本發(fā)明涉及密封部件以及使用該密封部件的噴氣式發(fā)動機,尤其涉及使用于航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機等的渦輪動葉片的密封部件以及使用該密封部件的噴氣式發(fā)動機。
背景技術(shù):
在航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機等中,為了從燃燒氣體中取得能量而具備多級渦輪。各級渦輪用多個渦輪動葉片構(gòu)成。渦輪動葉片具備葉片部、葉片梢遮板、平臺部、楔形部。在專利文獻(xiàn)1中記載了具備這些結(jié)構(gòu)的渦輪動葉片。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開編號wo2014/109246號???/p>
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
可是,在渦輪動葉片中,如在低壓渦輪中燃燒氣體會流經(jīng)由葉片梢遮板與平臺部所包圍的空間,葉片部承受此負(fù)荷并轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量,向渦輪圓盤傳遞。此時,若燃燒氣體從鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙進(jìn)入,則渦輪圓盤被熱暴露于燃燒氣體中而存在受到損傷的可能性。
另外,在高壓渦輪中,燃燒氣體流經(jīng)被固定于殼體上的遮板與平臺部所包圍的空間,葉片部承受此負(fù)荷并轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)能量,向渦輪圓盤傳遞。此時,若燃燒氣體從鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙進(jìn)入,則與低壓渦輪的情況相同,渦輪圓盤被熱暴露于燃燒氣體中而存在受到損傷的可能性。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種可密封鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙的密封部件以及使用該密封部件的噴氣式發(fā)動機。
用于解決課題的方法
涉及本發(fā)明的密封部件配置于鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙,由陶瓷基復(fù)合材料形成,密封上述平臺部之間的間隙。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述平臺部具備向與上述渦輪動葉片的長度方向相交的方向延伸而形成的平臺部主體和設(shè)置于上述平臺部主體的前緣側(cè)的前方裙體,上述密封部件具備:密封部件主體,該密封部件主體具備第一密封面,該第一密封面細(xì)長地形成,在與上述鄰接的渦輪動葉片的平臺部連接的鍛模燕尾部之間,沿上述鄰接的渦輪動葉片的平臺部主體的內(nèi)面而與上述平臺部主體的內(nèi)面接觸,從而密封上述平臺部主體之間的間隙;以及前緣側(cè)密封部,該前緣側(cè)密封部具有第二密封面,該第二密封面細(xì)長地形成,在上述密封部件主體的長度方向的一端,相對于上述密封部件主體彎曲且長度方向的一端一體化設(shè)置,在上述鄰接的渦輪動葉片的鍛模燕尾部之間沿上述鄰接的渦輪動葉片的前方裙體內(nèi)面而與上述前方裙體的內(nèi)面接觸,從而密封上述前方裙體之間的間隙。
涉及本發(fā)明的密封部件具備限制部,該限制部分別設(shè)置于上述密封部件主體中的長度方向的兩側(cè)的一部分,向與上述密封部件主體的長度方向相交的寬度方向突出,并且,向上述第一密封面的內(nèi)面?zhèn)葟澢纬?,與上述鄰接的渦輪動葉片的鍛模燕尾部側(cè)面而限制上述寬度方向的移動。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述平臺部具備設(shè)置于上述平臺部主體的后緣側(cè)的后方裙體,上述后方裙體含有設(shè)置于上述后方裙體的內(nèi)面且保持上述密封部件主體的長度方向的另一端的保持部,上述密封部件具備設(shè)置于上述密封部件主體的長度方向的另一端、向上述第一密封面的背面?zhèn)葟澢纬刹⑴c上述鄰接的渦輪動葉片的上述后方裙體的保持部接觸的彎曲部。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述平臺部具備設(shè)置于上述平臺部主體的后緣側(cè)的后方裙體,上述后方裙體含有設(shè)置于上述后方裙體的內(nèi)面且保持上述密封部件主體的長度方向的另一端的保持部,上述密封部件具備:設(shè)置于整個上述密封部件主體中的長度方向的全長,在向與上述密封部件主體的長度方向相交的寬度方向突出,并且向上述第一密封面的內(nèi)面?zhèn)葟澢纬?,與上述鄰接的渦輪動葉片中的鍛模燕尾部的側(cè)面、上述后方裙體的保持部接觸的第一接觸部;設(shè)置于整個上述前緣側(cè)密封部中的長度方向兩側(cè)的全長,在向與上述前緣側(cè)密封部的長度方向相交的寬度方向突出,并且向上述第二密封面的內(nèi)面?zhèn)葟澢纬?,與上述鄰接的渦輪動葉片中的鍛模燕尾部側(cè)面接觸的第二接觸部。