專利名稱：一種飛機發(fā)動機壓氣機的裝置,包括與傾斜葉根采用錘形件連接的葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種飛機發(fā)動機壓氣機的輪盤/葉片裝置，由一個輪盤和若干個安裝在所述輪盤上的采用錘形件連接的葉片組成，更確切的說，是由安裝在輪盤圓周槽內(nèi)的葉片組成。
本發(fā)明專利申請涉及的范圍優(yōu)選飛機發(fā)動機的高壓壓氣機，諸如渦輪噴氣發(fā)動機或渦輪螺旋槳發(fā)動機的高壓壓氣機，而且優(yōu)選該型壓氣機的后面級。然而，本發(fā)明同樣適用于低壓壓氣機，且仍在本發(fā)明所申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
本發(fā)明還涉及裝有至少一個這種輪盤/葉片裝置的飛機發(fā)動機高壓或低壓壓氣機，還涉及裝有至少一臺所述壓氣機的飛機發(fā)動機。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)實際上已經(jīng)公開了一種飛機發(fā)動機壓氣機的輪盤/葉片裝置，包括一個輪盤和若干個安裝在所述輪盤上的采用錘形件連接的葉片；在這個輪盤內(nèi)，按內(nèi)徑向方向，每個葉片依次包括了一個翼面，一個平臺，一個支柱和一個葉根，葉根帶有一個位于翼面前緣的上游支撐面和一個位于該翼面后緣的下游支撐面。
此外，輪盤上有一個圓周槽，支撐面就抵在該圓周槽上，從而將每個葉片的葉根固定在該槽內(nèi)。這樣，相對于裝有葉根的輪盤，葉片則處于向外的徑向方向上。
人們已經(jīng)注意到，在已有技術(shù)實施例中，支撐面和支柱上承受的機械應(yīng)力強度極不平衡，很顯然，這意味著設(shè)計上存在問題。
發(fā)明專利內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提出一種采用錘形件連接的輪盤/葉片裝置，可以解決上述涉及已有技術(shù)實施例的問題。
為此，本發(fā)明的目的是提供一種飛機發(fā)動機壓氣機的輪盤/葉片裝置，包括一個輪盤和若干個安裝在所述輪盤上的采用錘形件連接的葉片，按內(nèi)徑向方向，每個葉片依次包括一個翼面，該翼面包括一個前緣和一個后緣，后緣在某個偏移方向上與前緣沿圓周方向偏移，翼面還包括一個平臺，一個支柱和一個葉根，葉根提供有一個位于翼面前緣的上游支撐面和一個位于翼面后緣的下游支撐面，輪盤上提供有一個圓周槽，在圓周槽內(nèi)，每個葉片的葉根通過支撐面抵在所述圓周槽內(nèi)而予以固定。按照本發(fā)明，對于每個葉片來講，下游支撐面在上述某個偏移方向上與上游支撐面形成圓周偏移。
因此，本發(fā)明提出了改變目前使用的葉根的幾何尺寸，使得與輪盤中央軸線相平行的每個葉根從其上游支撐面延伸到其下游支撐面。具體來講，在所提出的方案中，即在對應(yīng)于翼面后緣與翼面前緣相偏移的某個偏移方向上，下游支撐面與上游支撐面成圓周偏移；這種有利的構(gòu)型特點是，葉根和其相關(guān)的支柱實際上是仿效了翼面的輪廓。因此，換句話說，當(dāng)從上面俯視某個葉片時，葉根和翼面之間的相交幅度與已有技術(shù)中相交幅度相比而大大增加了，后者由于沿輪盤中央軸線的葉根方向和翼面輪廓幾何尺寸之間的兼容性小而其相交幅度始終比較小。
那么，這就意味著可以在支撐面和支柱承受的機械應(yīng)力強度方面實現(xiàn)較好平衡，因此可以有效的攻克迄今所遇到的設(shè)計上的難度。
此外，這個具體特性還能增加支撐面在圓周方向上的范圍，更好地固定葉片，減少斂緊壓力。
需要指出的是，根據(jù)本發(fā)明所提出的裝置在設(shè)計上優(yōu)選同一個葉片的上游和下游支撐面沿圓周方向彼此部分“重疊”，沿相應(yīng)輪盤的中央軸線看去。
