǎo)，會做出上述實(shí)施例的改進(jìn)和變化。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明的罩片有效地抑制由熱燃?xì)庠斐傻膶u輪箱的影響，而無需具有C形夾。
權(quán)利要求
1.一種罩片，用于結(jié)合在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中，以抑制熱燃?xì)鈱u輪箱的影響，該渦輪箱具有接合罩片的凹槽和鉤，該罩片包括弧形支承板，該支承板的前端由所述凹槽支撐，以允許燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)軸向位移；在支承板外表面上沿周向形成的狹槽，該狹槽與所述鉤接合，以進(jìn)行軸向固定；和接觸元件，一體地形成在支承板的內(nèi)表面上，用于接觸旋轉(zhuǎn)渦輪葉片；其中，所述狹槽構(gòu)造為滿足不等式v＜t≤(v+0.1mm)，其中v為所述鉤的長度，t為所述狹槽的寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的罩片，還包括在支承板的前端上一體地形成并軸向向前突出的環(huán)形片鉤，該片鉤可滑動地接合所述凹槽。
3.如權(quán)利要求2所述的罩片，還包括自一弧形突緣軸向向前突出的環(huán)形片突緣，所述弧形突緣自支承板的前端徑向向內(nèi)伸出，用于支撐在罩片前面并鄰近罩片設(shè)置的渦輪噴嘴的外圈。
4.如權(quán)利要求3所述的罩片，其中所述片突緣構(gòu)造為滿足不等式2k≤s≤2.8k，其中k為所述片鉤的長度，s為所述片突緣的長度。
全文摘要
一種結(jié)合在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的罩片，用于抑制熱燃?xì)鈱u輪箱的影響，該渦輪箱具有與罩片接合的凹槽和鉤。罩片設(shè)有弧形支承板，該支承板的前端由凹槽支撐，以允許燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)軸向位移；在支承板外表面上沿周向形成的狹槽，該狹槽與鉤接合，以進(jìn)行軸向固定；和接觸元件，一體地形成在支承板的內(nèi)表面上，用于與旋轉(zhuǎn)渦輪葉片接觸。狹槽構(gòu)造為滿足不等式v＜t≤(v+0.1mm)，其中v為鉤的長度，t為狹槽的寬度。
文檔編號F01D5/22GK1816681SQ200480018948
公開日2006年8月9日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者田中崇 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社