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述鍛模燕尾部與上述渦輪動葉片的葉片部形狀對應(yīng)地彎曲而形成,上述密封部件主體與上述鄰接的渦輪動葉片的鍛模燕尾部的側(cè)面對應(yīng)地在平面內(nèi)彎曲而形成。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述平臺部具備設(shè)置于上述平臺部主體的內(nèi)面的平臺部主體側(cè)嵌合槽和設(shè)置于上述前方裙體的內(nèi)面的前方裙體側(cè)嵌合槽,上述密封部件主體具備設(shè)置于上述密封部件主體的長度方向的另一端、且與上述平臺部主體側(cè)嵌合槽嵌合的密封部件主體側(cè)嵌合部,上述前緣側(cè)密封部具備設(shè)置于上述前緣側(cè)密封部的長度方向的另一端、且與上述前方裙體側(cè)嵌合槽嵌合的前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部。
在涉及本發(fā)明的密封部件中,上述平臺部具備設(shè)置于上述前方裙體的內(nèi)面的前方裙體側(cè)嵌合槽,上述前緣側(cè)密封部具備設(shè)置于上述前緣側(cè)密封部的長度方向的另一端、且與上述前方裙體側(cè)嵌合槽嵌合的前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部。
涉及本發(fā)明的噴氣式發(fā)動機使用上述密封部件。
發(fā)明效果
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的密封部件以及使用該密封部件的噴氣式發(fā)動機,由于密封部件配置于鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙,由陶瓷基復(fù)合材料形成,因此相對于燃燒氣體具有耐熱性,并且,可密封從平臺部之間的間隙進(jìn)入的燃燒氣體,因此,能夠抑制渦輪圓盤由燃燒氣體而引起的損傷。
附圖說明
圖1是表示在本發(fā)明的第一實施方式中的航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式中的渦輪動葉片的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式中的渦輪動葉片的主要部分的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖4是本發(fā)明的第一實施方式中的圖3中a-a方向的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的密封部件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖6是表示在本發(fā)明的第一實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的立體圖。
圖7是表示在本發(fā)明的第一實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的俯視圖。
圖8是表示在本發(fā)明的第一實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的剖視圖。
圖9是本發(fā)明的第一實施方式中的圖2的a-a方向的剖視圖。
圖10是本發(fā)明的第一實施方式中的圖2的b-b方向的剖視圖。
圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式中密封部件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖12是表示在本發(fā)明的第二實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的剖視圖。
圖13是表示在本發(fā)明的第二實施方式中在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間安裝密封部件的狀態(tài)的剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明的第三實施方式中密封部件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖15是表示在本發(fā)明的第三實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的剖視圖。
