CN103080563B - 用于涡轮机组的整流器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于涡轮发动机组(1)的整流器装置(2)，包括：内壳环(6)和绕着所述内壳环(6)的外壳环(5)，所述内壳环(6)和外壳环(5)至少之一具有第一孔口(13)；至少两个整流器叶片(9)，每个包括至少在一个相同第一端(10)的连接平台(11)，该连接平台(11)具有定位面向所述第一孔口(13)的第二孔口(14)；所述至少两个叶片(9)通过引入到所述第一孔口(13)和所述第二孔口(14)中的至少一个第一连接装置(15)与所述内壳环(6)和外壳环(5)中至少之一组装在一起。所述整流器装置(2)进一步包括覆盖所述至少一个第一连接装置(15)的覆盖平台(16)。发现了本发明的整流器装置在航空器发动机所包括的涡轮发动机组中特别有益的应用。

Description

用于涡轮机组的整流器装置
技术领域
本发明涉及用于涡轮发动机组，并且更特别地用于双通量涡轮喷气发动机的整流器装置。
背景技术
用于航空器推进的双通量涡轮喷气发动机通常包括输送环形气流的上游风扇。该环形气流被环形中间轮毂分成初级流和次级流，该初级流供应给驱动风扇的电动机，该次级流在大气中喷出，同时提供大部分涡轮喷气发动机的推力。风扇包括在界定外部次级流的风扇壳中。
在该风扇下游，风扇壳和中间轮毂之间，上游到下游的整流器叶片被定位以整流电动机轴线中次级流，结构臂允许中间轮毂与风扇壳结合成为整体。
根据文献EP1908923中所述的实施方式，整流器叶片通常包括连接平台，叶片和叶片基部。风扇壳包括设置在其内壁中的周向槽，适于容纳连接平台。连接平台通过两个螺钉固定在槽中。这些连接螺钉分别在叶片侧翼每侧上螺合在平台中。在其下部，叶片基部通过接合在中间轮毂中所设置的开口中被固位。
考虑中间轮毂和风扇壳所形成的次级流的轮廓，在连接平台中实现了适于容纳螺钉头部的埋头孔。更精确地，这些埋头孔允许避免螺钉头部终止于次级流中。为了重建次级流的轮廓，通过弹性体覆盖螺钉头部和埋头孔。
这种类型实施方式的缺点在于随着时间流逝，弹性体逐渐变得与埋头孔以及螺钉头部分离和有空隙。尽管螺钉头部并没有侵入到次级流中，但是次级流在埋头孔中被吞没，并且产生了空气动力学干扰。
而且，结构臂在其每个端部都包括连接平台，该连接平台包括开口。它的一个端部与风扇壳通过螺钉结合为整体，它的另一个端部与中间轮毂通过螺钉结合为整体。
以与整流器叶片相似的方式，考虑到中间轮毂和风扇壳所形成的次级流的轮廓，在连接平台中实现了适于容纳螺钉头部的埋头孔。为了重建次级流的轮廓，通过弹性体覆盖螺钉头部和埋头孔。
就像整流器叶片相同的方式，随着时间流逝，弹性体逐渐变得与埋头孔以及螺钉头部分离和有空隙。然后，次级流在埋头孔中被吞没，产生了空气动力学干扰。
而且，用于整流电动机轴线中次级流的整流器的使用以及用于确保中间轮毂和风扇壳结合为整体的结构臂的使用使得涡轮喷气发动机更重。
发明内容
在上下文中，本发明提出解决上述现有技术的问题。而且，本发明的目的一方面是提供给出气流空气动力学轮廓的整流器装置，其空气动力学不随着时间而变化，另一方面提供一种重量减轻的涡轮发动机组。
为此，本发明涉及一种用于涡轮发动机组的整流器装置，包括：
-内壳环和绕着所述内壳环的外壳环，所述内壳环和外壳环至少之一具有第一孔口；
-至少两个整流器叶片，每个整流器叶片包括：至少在一个相同的第一端的连接平台，该连接平台具有定位面向所述第一孔口的第二孔口；所述至少两个叶片通过引入到所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一个第一连接装置与所述内壳环或外壳环中至少之一组装在一起。
