專利名稱：用于具有可變斜度葉片的螺旋槳的轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于具有可變斜度葉片的螺旋槳的轂，其用于無管道風(fēng)扇或敞開式電動機類型的渦輪機。
背景技術(shù)：
這種類型的渦輪機的風(fēng)扇典型地包括共軸的外部上游和下游反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳， 每個螺旋槳由渦輪機渦輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)并大致沿徑向延伸到渦輪機的機艙之外。每個螺旋槳包括轂，轂包括渦輪轉(zhuǎn)子元件，和固定到所述轉(zhuǎn)子元件并具有大致徑向圓柱形洞眼的多邊形環(huán)，所述洞眼圍繞渦輪機縱軸線分布并接納螺旋槳葉片。所述葉片可在多邊形環(huán)的洞眼中轉(zhuǎn)動，并通過適合機構(gòu)驅(qū)動而圍繞葉片軸線旋轉(zhuǎn)，以基于渦輪機的操作狀況調(diào)節(jié)葉片的角度斜度而進行優(yōu)化。在操作中，螺旋槳葉片承受極高的離心力，高達30 OOOdaN，所述力被傳遞到多邊形環(huán)上。在多邊形環(huán)斷裂的情況下，葉片可能會飛出，導(dǎo)致渦輪機周圍的極大范圍的結(jié)構(gòu)損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，針對此問題提供一種簡單、有效、經(jīng)濟的解決方案。本發(fā)明的主題是一種前述類型的螺旋槳轂，包含防止多邊形環(huán)發(fā)生故障的安全措施。對此，提出一種螺旋槳轂，用于具有可變斜度葉片的渦輪機，所述轂包括渦輪機渦輪轉(zhuǎn)子元件；多邊形環(huán)，其固定到所述轉(zhuǎn)子元件上并具有圍繞所述環(huán)的中心軸線分布以接納所述葉片的大致徑向的圓柱形洞眼；和多個備用保持構(gòu)件，所述備用保持構(gòu)件連接到所述轉(zhuǎn)子元件上，沿徑向經(jīng)由所述環(huán)中的開口穿過所述環(huán)，每個所述備用保持構(gòu)件具有至少一個支承表面，且所述支承表面具有徑向間隙地與所述環(huán)的外表面相對。在多邊形環(huán)斷裂或者沿徑向向外變形的情況下，環(huán)的外表面將接觸所述支承表面且備用保持構(gòu)件將提供徑向力，從而確保至少保持所述環(huán)，并由此限制可能因這種故障所致的損害。每個備用保持構(gòu)件更具體包括在所述開口每側(cè)上的具有支承表面的放大頭。有利地，每個備用保持構(gòu)件包括基底，例如燕尾形基底，其與所述轉(zhuǎn)子元件上的互補槽徹底相互接合。這樣，該保持構(gòu)件以簡單有效的方式沿徑向被保持。所述基底還可以包括容納螺釘?shù)闹辽僖粋€孔，所述螺釘用于限制所述基底沿所述槽的方向相對于所述轉(zhuǎn)子元件的運動。在另一實施例中，一環(huán)形止動環(huán)設(shè)置在所述基底與所述轉(zhuǎn)子元件之間，以限制所述基底沿所述槽的方向相對于所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件的運動。


在下文中參照附圖描述本發(fā)明的細節(jié)。圖1顯示出無管道風(fēng)扇類型的渦輪機。圖2是用于本發(fā)明一個實施例的螺旋槳轂的無管道螺旋槳葉片的多邊形保持環(huán)的立體圖。圖3是具有多個備用保持構(gòu)件的圖2所示多邊形環(huán)的前視圖。圖4是沿圖3中的線IV-IV所取的截面圖。