在眾多葉片中，每個葉片優(yōu)選的設(shè)計方案是，從相對于所述葉片的上方看去，葉片根部從其上游支撐面向其下游支撐面延伸的主要方向與輪盤的中央軸偏移一個角度A，角度范圍在0.5到10°之間，例如大約3°。這樣，既可以獲得支撐面和支柱處所承受機械應(yīng)力強度令人滿意的平衡效果，同時也可使斂緊壓力強度達(dá)到令人滿意的平衡效果。
在眾多葉片中，每個葉片根部優(yōu)選帶有兩個彼此相對的圓周端面，布置在支撐面的兩側(cè)，每個圓周端面實際上都呈扁平形狀。作為一種可替換的形式，這些圓周端面實際上也可以是凹形，這樣就可以增加端面的面積，從而可以固緊葉片，使得斂緊壓力得以分布，而且盡管如此，卻還是不會增加這種葉片的總重量。如果采用后一種幾何尺寸，葉根及必要時的相關(guān)支柱實際上可以呈一個細(xì)腰形狀，在輪盤的軸向上，其中央部分沿圓周方向很長，而該部分要比沿所述中央部分兩側(cè)布置的兩個軸向端部要小，另外，該部分還分別包括了上游支撐面和下游支撐面。
最后，眾多葉片中，每個葉片可以設(shè)計成這樣的，即從相對于所述葉片的頂部看去，葉根的上游和下游支撐面的氣壓中心于是構(gòu)成了上游和下游支撐面的中央對稱中心。
本發(fā)明的另一個目的是安裝至少一個所述輪盤/葉片裝置的飛機發(fā)動機壓氣機，最好提供可構(gòu)成至少部分的所述壓氣機的一個后面級，特別是高壓壓氣機。
最后，本發(fā)明的再一個目的是一種包括至少一個所述壓氣機的飛機發(fā)動機，諸如渦輪噴氣發(fā)動機。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和特性將在下面詳細(xì)敘述，但并不限于如下說明。


本發(fā)明專利將結(jié)合附圖進(jìn)行說明，如圖如下圖1是本發(fā)明一個最佳實施例的剖面圖，示出了一種飛機發(fā)動機壓氣機的采用錘形件連接的輪盤/葉片裝置；圖2是其中一種采用錘形件連接的葉片的剖面圖，構(gòu)成了圖1所示裝置的組成部分；圖3是圖1所示輪盤/葉片裝置的部分示意圖，從該裝置某個葉片的上方看去；圖4是本發(fā)明另一個最佳實施例的輪盤/葉片裝置部分示意圖，從該裝置某個葉片的上方看去。
具體實施例方式
首先，參照圖1，可以看到飛機發(fā)動機，諸如渦輪噴氣發(fā)動機，的高壓壓氣機輪盤/葉片裝置1，這種裝置1優(yōu)選設(shè)計為該高壓壓氣機后面級中其中一個級的組成部分，是本發(fā)明一種最佳實施例的實施形式。
按熟知該項技術(shù)人員已知的方式，該裝置首先包括一個輪盤2，帶有一個與渦輪噴氣發(fā)動機縱軸相對應(yīng)的中央軸線4。在該輪盤2的圓周徑向端部，輪盤支撐著若干個葉片，又稱采用錘形件連接的葉片，這些葉片圍繞中央軸4按角度分布。采用錘形件連接的這些葉片6的特性就是包括一個葉根8，設(shè)計成安裝在輪盤2的圓周槽10內(nèi)，該輪盤的圓周槽因此位于輪盤2的徑向端，并徑向向外打開。正如熟知該項技術(shù)的人所知道的那樣，該圓周槽10有一個放大了的缺口，可以將每個葉片的根部插入槽內(nèi)，這些葉片然后在槽內(nèi)10沿圓周方向移動。此外，一旦所有這些葉片都插入并固定到圓周槽10內(nèi)后，然后插入小錘形件(圖中未示)使裝置完全保持不動。正如圖1中可以非常清楚的看到，圓周槽10一般都呈C形狀，徑向向外打開，并可以使葉片的支柱能夠在該C形狀的兩端之間穿過，這將在后面給予介紹。
