專利名稱：一種采用兩路供氣冷卻渦輪機轉(zhuǎn)子盤葉根安裝槽的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般領(lǐng)域的渦輪機轉(zhuǎn)子盤，這種轉(zhuǎn)子盤在其周緣提^W葉根的安裝 槽。本發(fā)明特別涉及到一種可以有效冷卻這種安裝槽的裝置。
背景技術(shù)：
按照已知方式，渦輪機轉(zhuǎn)子盤，諸如各級低壓渦輪中的轉(zhuǎn)子盤，在其周緣都設 有多個用于渦輪動葉片葉根安裝的軸向槽。
渦輪工作時，裝有葉片的低壓渦輪的流動部分會以很高驢傳遞氣體。因此，轉(zhuǎn)子盤中葉根的安裝槽會直接處于熱氣中，為此，必須對這些葉根安裝槽進行冷卻， 以避免轉(zhuǎn)子盤帶來任何損壞。
為此，己知的方法是將一部分在低壓渦輪流動部分外部流動的空氣引出，通過冷區(qū)管路將其引向轉(zhuǎn)子盤內(nèi)的安裝槽中。實際上，每個轉(zhuǎn)子盤的環(huán)形凸緣是從轉(zhuǎn)子 盤的上游徑向面向上游延伸，并在環(huán)形凸緣的周圍，安裝了固定環(huán)。轉(zhuǎn)子盤凸緣和 固定環(huán)是這樣布置的，即在二者之間形iW形空間，構(gòu)成了冷卻空氣擴散腔。該擴 散腔在其上游端經(jīng)由多個小 L獲徵令卻空氣，這些小孔有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子^l走轉(zhuǎn) 軸的周圍，而在其下游端，該擴散空腔則向轉(zhuǎn)子盤的每個槽的底部打開。在渦輪的 氣術(shù)荒動部分外部流動的空氣就通過這些小 U4入到冷卻管路的擴散腔室，在所述 腔室內(nèi)擴散，然后在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)各個槽之間通風，從而對其進行冷卻。
然而，這種類型的冷卻管路并不會,對轉(zhuǎn)子盤內(nèi)所有槽進行完全均勻地冷卻， ^t轉(zhuǎn)子盤的良好運行是有害的，因此而對轉(zhuǎn)子盤的^也是不利的。人們可以很 容易地了解到，采用這種布置形式，與冷卻管路的空氣、,小孔直接對準的槽可以 得到良好冷卻，而在角度上與冷卻管路的空氣皿小孔相偏離的那些槽就不能得到 理想冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種裝置來解決上述缺陷，這種裝置可以改善轉(zhuǎn)子盤中針槽 的7賴敞況，從而提高轉(zhuǎn)子盤的使用壽命。一種可對渦輪機轉(zhuǎn)子盤中各個槽進行冷卻的裝置可以實現(xiàn)這個目的，該裝置包括轉(zhuǎn)子盤，其包括在其周緣設有多個實際上為軸向的安裝槽，這些槽有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸的周緣；環(huán)形凸緣，自轉(zhuǎn)子盤上游徑向面向上游延伸；多個葉片，每個葉片的葉根部分裝入轉(zhuǎn)子盤內(nèi)對應的安裝槽內(nèi)；固定環(huán)，其一端與轉(zhuǎn)子盤的上游徑向面相抵安裝，其環(huán)形凸緣則自轉(zhuǎn)子盤的戶皿上游徑向面向上游延伸，并且它位于轉(zhuǎn)子盤凸緣的周圍，同時與其相互配合形成了環(huán)形空間，構(gòu)成了冷卻空氣擴散腔室，這個擴散腔室在其下游端向在槽上游端的每個轉(zhuǎn)子盤槽的底部打開；多個進氣小孔，有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸的周圍，并在其上游端向擴散 腔室打開；該裝置的特征在于，與轉(zhuǎn)子盤上游徑向面相抵安裝的固定環(huán)的端部包括多個 開口 ，該開口分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸的周圍并在其上游端向轉(zhuǎn)子盤內(nèi)每個槽的底部軸 向打開。