所述整流器装置进一步包括覆盖所述至少一个第一连接装置的覆盖平台。
由于该覆盖平台，没有用于本发明的涡轮机组的整流器装置的元件终止于容纳整流器装置的气流的流动流中。相反，由于本发明，气流的轮廓得到了考虑，并且非常流畅。
而且，因为每个叶片在第一端与内壳环结合为整体，在第二端与外壳环结合为整体，现有技术的涡轮发动机组所包括的结构臂不再是必要的。因此，装配这种装置的涡轮发动机组的重量减轻了。而且，由于不用结构臂组装方便。
除了上述段落所提到的主要特征外，本发明的用于涡轮发动机组的整流器装置可以具有下面单独考虑的或根据所有可实现组合所考虑的一个或多个附加特征。
-所述覆盖平台包括：
-在气体循环的水平，形成覆盖平面的上表面；
-形成连接平面的下表面，所述连接平面包括至少一个狭槽，该狭槽适于配合所述至少一个第一连接装置以确保所述覆盖平台的固位；
-所述覆盖平台包括位于所述覆盖平台上游端的耳柄，所述耳柄插入所述内壳环或所述外壳环的整体元件所包括的槽中；
-第二连接装置定位于所述槽中，所述第二连接装置容纳所述耳柄；
-所述第二连接装置具有浮凸；
-所述第一连接装置是螺钉；
-所述覆盖平台具有复合材料；
-所述整流器装置包括相对于所述内壳环和外壳环径向地设置的多个叶片。
本发明也涉及一种涡轮机组，包括根据至少上述一个实施方式的整流器装置。
本发明也涉及根据上述实施方式之一的整流器装置的组装方法，所述组装方法包括下列连续的步骤：
-面向所述第一孔口定位所述至少两个叶片的所述连接平台的所述第二孔口；
-用所述至少一个第一连接装置在所述内壳环或外壳环中至少一个上固定所述连接平台；
-将所述覆盖平台的所述耳柄插入到所述环的所述槽中。
-将所述至少一个第一壳环或第二壳环，所述连接平台和所述覆盖平台与所述至少一连接装置结合为整体。
而且，本发明的组装方法在所述插入步骤之前可以包括所述第二连接装置的定位步骤。
通过下面参考附图，以示例而非限制性方式所给出的说明书，将会清楚地呈现本发明的其它特征和优点，其中：
附图说明
图1表示包括本发明整流器装置的涡轮机组的示意图。
图2表示本发明整流器装置所包括的叶片的一部分。
图3示例了本发明整流器装置所包括的覆盖平台。
图4表示根据图3所示例的覆盖平台，所述覆盖平台安装在本发明的整流器装置上。
图5示例了本发明整流器装置的两个元件的组装。
图6表示图5所示例的两个元件，这两个元件组装在一起。
图7示例了本发明整流器装置几个元件的组装。
图8表示图7所示例的组装的元件。
图9示例了本发明整流器装置组装方法的不同步骤的示意图。
具体实施方式
为了清楚的原因，仅仅示出了对本发明的理解必需的元件，这并没有考虑比例，仅仅以示意图的方式。而且，不同图中所发现的相图元件具有相同的附图标记。
对于下面的说明书，应该理解气体通过涡轮喷气发动机(涡轮发动机组)的上游穿过，向后者的下游侧行进，每个元件都由附图标记“X”表示，每个元件上游侧都由附图标记“X”和跟着的单撇号表示；每个元件下游侧都由附图标记“X”和跟着的两个撇号表示。
图1表示示意性的双流涡轮喷气发动机1。该双流涡轮喷气发动机1特别地包括本发明的整流器2。涡轮喷气发动机1进一步包括前部安装风扇4的电动机3，该电动机3由外壳环5所环绕(在所示实施例中形成风扇壳)。内壳环6(在所述实施例中形成中间环形轮毂)放置在电动机3周围和外壳环5的内部。在该双流涡轮喷气发动机1的内部，由风扇4所排出的进气流被分成流经低压压气机7的初级流F1和在内壳环6和外壳环5之间流动的次级流F2，该风扇4的叶片设置在电动机3和内壳环6之间。由位于内壳环6和外壳环5之间的环形空间形成次级流8。整流器装置2所包括的整流器叶片9放置在内壳环6和外壳环5之间。这些整流器叶片9包括上游侧9’和下游侧9”。