具體來講，每個葉片6按熟知該項技術(shù)的人們所知的方式，按照箭頭12所示內(nèi)徑向方向依次包括一個翼面14，一個平臺16，一個支柱18和上面所述葉根8。因此，應(yīng)該注意的是，該翼面?zhèn)鹘y(tǒng)上都有一個前緣20和一個后緣22，由于該翼面的輪廓的緣故，后緣22在某個偏移方向上沿輪盤的圓周方向偏移。然后，平臺的圓周長度要比其支撐的翼面14長度大得多，而且優(yōu)選設(shè)計成盡可能的靠近裝置的兩個葉片6平臺處，而且這兩個葉片就直接位于平臺附近。因此，當(dāng)所有葉片裝入圓周槽10內(nèi)后，這些葉片的平臺16實際上構(gòu)成了一個以軸線4為中心的圓形環(huán)。
不論是在輪盤的軸向上還是在圓周方向上，支柱18的尺寸要比徑向向外的平臺的尺寸小的多。如上所述，該支柱18徑向向內(nèi)支撐著葉根8，使得葉片相對于其安裝的輪盤2保持固定不動。
如圖1和圖2所示，葉根8可以按照其中央軸線4沿某個輪盤的軸向分為連續(xù)的三個部分，然而，應(yīng)該注意的是，整個葉根8，而且優(yōu)選整個葉片6，可以按照熟知這項技術(shù)的人們所知道的方法做成一個整體。這樣，葉根實際上有個中央部分26，整個位于支柱18內(nèi)徑向范圍內(nèi)。該中央部分26的上游，有一個上游軸向端部28和一個通常徑向向外的上游支撐面32。同樣，該中央部分26的下游，有一個下游軸向端部30和一個通常徑向向外的下游支撐面34。
為此，本說明書中在此處使用的上游和下游一詞，是相對于流體流過裝置1的主要流向，這個方向在圖上是用箭頭40來表示的，因此與該裝置的軸向和其中央軸線4相平行。
最后，應(yīng)該指出的是，葉根8有兩個彼此相對的圓周端面，圖2中參考號分別是36和38，這些面最好位于支柱18彼此相對的圓周端面的延續(xù)部分，圖2中可以很清楚地看到。因此，這兩個面36和38實際上是扁平的，如圖3所示，并與上述徑向方向12相平行。
正如圖1中可以很清楚的看到，葉片6相對于輪盤2徑向向外固定，這是通過兩個實際向外的支撐面32和34的接觸來實現(xiàn)的，圓周槽10形成了C形狀的兩個分支。在這點上，支撐面32和34所存在的上游和下游接觸點優(yōu)選為扁平的接觸點。
現(xiàn)在，參考圖3， 可以看到本發(fā)明的其中一個特性，根據(jù)這個特性，上游支撐面32在圓周方向上與下游支撐面34相偏移。如圖3中的箭頭42所示，更確切的說，可以看到在某個圓周偏移方向上翼面14的后緣22在相對于后緣20的輪盤2沿圓周方向偏移。同樣，在這個圖中，為了清楚起見，中央葉片部分用虛線表示，同時位于該圖所表示的兩個葉片6之間，在相對于該中央葉片的俯視圖中，位于中央葉片6兩側(cè)的其中一個葉片的前緣20和后緣22之間的圓周偏移用參考號44所示尺寸表示。為此，在所述同一個圓周偏移42方向上規(guī)定了下游支撐面34相對于上游支撐面32偏移，此處的偏移是用參考號46所示尺寸表示。
正如圖3中可以清楚的看到，兩個支撐面32和34的圓周偏移比相應(yīng)翼面14的前緣20和后緣22之間的偏移要小得多。特別是，如果目的是獲得一個幾何尺寸16，通過這個幾何尺寸，葉根的主要方向48與中央軸線4偏移一個角度A，角度范圍在0.5到10度之間，例如3度。這里所說的“葉根主要方向”是指該葉根從其上游支撐面向其下游支撐面延伸的方向，這個方向尤其是用以穿過上述兩個支撐面中每一個的氣壓中心的直線來表示，如圖3俯視圖所示。
在本發(fā)明的這個最佳實施例中，實際上提供了彼此相對的兩個圓周端面36和38，每個端面實際上都為扁平形狀，即與葉片的徑向方向和上述主方向48相平行。
如圖4所示，在本發(fā)明的另一個最佳實施例中，可以使這兩個圓周端面36和38都帶有一個凹形，因此可以使支柱和葉根通常為一個細(xì)腰形狀，尤其是可以讓支撐面32和34的圓周方向拉大。在這個最佳實施例中，提供了這些凹形面，并實際上與葉片的徑向方向平行。此外，這些凹形面都位于同樣帶有凹形的支柱18的圓周端面的延伸端。
不論所給出的最佳實施例如何，從相對于任何一個葉片的頂部看去，都確保了圖4中所給出的氣壓中心Q，對應(yīng)于上游和下游支撐面32和34結(jié)合的氣壓中心，從同一頂部看去，構(gòu)成了與相應(yīng)同一葉片6這兩個支撐面32和34的幾何尺寸中心。