這樣，轉(zhuǎn)子盤內(nèi)的葉根安裝槽就可以獲得來自向擴散腔室上游端打開的進氣小 孔的空氣，同時也可獲得來自向各個槽底部直接打開的進氣開口的空氣。這種轉(zhuǎn)子 盤內(nèi)各個葉根安裝槽的雙路供氣使得轉(zhuǎn)子盤內(nèi)所有這些槽都能夠完全均勻冷卻，從 而有助于延長轉(zhuǎn)子盤的使用壽命。在有禾啲設置中，與轉(zhuǎn)子盤上游徑向面相抵安裝的固定環(huán)的端部還包括多個徑 向向外延伸的齒，每個齒都設計用來與葉根的對應齒形戯由向配合。這些齒的使用 可以將葉片軸向固定。此外，空氣還可以經(jīng)由槽上游端在兩個相鄰齒之間流過而向 轉(zhuǎn)子盤內(nèi)的槽供氣。轉(zhuǎn)子盤內(nèi)各個槽的冷卻從而得到了加強。本發(fā)明還提供了一種渦輪機，所述渦輪機包括至少一種如上戶腿用來冷卻轉(zhuǎn)子 盤內(nèi)葉根安裝槽的裝置。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行介紹，本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點就會顯現(xiàn)出來，但 本發(fā)明并不僅限于所述實施例。附圖包括圖1為安裝了構(gòu)成本發(fā)明實施方式的裝置的渦輪機的低壓渦輪的局部縱向剖面圖；圖2為剖面圖，沿圖i所示n-n線剖開；圖3A和圖3B為圖1所示裝置的后視圖，示出了該裝置的安裝方法。
具體實施方式
圖1為裝有構(gòu)成本發(fā)明實施方式的裝置的航空渦輪機的低壓渦輪的局部縱向剖 面圖。當然，本發(fā)明可以應用于任何其它類型的渦輪機裝置(航空渦輪機或地面渦輪 機)，這種渦輪機裝置的轉(zhuǎn)子盤都帶有葉糖由向安裝槽。圖1更確切地示出了低壓渦輪的第一級和第二級。第一級包括由多個轉(zhuǎn)子葉片 2組成的轉(zhuǎn)子輪，這些葉片軸向安裝在轉(zhuǎn)子盤4上。第二級包括由多個定子葉片6 組成的噴嘴，和位于噴嘴后面由多個轉(zhuǎn)子葉片2'形成的轉(zhuǎn)子輪，轉(zhuǎn)子葉片2'軸向安 裝在轉(zhuǎn)子盤4'上。第一和第二渦輪狀態(tài)的轉(zhuǎn)子盤4和4都以渦輪機的X-X縱軸為中心，并通過有 規(guī)律分布在X-X軸線周圍的螺栓連接8相互固定。*轉(zhuǎn)子盤4,4'都在其周緣包括多個實際上呈軸向的葉根安裝槽10, 10'，這些 槽向轉(zhuǎn)子盤的外部打開并有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸線的周圍(這種旋轉(zhuǎn)軸線與 渦輪機的X-X縱軸相重合)。每個槽都用于軸向安裝轉(zhuǎn)子葉片2， 2'(例如通過中間 裝配方法)的對應葉根12， 12'(例如縱樹形)。*轉(zhuǎn)子盤4，4'還包括環(huán)形凸緣14， 14'，其自轉(zhuǎn)子盤徑向上游面16， 16'向上游 軸向延伸。凸緣14， 14'是由實際軸向環(huán)形部分14a^ 14'a組成，環(huán)形部分14a^ 14'a通 過實際徑向環(huán)形部分14b, 14Td (以下稱之為轉(zhuǎn)子盤凸緣上游端)延伸。渦輪第一級的轉(zhuǎn)子盤4還帶有環(huán)形凸緣18，其自轉(zhuǎn)子盤的下游徑向面20向下 游軸向延伸。這個凸緣18用M過如上所述的螺,接8形式將轉(zhuǎn)子盤4固定到第 二級的轉(zhuǎn)子盤4'上。固定環(huán)22, 22'與每個轉(zhuǎn)子盤4， 4怖徑向上游面16， 16湘抵安裝。