圖16是表示本發(fā)明的第四實施方式中的密封部件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖17是表示在本發(fā)明的第四實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的剖視圖。
圖18是表示本發(fā)明的第五實施方式中的密封部件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖19是表示在本發(fā)明的第五實施方式中將密封部件安裝于渦輪動葉片上的狀態(tài)的剖視圖。
圖20是表示在本發(fā)明的第五實施方式中在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間安裝密封部件的狀態(tài)的剖視圖。
圖21是表示在本發(fā)明的第五實施方式中在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間安裝密封部件的狀態(tài)的剖視圖。
具體實施方式
以下,使用附圖關(guān)于本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[第一實施方式]
使用附圖關(guān)于本發(fā)明的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。首先,關(guān)于使用于航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機等的噴氣式發(fā)動機的渦輪動葉片進(jìn)行說明。圖1是表示航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機8的結(jié)構(gòu)的圖。航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機8為了從燃燒空氣等動作流體的燃燒氣體中取得能量而具備低壓渦輪等多級渦輪。各級渦輪由排列于渦輪圓盤周圍的多個渦輪動葉片構(gòu)成。
圖2是表示渦輪動葉片10的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是表示渦輪動葉片10的主要部的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖4是圖3中a-a方向的剖視圖。并且,在圖2中,f表示渦輪軸向的燃燒氣體的上游側(cè),r表示渦輪軸向的燃燒氣體的下游側(cè),x表示渦輪動葉片10的旋轉(zhuǎn)方向。并且,在此關(guān)于低壓渦輪動葉片進(jìn)行說明,關(guān)于高壓渦輪動葉片也同樣。
渦輪動葉片10具備葉片部12、用于安裝于渦輪圓盤14上的楔形部16、將葉片部12與楔形部16連結(jié)的鍛模燕尾部18、設(shè)置于葉片部12與鍛模燕尾部18之間的平臺部20。
葉片部12沿渦輪動葉片10的長度方向延伸而形成。葉片部12在成為燃燒氣體的上游側(cè)的前緣12a、成為燃燒氣體的下游側(cè)的后緣12b之間具有凹面狀地形成的正壓面12c、凸面狀地形成的負(fù)壓面12d。在葉片部12的上端側(cè)設(shè)置葉片梢遮板22。
楔形部16具備與渦輪圓盤14的圓盤槽14a嵌合并將渦輪動葉片10安裝于渦輪圓盤14上的功能。楔形部16具備與圓盤槽14a相輔的形狀。
鍛模燕尾部18具備將葉片部12與楔形部16連結(jié)、從葉片部12向楔形部16傳遞負(fù)載的功能。鍛模燕尾部18設(shè)置于葉片部12的長度方向的基端側(cè),從葉片部12的基端側(cè)向楔形部16延伸而形成。
鍛模燕尾部18根據(jù)葉片部12的形狀彎曲而形成。關(guān)于鍛模燕尾部18的側(cè)面,在葉片部12的正壓面?zhèn)劝紶畹匦纬?,在葉片部12的負(fù)壓面?zhèn)韧範(fàn)畹匦纬?。在鍛模燕尾?8的兩側(cè)為了輕量化等而分別設(shè)置凹狀地形成的凹處24。
平臺部20具備一體化地連接而設(shè)置于葉片部12與鍛模燕尾部18之間、將向葉片軸向流動的燃燒氣體密封的功能。平臺部20具備向相對于渦輪動葉片10的長度方向相交的方向延伸而形成的平臺部主體20a。
平臺部20具備沿渦輪動葉片10的長度方向設(shè)置于平臺部主體20a的前緣側(cè)的前方裙體20b。另外,平臺部20具備沿渦輪動葉片10的長度方向設(shè)置于平臺部主體20a的后緣側(cè)的后方裙體20c。后方裙體20c的內(nèi)面由向前緣側(cè)凸?fàn)顝澢纬傻耐骨鏄?gòu)成。并且,后方裙體20c的內(nèi)面不僅可是凸曲面,也可以由傾斜平面、垂直平面等構(gòu)成。
在平臺部主體20a的內(nèi)面、前方裙體20b的內(nèi)面上設(shè)置用于嵌合后述的密封部件30的平臺部主體側(cè)嵌合槽20d、前方裙體側(cè)嵌合槽20e。平臺部主體側(cè)嵌合槽20d沿與平臺部主體部20a的長度方向相交的寬度方向延伸而形成。前方裙體側(cè)嵌合槽20e沿與前方裙體20b的長度方向相交的寬度方向延伸而形成。