當(dāng)然，通過上述示例給出的本發(fā)明的描述，僅僅只是一個示例，本發(fā)明并不僅限于此，熟知該項技術(shù)的人可以對本發(fā)明進(jìn)行各種各樣的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種飛機發(fā)動機壓氣機的輪盤/葉片裝置，包括一個輪盤和安裝在所述輪盤上的采用錘形件連接的若干個葉片，每個葉片按內(nèi)徑向方向依次包括一個翼面，該翼面又包括一個前緣和在某個偏移方向上與所述前緣形成圓周偏移的后緣，葉片還包括一個平臺，一個支柱和一個葉根，葉根帶有一個位于翼面前緣的上游支撐面和一個位于翼面后緣的下游支撐面，輪盤提供有一個圓周槽，槽內(nèi)通過所述支撐面抵在該圓周槽內(nèi)來將所述眾多葉片的所述葉根保持固定不動，其特征在于對于所述眾多葉片中的每個葉片來講，下游支撐面在所述某個偏移方向上與上游支撐面形成圓周偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓氣機的輪盤/葉片裝置，其特征在于所述眾多葉片中，每個葉片都是這樣設(shè)計的，從相對于所述葉片的上部看去，所述葉根從其上游支撐面向其下游支撐面延伸的主要方向與所述輪盤的中央軸線偏離一個角度A，范圍在0.5到10°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓氣機的輪盤/葉片裝置，其特征在于所述角度A大約為3°。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的壓氣機的輪盤/葉片裝置，其特征在于對于所述許多葉片的每個葉片來講，葉根有兩個相對的圓周端面，布置在所述支撐面的兩側(cè)，這兩個圓周端面實際上都呈扁平形狀。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求1到3之任一權(quán)利要求所述的壓氣機的輪盤/葉片裝置，其特征在于對于所述眾多葉片的每個葉片來講，葉根兩個相對的圓周端面布置在所述支撐面的兩側(cè)，這兩個圓周端面實際上都呈凹形狀。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的壓氣機的輪盤/葉片裝置，其特征在于所述眾多葉片中，每個葉片都是這樣設(shè)計的，從相對于所述葉片的頂部看去，葉根的所述上游和下游支撐面的氣壓中心，從這個視圖看，構(gòu)成了所述上游和下游支撐面的幾何形狀的中心。
7.一種飛機發(fā)動機壓氣機，裝有至少一個如上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的輪盤/葉片裝置。
8.一種飛機發(fā)動機，包括至少一臺權(quán)利要求7所述的壓氣機。
全文摘要
本發(fā)明涉及飛機發(fā)動機壓氣機的一種輪盤/葉片裝置，包括一個輪盤(2)和若干采用錘形件連接的(6)葉片，每個葉片包括一個葉根，葉根帶有一個位于翼面前緣的上游支撐面(32)和一個位于翼面后緣的下游支撐面(34)，輪盤提供有一個圓周槽(10)，槽內(nèi)通過支撐面固定了每個葉片的葉根。根據(jù)本發(fā)明，對于每個葉片來講，下游支撐面(34)在某個偏移(42)方向上與上游支撐面(32)形成圓周偏移，該偏移方向?qū)?yīng)于翼面的后緣(22)和前緣(20)之間的偏移方向。
文檔編號F04D19/00GK101070858SQ200710102088
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者斯蒂芬·于斯·奧賓, 斯蒂芬·約里奧特 申請人:斯奈克瑪