更確切地說， 每個固定環(huán)22， 22'包括實際上為徑向的上游端23, 23'，其相對于轉(zhuǎn)子盤的上游徑向 面16，16湘抵安裝，還包括環(huán)形凸緣24，24'，后者向上游徑向延伸并設置于轉(zhuǎn)子盤 相應的凸緣14， 14'周圍。此外，固定環(huán)的凸緣24，24'由環(huán)形部分24a^24'a組成，后者實際上呈軸向，延 伸到下游端部23，23'，和上游環(huán)形部分24c，24'c，后者實際上成徑向(以下稱之為 固定環(huán)凸緣的上游端)。渦輪第一級的固定環(huán)22通過螺,接形式26固定到轉(zhuǎn)子盤4的凸緣14上,從 而將各自的上游端24b， 14b夾緊在一起。第二級的固定環(huán)22'通過螺,接形式8固 定到轉(zhuǎn)子盤4'的凸緣14'上，用來將轉(zhuǎn)子盤4,4'固定到一起。為了方便起見，下面介紹僅涉及到渦輪第一級的轉(zhuǎn)子盤4中葉根安裝槽10的冷 卻管路。自然地，渦輪第二級的轉(zhuǎn)子盤4'中葉根安裝+曹10'的7令卻管路與第一級的 管路完全相同。固定環(huán)22的凸緣24置于轉(zhuǎn)子盤凸緣14的周圍，這樣，就可以與其相互配合， 形成環(huán)形空間28，成為冷卻空氣擴散腔室。這種擴散腔室28主要在固定環(huán)和轉(zhuǎn)子 盤的各自凸緣24， 14的軸向部分24a^ 14a之間形成。擴散腔室28的下游端在槽的上游端部向轉(zhuǎn)子盤4的每個槽10的底部打開。而 在其上游端，擴散腔室通過擰緊螺栓連接部分26而在固定環(huán)和轉(zhuǎn)子盤的相應凸緣 24,14的上游端24b， 14b之間封閉。此外，擴散腔室28的空氣輸入，過多^iS氣孔30，這些進氣孔有規(guī)律地分 布在X-X縱軸的周圍，并向擴散腔室的上游端打開。在圖2所示的實施方式中，這些進氣孔30是在實際徑向方向上通m轉(zhuǎn)子盤4 的凸緣14上游端14b加工而成的。顯然，這些孔同樣也可以通M"固定環(huán)22的凸 緣24的上游端24b加工而成。此外，總的來講，轉(zhuǎn)子盤上進氣孔30的數(shù)量是可以變化的。為此，在圖2所示 實施例中，兩個相鄰進口孔30之間的角度間隔相當于轉(zhuǎn)子盤中大約八個槽。這樣， 每4^t氣口 30可以向大約7個槽提{*7令卻空氣。根據(jù)本發(fā)明，與轉(zhuǎn)子盤4上游徑向面16相抵安裝的固定環(huán)下游端23上包括多 個孔32 (或稱開口)，這些孔沿轉(zhuǎn)子盤的旋轉(zhuǎn)軸方向分布，并在其上游端處向轉(zhuǎn)子 盤每個槽10的底部軸向打開。更確切地說，固定環(huán)22下游端23的開口 32數(shù)量與轉(zhuǎn)子盤周圍的槽10的數(shù)量 相同。這些開口與槽的底部軸向?qū)省＿@樣，轉(zhuǎn)子盤內(nèi)每個槽10就可以經(jīng)由兩個不同氣源而獲徵令卻空氣首先，來自擴散腔室28的空氣，其次，經(jīng)由固定環(huán)下游端23內(nèi)形成的開口32輸入的空氣。 這樣，轉(zhuǎn)子盤內(nèi)各個葉根安裝槽在整個轉(zhuǎn)子盤上都能獲得均勻冷卻。根據(jù)本發(fā)明的一個有利特性，與轉(zhuǎn)子盤上游徑向面16相抵安裝的固定環(huán)22下 游端23還包括多個徑向向外延伸的齒34 (或禾爾鋸齒)。如圖3A和圖3B所示，每個這樣的齒34都是用來與渦輪轉(zhuǎn)子葉片2葉根12 的對應齒36(或稱尖齒腳向?qū)浜?。此外，固定環(huán)的齒34還在其間形成了多個凹 口 38，其尺寸設計成能允許葉根的齒36得以從其中間通過。這樣，固定環(huán)22上的齒34的應用可以將葉片軸向固定。此外，空氣也可以由 兩^卩近齒34之間流過，即通過凹口 38，經(jīng)由槽上游端部進入到轉(zhuǎn)子盤內(nèi)的槽10 內(nèi)。轉(zhuǎn)子盤中葉根安裝槽的冷卻從而得以加強。