具體實施例方式首先參見圖1，其中顯示出無管道風(fēng)扇(或敞開式電動機)渦輪機10，其沿渦輪機內(nèi)氣體的流動方向沿從上游到下游的方向包括壓縮機12、環(huán)形燃燒室14、高壓渦輪16和兩個低壓渦輪18、20，其中兩個低壓渦輪18、20反向旋轉(zhuǎn)，即沿圍繞渦輪機縱軸線A的相反方向轉(zhuǎn)動。這些下游渦輪18、20中的每一個均被限制以隨沿徑向延伸到渦輪機機艙沈之外的外螺旋槳22、M旋轉(zhuǎn)。此機艙沈大致為圓柱形并沿軸線A圍繞壓縮機12、燃燒室14和渦輪16、18和20延伸。進入渦輪機中的空氣流28被壓縮并之后與燃料混合且在燃燒室14中被燃燒，然后，燃燒氣體穿過渦輪以驅(qū)動螺旋槳22J4旋轉(zhuǎn)，螺旋槳22J4供應(yīng)大部分由渦輪機產(chǎn)生的推力。離開渦輪的燃燒氣體經(jīng)由噴嘴32被排出(箭頭30)以增大推力。螺旋槳22、對前后共軸地設(shè)置，并包括圍繞渦輪機的軸線A均勻分布的多個葉片。 這些葉片大致沿徑向延伸，并為可變斜度類型的葉片，即它們可圍繞它們的軸線轉(zhuǎn)動以基于渦輪機的操作情況而優(yōu)化它們的角度位置。每個螺旋槳包括一多邊形環(huán)，該多邊形環(huán)圍繞軸線A延伸，并包括多個大致圓柱形的徑向洞眼，用于螺旋槳葉片的安裝機構(gòu)接合在所述洞眼中。這種類型的多邊形環(huán)134 顯示在圖2中。多邊形環(huán)134包括大致徑向的圓柱形洞眼136，洞眼136具有圓柱形的壁 156和多個開口 158，所述開口 158圍繞所述環(huán)的中心軸線C均勻分布，并形成在該環(huán)中以減輕重量。每個開口 158處于兩個連續(xù)的徑向洞眼136之間。然而，這種類型的多邊形環(huán)134形成渦輪機的重要故障部位。在多邊形環(huán)134或其與渦輪的連接部斷裂的情況下，螺旋槳葉片可能脫離并由于離心力被甩出而導(dǎo)致在渦輪機周圍的非常嚴重的損害。因此，必須采取措施防止這種風(fēng)險。本發(fā)明的第一實施例的螺旋槳轂顯示在圖3中。在此螺旋槳轂中，環(huán)134通過未示出的機構(gòu)被固定到渦輪轉(zhuǎn)子元件143上。為了在環(huán)或這些固定機構(gòu)斷裂的情況下確保保持住環(huán)134或其分離區(qū)部，圍繞環(huán)134周邊分布的多個備用保持構(gòu)件144也固定到轉(zhuǎn)子元件143上，并通過開口 158沿徑向穿過環(huán)134，以提供與環(huán)134的外表面146以徑向間隙d 相對的支承表面145。在圖4中可見，備用保持構(gòu)件144具有沿平行于軸線C的方向放大的頭，從而具有這種類型的在開口 158的每側(cè)上面對環(huán)134的外表面146的支承表面145。每個備用保持構(gòu)件I44在其基底上包括燕尾形基底147。此燕尾形基底147與轉(zhuǎn)子元件143上的互補槽148完全相互接合，以沿徑向保持所述構(gòu)件144。在所示實施例中，槽148沿平行于軸線C的方向取向。然而，根據(jù)渦輪機組裝和拆卸所要求的環(huán)境和空間限制，也可設(shè)想到垂直于所述徑向的其他方向。例如，該槽可相對于以軸線C為中心的圓周沿切向取向?；?47還包括用于容納螺釘150的至少一個孔149，螺釘150用于限制或阻止基底147沿槽148的方向相對于轉(zhuǎn)子元件移動。在未示出的另一實施例中，一環(huán)形止動環(huán)設(shè)置在基底147與轉(zhuǎn)子元件143之間，以限制基底147沿所述槽148的方向相對于轉(zhuǎn)子元件143的移動。在正常工作中，由于支承表面145相對于環(huán)134的外表面146具有徑向間隙d，因而力不會經(jīng)由備用保持構(gòu)件144從環(huán)134傳遞到轉(zhuǎn)子元件143上。所有力通過這些正常固定機構(gòu)從環(huán)134傳遞到轉(zhuǎn)子元件143上。然而，在環(huán)234和/或?qū)⑵涔潭ǖ睫D(zhuǎn)子元件143上的機構(gòu)斷裂或者沿徑向顯著變形的情況下，環(huán)134的外表面146接觸備用保持構(gòu)件144的支承表面145，這樣提供至少一些對環(huán)134的至少一部分的徑向保持力。以這種方式，備用保持構(gòu)件144針對本發(fā)明的螺旋槳轂的斷裂提供額外的安全措施。盡管本發(fā)明已經(jīng)參照具體實施例進行了描述，但顯然在不背離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的通用范圍的情況下，可以對這些示例進行各種修改和變化。因此，說明書和附圖必須以示例性方式而非限制性方式理解。