渦輪動葉片10由于通過燃燒氣體而暴露于高溫下,因此由陶瓷基復(fù)合材料、ni基超合金、tial合金等的輕量且高溫強度優(yōu)越的材料形成。渦輪動葉片10如通過單向凝固鑄造、單結(jié)晶鑄造等制造。
其次,關(guān)于密封部件進(jìn)行說明。圖5是表示密封部件30的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖6是表示在渦輪動葉片10上安裝密封部件30的狀態(tài)的立體圖。圖7是表示在渦輪動葉片10上安裝密封部件30的狀態(tài)的俯視圖。圖8是表示在渦輪動葉片10上安裝密封部件30的狀態(tài)的剖視圖。
密封部件30配置于鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙,由陶瓷基復(fù)合材料形成,具備密封平臺部20之間的間隙的功能。密封部件30具備密封部件主體32、設(shè)置于密封部件主體32的長度方向的一端的前緣側(cè)密封部34。
密封部件主體32具備細(xì)長地形成,在與鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20連接的鍛模燕尾部18之間,沿鄰接的渦輪動葉片10的平臺部主體20a的內(nèi)面與平臺部主體20a內(nèi)面接觸的第一密封面32a。
第一密封面32a具有通過在渦輪動葉片10旋轉(zhuǎn)時離心力作用而沿鄰接的渦輪動葉片10的各平臺部主體20a的內(nèi)面與各平臺部主體20a內(nèi)面接觸,從而密封鄰接的渦輪動葉片10的平臺部主體20a之間的間隙的功能。第一密封面32a與鄰接的渦輪動葉片10的各平臺部主體20a的內(nèi)面對應(yīng),大致平面狀地形成。
密封部件主體32為了與鄰接的渦輪動葉片10的鍛模燕尾部18的側(cè)面的形狀對應(yīng),在密封部件主體32的長度方向的平面內(nèi)彎曲形成。更詳細(xì)的,密封部件主體32的相對于密封部件主體32的長度方向相交的寬度方向的一側(cè)緣32b凸?fàn)畹貜澢纬桑硪粋?cè)緣32c凹狀地彎曲形成。
在鄰接的渦輪動葉片10上安裝密封部件30的情況下,密封部件主體32的凸?fàn)畹膫?cè)緣32b與鍛模燕尾部18的凹狀的側(cè)面對應(yīng),密封部件主體32的凹狀的側(cè)緣32c與鍛模燕尾部18的凸?fàn)畹膫?cè)面對應(yīng)。由此,即使在鍛模燕尾部18的側(cè)面與葉片部12的形狀對應(yīng)地彎曲而形成的情況下,由于能夠抑制密封部件主體32與鍛模燕尾部18的干涉,因此也能夠提高密封性能。
密封部件主體32在密封部件主體32長度方向的另一端上具備與平臺部主體側(cè)嵌合槽20d嵌合的密封部件主體側(cè)嵌合部32d。通過將密封部件主體側(cè)嵌合部32d與平臺部主體側(cè)嵌合槽20d嵌合,密封部件主體32能容易地定位。
關(guān)于密封部件主體32的長度方向的長度,與從平臺部主體20a的前緣側(cè)到后緣側(cè)的長度大致相同地設(shè)定,例如,為50mm至60mm。
關(guān)于密封部件主體32的寬度,比鄰接的渦輪動葉片10的平臺部主體20a之間的間隙大、比鄰接的渦輪動葉片10的鍛模燕尾部18之間的間隙小地設(shè)定。關(guān)于密封部件主體32的寬度,在密封部件主體32長度方向上既可以相同也可以不同。關(guān)于密封部件主體32的寬度,例如是20mm至30mm。
關(guān)于密封部件主體32的厚度,設(shè)定為能得到為了保持密封部件主體32的形狀而必要的剛性的厚度。關(guān)于密封部件主體32的厚度,例如是1mm至2mm。
前緣側(cè)密封部34細(xì)長地形成,在密封部件主體32的長度方向的一端,相對于密封部件主體32彎曲,長度方向的一端一體化地設(shè)置。前緣側(cè)密封部34具備在鄰接的渦輪動葉片10的鍛模燕尾部18之間,沿鄰接的渦輪動葉片10的前方裙體20b的內(nèi)面與前方裙體20b的內(nèi)面接觸的第二密封面34a。
第二密封面34a具有通過在渦輪動葉片10旋轉(zhuǎn)時離心力作用而沿鄰接的渦輪動葉片10的各前方裙體20b的內(nèi)面與各前方裙體20b的內(nèi)面接觸,從而密封鄰接的渦輪動葉片10的前方裙體20b之間的間隙的功能。第二密封面34a與鄰接的渦輪動葉片10的前方裙體20b的內(nèi)面對應(yīng),形成為平面狀、曲面狀。
在前緣側(cè)密封部34中,相對于前緣側(cè)密封部34的長度方向相交的寬度方向的一側(cè)緣34b與另一側(cè)緣34c既可以大致直線狀地形成,也可以彎曲形成。
前緣側(cè)密封部34在前緣側(cè)密封部34的長度方向的另一端具備與前方裙體側(cè)嵌合槽20e嵌合的前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部34d。通過將前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部34d嵌合于前方裙體側(cè)嵌合槽20e中,前緣側(cè)密封部34能容易地定位。