圖3A和圖3B示出了固定環(huán)22是如何抵靠轉(zhuǎn)子盤上游徑向面安裝的。在圖3A 中，固定環(huán)與戶;Mi:游徑向端面相抵，同時使得轉(zhuǎn)子盤的下游端23的凹口38與葉 根的齒36實現(xiàn)軸向?qū)?。固定環(huán)然后圍繞渦輪機縱軸轉(zhuǎn)動直到其齒34與葉根的對 應齒36軸向接觸，如圖3B所示，這樣，就將葉片固定在轉(zhuǎn)子盤的槽內(nèi)。然后，擰 緊固定環(huán)和轉(zhuǎn)子盤各自凸緣上游端之間的螺栓26,確保了固定環(huán)牢固固定，防止轉(zhuǎn) 動。
權(quán)利要求
1.一種用來冷卻渦輪機轉(zhuǎn)子盤葉根安裝槽的裝置，所述裝置包括轉(zhuǎn)子盤(4)，其包括在其周緣，設有多個實際呈軸向的葉根安裝槽(10)，這些槽有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸線(X-X)的周圍；環(huán)形凸緣(14)，其自轉(zhuǎn)子盤上游徑向面(16)向上游延伸；多個葉片(2)，每個葉片的葉根(12)安裝在轉(zhuǎn)子盤內(nèi)對應的葉根安裝槽內(nèi)；固定環(huán)(22)，其一端(23)與轉(zhuǎn)子盤的上游徑向面(16)相抵安裝，其環(huán)形凸緣(24)則自轉(zhuǎn)子盤所述上游徑向面向上游延伸，并位于轉(zhuǎn)子盤凸緣(14)的周圍，并與其相互配合形成了環(huán)形空間(28)，構(gòu)成了冷卻空氣擴散腔室，這個擴散腔室下游端在槽上游端向每個轉(zhuǎn)子盤葉根安裝槽的底部打開；多個進氣小孔(30)，有規(guī)律地分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸線的周圍，并在其上游端向擴散腔室打開；該裝置的特征在于，與轉(zhuǎn)子盤(4)上游徑向面(16)相抵安裝的固定環(huán)(22)的端部(23)包括多個開口(32)，它們分布在轉(zhuǎn)子盤旋轉(zhuǎn)軸線的周圍并在其上游端向轉(zhuǎn)子盤內(nèi)每個槽(10)的底部軸向打開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，與轉(zhuǎn)子盤(4)上游徑向風16)相抵安 裝的固定環(huán)(22)端部(23)還包括多個徑向向外延伸的齒(34)，每個齒都用來與葉根 (12)的相應的齒(36)軸向配合，從而將所述葉片軸向固定。
3. —種渦輪機，其特征在于，所述渦輪機包括根據(jù)權(quán)利要求1 ，利要求2所述 的至少一個可冷卻轉(zhuǎn)子盤內(nèi)葉根安裝槽的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷卻渦輪機轉(zhuǎn)子盤葉根安裝槽的裝置，其包括帶有多個安裝槽(10)和凸緣(14)的轉(zhuǎn)子盤(4)。所述裝置還包括葉片(2)，每個葉片的根部(12)安裝在相應的槽內(nèi)，固定環(huán)(22)，其一端(23)與轉(zhuǎn)子盤上游徑向面(16)相抵安裝，以及凸緣(24)位于轉(zhuǎn)子盤凸緣的周圍并與其相互配合形成空間(28)，構(gòu)成了冷卻空氣擴散腔室，該腔室向每個安裝槽的底部打開，還有多個進氣孔，在其上游端向擴散腔室打開，與轉(zhuǎn)子盤上游徑向面相抵安裝的固定環(huán)的端部包括多個開口(32)，這些開口在其上游端向轉(zhuǎn)子盤內(nèi)每個安裝槽的底部徑向打開。
文檔編號F01D5/08GK101333938SQ20081012753
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者克勞德·格哈德·瑞恩·德捷恩, 格爾·勞羅, 瓦勒里·安尼·格勞斯, 讓-盧克·索皮祖 申請人:斯奈克瑪