權(quán)利要求
1.一種螺旋槳轂，用于具有可變斜度葉片的渦輪機，包括 渦輪機渦輪轉(zhuǎn)子元件(143)；多邊形環(huán)(134)，其固定到所述轉(zhuǎn)子元件上并具有圍繞所述環(huán)(134)的中心軸線(C)分布以容納所述葉片的大致徑向圓柱形洞眼(136)；其特征在于，所述轂進一步包括多個備用保持構(gòu)件(144)，所述備用保持構(gòu)件連接到所述轉(zhuǎn)子元件(143)上，沿徑向經(jīng)由所述環(huán)(134)中的開口(158)穿過所述環(huán)(134)，每個所述備用保持構(gòu)件具有至少一個支承表面(145)，所述支承表面(14 以徑向間隙(d)與所述環(huán)(134)的外表面(146)相對。
2.如權(quán)利要求1所述的轂，其中，每個備用保持構(gòu)件(144)包括在所述開口(158)每側(cè)上的具有支承表面(1妨)的放大頭。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的轂，其中，每個備用保持構(gòu)件(144)包括燕尾形基底(147)，該燕尾形基底與所述轉(zhuǎn)子元件(14 上的互補槽(148)完全相互接合。
4.如權(quán)利要求3所述的轂，其中，所述基底還包括容納螺釘(150)的至少一個孔 (149)，所述螺釘(150)用于限制所述基底(147)沿所述槽(148)的方向相對于所述轉(zhuǎn)子元件(143)的運動。
5.如權(quán)利要求3所述的轂，其中，一環(huán)形止動環(huán)設(shè)置在所述基底(147)與所述轉(zhuǎn)子元件 (143)之間，以限制所述基底(147)沿所述槽(148)的方向相對于所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件(143)的運動。
6.一種螺旋槳02，M)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轂，和容納在所述圓柱形洞眼(136)中的葉片。
7.一種渦輪機(10)，包括至少一個如權(quán)利要求6所述的螺旋槳02，對)。
8.一種渦輪機(10)，包括兩個逆時針旋轉(zhuǎn)的如權(quán)利要求6所述的螺旋槳02，對)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有可變斜度葉片的螺旋槳的轂，用于渦輪引擎，特別是用于推進風(fēng)扇渦輪引擎。螺旋槳轂包括多邊形環(huán)(134)，其具有圍繞所述環(huán)(134)的中心軸線分布以容納所述葉片的大致徑向圓柱形洞眼(136)；轉(zhuǎn)子元件(143)，用于渦輪引擎的渦輪；和支撐法蘭，其連接到所述環(huán)以將該環(huán)連接到所述轉(zhuǎn)子元件(243)上。所述轂進一步包括多個備用保持構(gòu)件(144)，它們聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子元件(143)上，每個所述備用保持構(gòu)件具有至少一個支承表面(145)，所述支承表面(145)以一徑向間隙與所述環(huán)(134)的外表面(146)相對。
文檔編號F04D29/32GK102472295SQ201080034968
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者勞倫特·雅布隆斯基, 米歇爾·安德魯·鮑魯, 艾瑞克·杰克斯·波斯頓, 飛利浦·杰拉德·埃德蒙德·喬麗 申請人:斯奈克瑪