關(guān)于前緣側(cè)密封部34的長度方向的長度,設(shè)定為與從前方裙體20b的葉片部12側(cè)至楔形部16的長度大致相同的長度。前緣側(cè)密封部34的長度方向的長度例如是20mm至30mm。
關(guān)于前緣側(cè)密封部34的寬度,比鄰接的渦輪動葉片10的前方裙體20b之間的間隙大、且比鄰接的渦輪動葉片10的鍛模燕尾部18之間的間隔小地設(shè)定。關(guān)于前緣側(cè)密封部34的寬度,在前緣側(cè)密封部34的長度方向上既可以相同也可以不同。關(guān)于前緣側(cè)密封部34的寬度,例如是20mm至30mm。
關(guān)于前緣側(cè)密封部34的厚度,設(shè)定為能得到為了保持前緣側(cè)密封部34形狀所需要的剛性的厚度。關(guān)于前緣側(cè)密封部34的厚度,例如是1mm至2mm。并且,關(guān)于前緣側(cè)密封部34的厚度,可以與密封部件主體32相同。
密封部件30由陶瓷基復(fù)合材料形成。陶瓷基復(fù)合材料是用陶瓷纖維將陶瓷基體強化的陶瓷纖維強化陶瓷復(fù)合材料。陶瓷基復(fù)合材料可使用如用sic纖維將sic陶瓷基強化的sic/sic復(fù)合材料、用al2o3纖維將sic陶瓷基強化的sic/al2o3復(fù)合材料等。陶瓷基復(fù)合材料由于耐熱性、耐氧化性優(yōu)越,因此密封部件30即使暴露于燃燒氣體中也可抑制由熱暴漏而導(dǎo)致的變形、氧化等的損傷。另外,陶瓷基復(fù)合材料由于比耐熱合金(如,ni基超合金、tial合金)等輕,所以,能夠使航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機8等輕量化。而且,陶瓷基復(fù)合材料由于通過陶瓷基纖維強化而韌性等優(yōu)越,即使在由于渦輪動葉片10的旋轉(zhuǎn)等而受到?jīng)_擊的情況下也能夠抑制破壞。
其次,關(guān)于密封部件30的制造方法進(jìn)行說明。首先,將由陶瓷纖維形成的二次元織物、三次元織物整理、拼接等,形成與密封部件30形狀對應(yīng)的雛形。在陶瓷基纖維中可使用sic纖維、al2o3纖維等。將雛形轉(zhuǎn)入金屬模具中,向金屬模具中填充陶瓷基用的聚合物原料,在雛形中浸滲聚合物原料。通過加熱并燒制浸滲了聚合原料的雛形而陶瓷化,形成sic等的陶瓷基體。并且,在基體形成中可以使用氣態(tài)浸滲法、固態(tài)浸滲法等。在氣態(tài)浸滲法中通過原料氣體的熱分解反應(yīng)等可形成sic等的陶瓷基體。在固態(tài)浸滲法中,通過在雛形中浸滲si與c的混合粉末之后進(jìn)行反應(yīng),可形成sic等的陶瓷基體。如此,能夠用陶瓷基復(fù)合材料形成密封部件30。
其次,關(guān)于密封部件30的作用進(jìn)行說明。圖9是圖2中a-a方向的剖視圖。圖10是圖2中b-b方向的剖視圖。
首先,在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙36、38上安裝密封部件30。更詳細(xì)的說,通過在平臺部主體側(cè)嵌合槽20d中嵌合密封部件主體側(cè)嵌合部32d、在前方裙體側(cè)嵌合槽20e中嵌合前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部34d,定位并安裝密封部件30。由此,密封部件30與鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙36、38對置地配置。
通過渦輪動葉片10承受流經(jīng)渦輪軸向的燃燒氣流,渦輪動葉片10與渦輪圓盤14一體化地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動。通過該旋轉(zhuǎn)運動在渦輪動葉片10上作用離心力。通過該離心力,由于配置于鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙36、38上的密封部件30接觸并密合于平臺部20的內(nèi)面,所以,平臺部20之間的間隙36、38被密封。
更詳細(xì)的說,關(guān)于鄰接的渦輪動葉片10中的平臺部主體20a之間的間隙36,由于沿平臺部主體20a的內(nèi)面且在平臺部主體20a的內(nèi)面上,密封部件主體32的第一密封面32a接觸并密合,因此平臺部主體20a之間的間隙被密封。
另外,關(guān)于鄰接的渦輪動葉片10中前方裙體20b之間的間隙38,由于沿前方裙體20b內(nèi)面且在前方裙體20b內(nèi)面上,前緣側(cè)密封部34的第二密封面34a接觸并密合,因此前方裙體20b之間的間隙38被密封。
由此,由于能夠抑制燃燒氣體從平臺部主體20a之間的間隙36、前方裙體20b之間的間隙38流入,因此可抑制由渦輪圓盤14中的燃燒氣體而導(dǎo)致的熱暴漏。