工作时，风扇4输送供应给驱动风扇4的电动机3的中心初级环形部分的环形气流，排出到大气中的外部次级环形部分的环形气流，同时提供涡轮喷气发动机1的大部分推力。
根据本发明的整流器装置2，整流器叶片9包括在第一端10的连接平台11和在第二端12的连接平台11。每个连接平台11包括上游侧11’和下游侧11”。
图2表示整流器叶片9的一部分，该叶片9连接内壳环6。内壳环6具有大量第一径向孔口13。
更特别地，叶片9在其第一端10包括连接平台11。该连接平台11具有4个第二孔口14(只示出了2个)。根据这种实施方式，在叶片9的侧翼的每侧上，连接平台11具有两个第二孔口。
第二孔口14面向第一孔口13而定位，以便于能够将连接平台11和内壳环6结合为整体。为此目的，第一连接装置15用于将连接平台11和内壳环6结合为整体。
在我们的实施例中，并且用于下面的说明书中，第一连接装置15是螺钉。在叶片9的第二端部12，叶片9也包括与上述连接平台相似的连接平台11，该第二端12以相似的方式与外壳环5结合为整体。
有利地，叶片9与内壳环6和与外壳环5结合为整体使整流器叶片9产生了两种功能。
第一种功能，是已知的，在于整流涡轮喷气发动机1的电动机1轴线上风扇4所输送的次级流。
第二种功能是新的，在于将内壳环6与外壳环5结合为整体，这种功能以前是通过结构臂来满足的。
有利地，根据这种实施方式，现有技术涡轮喷气发动机所包括的结构臂不再是必要的。本发明因此提供了重量减轻的涡轮喷气发动机。
而且，因为结构臂不再是必要的，费用也降低了，组装便利了。
然而，螺钉头部15超过连接平台11，外壳环5和内壳环6所形成的次级流8的轮廓改变了。螺钉头部15有干扰次级流8中气流循环的风险。
如图3中所示，为了纠正这个缺点，整流器装置2包括覆盖平台16。
覆盖平台16包括：
-形成覆盖平面17的上表面，覆盖平面17具有适合遵循次级流8轮廓的形状；
-位于覆盖平台16的上游端16’的耳柄18；
-形成连接平面19的下表面，该连接平面19通过连接臂20与覆盖平面17的下表面21连接；连接平面19包括至少一个狭槽22(仅仅示出一个)，该狭槽22适于配合螺钉15以确保覆盖平台16的固位。
如图4中所示，本发明的整流器装置2进一步包括与内壳环6结合为整体的元件23和与外壳环5结合为整体的元件23(未示出)。该第一元件23特别地包括适于容纳耳柄18的周向槽24。元件23位于内壳环6的上游端6’。元件23(未示出)也位于外壳环5的上游端5’。
图5表示槽24。可以注意到第二连接装置25位于槽24中，第二连接装置25容纳耳柄18。在图5中所示的实施例中，该第二连接装置25是能够被变形的非常薄片的材料(另外已知的名字是箔)。第二连接装置25具有在耳柄18插入到槽24中时适于变形的浮凸，以排除槽24和耳柄18之间所能够存在的运动。
图6表示覆盖平台16的上游端16’，该上游端16’覆盖螺钉15。关于图8，该图表示覆盖平台16的下游端16”，该下游端16”覆盖两个螺钉15，每个螺钉15在叶片9结合为整体中起作用。位于连接平台11的下游端11”的每个螺钉15都插入到狭槽22中，然后第二孔口14中，然后螺合在位于面对第二孔口14的第一孔口13中。
本发明的整流器装置2包括多个整流器叶片9和多个覆盖平台16，该整流器叶片9相对于内壳环6和外壳环5径向地定位，每个覆盖平台16定位在两个相邻叶片9之间。