以上,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),由于通過在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙上配置由陶瓷基復(fù)合材料形成的密封部件可抑制從鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙的燃燒氣體的流入,因此能夠抑制渦輪圓盤的熱暴漏。另外,由于密封部件由陶瓷基復(fù)合材料形成,所以密封部件即使暴露于燃燒氣體中也能夠抑制由熱暴漏而導(dǎo)致的損傷。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),即使在鍛模燕尾部與葉片部的形狀對應(yīng)地彎曲而形成的情況下,也由于密封部件主體與鍛模燕尾部的側(cè)面對應(yīng)地在平面內(nèi)彎曲而形成,因此能抑制密封部件主體與鍛模燕尾部的干涉,可提高密封性能。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),通過將密封部件主體側(cè)嵌合部嵌合于平臺部主體側(cè)嵌合槽中,將前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部嵌合于前方裙體側(cè)嵌合槽,從而能在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間容易地安裝密封部件,并且,能夠容易且精度高地定位密封部件而配置。
[第二實施方式]
其次,關(guān)于本發(fā)明的第二實施方式使用附圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖11是表示第二實施方式的密封部件40的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖12是表示將第二實施方式中的密封部件40安裝于渦輪動葉片10上的狀態(tài)的剖視圖。圖13是表示在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間安裝第二實施方式中的密封部件40的狀態(tài)的剖視圖。并且,圖13是與第一實施方式的圖9對應(yīng)的圖,是在圖2中代替第一實施方式的密封部件30安裝第二實施方式中的密封部件40的情況下的a-a方向的剖視圖。另外,在相同的要素上標(biāo)注相同的符號,省略詳細(xì)的說明。
第二實施方式中的密封部件40在具備限制部42這一點上與第一實施方式的密封部件30不同,該限制部42分別設(shè)置于密封部件主體32的長度方向的兩側(cè)32b、32c的一部上,向相對于密封部件主體32的長度方向相交的寬度方向突出而形成,與鄰接的渦輪動葉片10中的鍛模燕尾部18的側(cè)面接觸,限制寬度方向的移動。
在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙上安裝密封部件40時,限制部42具備面接觸或線接觸于鄰接的渦輪動葉片10的各鍛模燕尾部18的側(cè)面而保持密封部件40、限制密封部件40的寬度方向移動的功能。由此,由于能限制密封部件40的寬度方向的移動,因此在渦輪動葉片10的旋轉(zhuǎn)運動的初期階段等中能抑制密封部件40脫落,并且,提高密封部件40的定位精度。
限制部42向相對于密封部件主體32的長度方向相交的寬度方向突出,并且向第一密封面32a的背面?zhèn)葟澢纬伞jP(guān)于限制部42的形狀可為矩形、三角形、圓形等。
限制部42既可以設(shè)置于密封部件主體32的長度方向的相同位置,也可以設(shè)置于不同位置。限制部42在兩側(cè)緣32b、32c上既可以分別設(shè)置一處,也可以分別設(shè)置多處。另外,關(guān)于限制部42,一側(cè)緣32b與另一側(cè)緣32c中所設(shè)置的數(shù)量可以不同。關(guān)于設(shè)置限制部42的位置,既可以在密封部件主體32的長度方向的中央部,也可以在長度方向的一端側(cè),還可以在另一端側(cè)。
在由陶瓷基復(fù)合材料形成密封部件40的情況下,首先,將由陶瓷纖維形成的二次元織物、三次元織物修整與拼接等,形成與密封部件40的形狀對應(yīng)的雛形。在將雛形裝入金屬模具的同時,使與限制部42對應(yīng)的位置完全并固定于金屬模具中而形成。關(guān)于陶瓷基體的形成,由于與第一實施方式的密封部件30相同所以省略詳細(xì)的說明。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),起到第一實施方式中密封部件的效果的同時,由于在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙中安裝密封部件時,密封部件主體的限制部接觸于鄰接的渦輪動葉片的各鍛模燕尾部側(cè)面而保持密封部件,因此能限制密封部件的寬度方向的移動,能抑制密封部件的脫落的同時,提高密封部件的定位精度。
[第三實施方式]
其次,關(guān)于本發(fā)明的第三實施方式使用附圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖14是表示第三實施方式的密封部件50的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖15是表示在渦輪動葉片10上安裝第三實施方式的密封部件50的狀態(tài)的剖視圖。并且,在相同的要素上標(biāo)注相同的符號,省略詳細(xì)的說明。
平臺部20的后方裙體20c包含設(shè)置于后方裙體20c的內(nèi)面、保持第三實施方式的密封部件50中的密封部件主體32的長度方向的另一端的保持部20f。保持部20f由后方裙體20c內(nèi)面的一部分形成,用向前緣側(cè)凸?fàn)畹貜澢耐骨娴谋3置鏄?gòu)成。第三實施方式的密封部件50在具備彎曲部52這一方面上與第一實施方式的密封部件30不同,該彎曲部52設(shè)置于密封部件主體32的長度方向的另一端,向第一密封面32a的背面?zhèn)葟澢纬?,與鄰接的渦輪動葉片10的后方裙體20c的保持部20f接觸。
在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙上安裝密封部件50時,通過設(shè)置于密封部件主體32的另一端的彎曲部52沿作為后方裙體20c的保持部20f的保持面面接觸或線接觸而保持密封部件主體32。由此,由于不需要為了保持密封部件主體32而設(shè)置于平臺部主體20a上的平臺部主體側(cè)嵌合槽20d,平臺部20的結(jié)構(gòu)更簡化,能夠使渦輪動葉片10的制造變得容易。并且,關(guān)于保持部20f,不只是由凸曲面形成的保持面,既可以用由傾斜平面構(gòu)成的保持面構(gòu)成,也可以在后方裙體的內(nèi)面設(shè)置突起而構(gòu)成。
在用陶瓷基復(fù)合材料形成密封部件50的情況下,首先,將由陶瓷纖維構(gòu)成的二次元織物、三次元織物修整與拼接等,形成與密封部件50的形狀對應(yīng)的雛形。在將雛形裝入金屬模具,并且,使與彎曲部52對應(yīng)的位置彎曲而固定于模具中形成。關(guān)于陶瓷基體的形成由于與第一實施方式的密封部件30相同而省略詳細(xì)說明。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),起到第一實施方式的密封部件效果的同時,由于不需要用于保持密封部件主體的設(shè)置于平臺部主體上的平臺部主體側(cè)嵌合槽,平臺部的結(jié)構(gòu)更簡化,可容易地進(jìn)行渦輪動葉片的制造。
[第四實施方式]
其次,關(guān)于本發(fā)明的第四實施方式使用附圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖16是表示第四實施方式的密封部件60的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖17是表示將第四實施方式的密封部件60安裝于渦輪動葉片10上的狀態(tài)的剖視圖。并且,在相同的要素上標(biāo)注相同的符號,省略詳細(xì)的說明。
平臺部20的后方裙體20c包含設(shè)置于后方裙體20c的內(nèi)面、保持第四實施方式中的密封部件60中的密封部件主體32的長度方向的另一端的保持部20f。第四實施方式的密封部件60在具備第二實施方式中的密封部件40的限制部42、第三實施方式的密封部件50的彎曲部52這點上與第一實施方式的密封部件30不同。
在用陶瓷基復(fù)合材料形成密封部件60的情況下,首先將由陶瓷纖維形成的二次元織物、三次元織物修整與拼接等,形成與密封部件60的形狀對應(yīng)的雛形。將雛形裝入金屬模具的同時,使與限制部42、對應(yīng)彎曲部52對應(yīng)的位置彎曲并固定于模具中而形成。關(guān)于陶瓷基體的形成由于與第一實施方式的密封部件30相同所以省略詳細(xì)的說明。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),在起到第一實施方式的密封部件的效果的同時,也可起到第二實施方式的密封部件的效果、第三實施方式的密封部件的效果。
[第五實施方式]
其次,關(guān)于本發(fā)明的第五實施方式使用附圖詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖18是表示第五實施方式的密封部件70的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖19是表示將第五實施方式的密封部件70安裝于渦輪動葉片10上的狀態(tài)的剖視圖。圖20是表示在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間安裝第五實施方式的密封部件70的狀態(tài)的剖視圖。圖21是在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間安裝第五實施方式的密封部件70的狀態(tài)的剖視圖。并且,圖20是與第一實施方式的圖9對應(yīng)的圖,是在圖2中代替第一實施方式的密封部件30安裝第五實施方式中的密封部件70的情況中的a-a方向的剖視圖。圖21是與第一實施方式的圖10對應(yīng)的圖,是在圖2中代替第一實施方式的密封部件30安裝第五實施方式中的密封部件70的情況中的b-b方向的剖視圖。另外,在相同的要素上標(biāo)注相同的符號,省略詳細(xì)的說明。
平臺部20的后方裙體20c包含設(shè)置于后方裙體20c的內(nèi)面、保持第五實施方式的密封部件70中的密封部件主體32的長度方向的另一端的保持部20f。第五實施方式的密封部件70具備第一接觸部72,該第一接觸部72設(shè)置于整個密封部件主體32的長度方向的兩側(cè)的全長上,向與密封部件主體32的長度方向相交的寬度方向突出,并且,向第一密封面32a的背面?zhèn)葟澢纬?,與鄰接的渦輪動葉片10中的鍛模燕尾部18的側(cè)面、后方裙體20c的保持部20f接觸。另外,密封部件70具備第二接觸部74,該第二接觸部74設(shè)置于整個前緣側(cè)密封部34的長度方向的兩側(cè)的全長上,向與前緣側(cè)密封部件34的長度方向相交的寬度方向突出,并且,向第二密封面34a的背面?zhèn)葟澢纬?,與鄰接的渦輪動葉片10中的鍛模燕尾部18的側(cè)面接觸。如此,第五實施方式的密封部件70在具備第一接觸部72、第二接觸部74的方面上與第一實施方式的密封部件30不同。
在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙36、38上安裝密封部件70、使密封部件70與間隙36、38對置地配置時,設(shè)置于密封部件主體32上的第一接觸部72面接觸或線接觸于鄰接的渦輪動葉片10的各鍛模燕尾部18的側(cè)面,設(shè)置于前緣側(cè)密封部34上的第二接觸部74面接觸或線接觸于鄰接的渦輪動葉片10的各鍛模燕尾部18的側(cè)面而保持密封部件70。由此,由于能夠限制密封部件70的寬度方向的移動,在渦輪動葉片10旋轉(zhuǎn)運動的初期階段等中,能抑制密封部件70脫落的同時還能提高密封部件70的定位精度。
另外,在鄰接的渦輪動葉片10的平臺部20之間的間隙36、38上安裝密封部件70、使密封部件70與間隙36、38對置地配置時,通過設(shè)置于密封部件主體32上的第一接觸部72的后方接觸于后方裙體20c的保持部20f而保持密封部件主體32。由此,由于不需要為了保持密封部件主體32而設(shè)置于平臺部主體20a上的平臺部主體側(cè)嵌合槽20d,平臺部20的結(jié)構(gòu)更簡化,能夠容易地進(jìn)行渦輪動葉片10的制造。
另外,在密封部件70中,在為前緣側(cè)密封部34的楔形部16的另一端上設(shè)置用于與設(shè)置于前方裙體20b的內(nèi)面上的前方裙體側(cè)嵌合槽20e嵌合而突出形成的前緣側(cè)密封部側(cè)嵌合部76。
在用陶瓷基復(fù)合材料形成密封部件70的情況下,將由陶瓷基纖維形成的二次元織物、三次元織物修整與拼接等,形成與密封部件70的形狀對應(yīng)的雛形。將雛形裝入金屬模具的同時,將與第一接觸部72、第二接觸部74對應(yīng)的位置彎曲并固定于模具中而形成。關(guān)于陶瓷基體的形成由于與第一實施方式的密封部件30相同所以省略詳細(xì)的說明。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),起到第一實施方式的密封部件效果的同時,在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙上安裝密封部件時,設(shè)置于密封部件主體上的第一接觸部接觸于鄰接的渦輪動葉片的鍛模燕尾部側(cè)面、設(shè)置于前緣側(cè)密封部上的第二接觸部接觸于鄰接的渦輪動葉片的鍛模燕尾部側(cè)面而保持密封部件。由此,由于能限制密封部件寬度方向的移動,因此能抑制密封部件脫落的同時能提高密封部件的定位精度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu),由于在鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙上安裝密封部件時,設(shè)置于密封部件主體上的第一接觸部與后方裙體的保持部接觸而保持密封部件主體,因此不需要設(shè)置于平臺部主體上的平臺部主體側(cè)嵌合槽,可容易地進(jìn)行渦輪動葉片的制造。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明由于可密封鄰接的渦輪動葉片的平臺部之間的間隙,因此可用于航空用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機等的噴氣式發(fā)動機。