因此，一旦每个覆盖平台16被定位，每个覆盖平台16就形成了次级流8轮廓的一部分。
现在描述支持图9和图1至8的本发明整流器装置2的组装方法。
为了简化描述，将认为一个元件23与内壳环6结合为整体，一个元件23与外壳环5结合为整体。
组装方法包括叶片9的连接平台11的第二孔口14面对第一孔口13的第一次定位步骤101。在所示实施例中，位于叶片9第一端10的每个连接平台11的第二孔口14被定位面向内壳环6的第一孔口13。位于叶片9第二端12的每个连接平台11的第二孔口14被定位面向外壳环5的第二孔口14。
第二步102在于用至少一个连接装置15在内壳环6或外壳环5中至少之一上固位连接平台11。更精确地，螺钉15插入到位于连接平台11的上游端11’的第二孔口14中，然后螺合在第一孔口12中。另一方面，没有插入到位于连接平台11的下游端11”的第二孔口14中的螺钉15将在随后的步骤中插入。
该固位步骤102允许连接平台11的上游端11’结合为整体，该连接平台11位于：
-内壳环6处叶片9的第一端10；
-外壳环5处叶片9的第二端12。
第三步103在于将每个覆盖平台16的耳柄18插入到连接内壳环6或外壳环5的元件23的槽24中。为了插入到槽24中，覆盖平台16朝上游侧倾斜。
该方法的第四步104在于将内壳环6，连接平台11和覆盖平台16结合为整体。通过连接装置15进行这种整体结合。为此，螺钉15面向覆盖平台16所包括的狭槽22定位。然后，这些螺钉15插入到第二孔口14中，然后螺合在第一孔口13中。当螺钉15螺合进入时，通过螺钉头部15承靠在连接平面19上而产生覆盖平台16的下游倾斜。当该覆盖平台16被完全倾斜时，就完美地重建了次级流8的轮廓了。
在第三步103的插入之前进行的补充步骤105是在槽24和耳柄18之间定位第二连接装置25。因此，当耳柄18插入到槽24中时，通过变形的金属片所形成的第二连接装置25确保了槽24和耳柄18之间嵌入类型的连接。
发现了本发明的整流器装置在航空器发动机所包括的涡轮发动机组中特别有益的应用。
应该理解本领域技术人员能够提出本发明整流器装置，特别是涉及覆盖平台16形状方面的不同变化形式，然而，这并没有超出本发明的范围。

Claims (11)

1.一种用于涡轮发动机组(1)的整流器装置(2)，包括：
-内壳环(6)和绕着所述内壳环(6)的外壳环(5)，所述内壳环(6)和所述外壳环(5)形成次级流(8)，所述内壳环(6)或外壳环(5)至少之一具有第一孔口(13)；
-至少两个相邻的整流器叶片(9)，每个整流器叶片(9)包括：在至少一个整流器叶片的第一端(10)的连接平台(11)，该连接平台(11)具有定位面向所述第一孔口(13)的第二孔口(14)；所述至少两个相邻的整流器叶片(9)通过引入到所述第一孔口(13)和所述第二孔口(14)中的至少一个第一连接装置(15)与所述内壳环(6)或外壳环(5)中至少之一组装在一起；
所述整流器装置(2)的特征在于：所述整流器装置(2)包括覆盖所述至少一个第一连接装置(15)的覆盖平台(16)，所述覆盖平台(16)定位在所述至少两个相邻的整流器叶片(9)之间，所述覆盖平台(16)包括在气体循环的水平上形成覆盖平面(17)的上表面；所述覆盖平面(17)具有适于符合所述次级流(8)轮廓的形状。
2.根据权利要求1所述的整流器装置(2)，其特征在于：所述覆盖平台(16)包括形成连接平面(19)的下表面，所述连接平面(19)包括适于配合所述至少一个第一连接装置(15)以确保所述覆盖平台(16)固位的至少一个狭槽(22)。
3.根据权利要求1或2所述的整流器装置(2)，其特征在于：所述覆盖平台(16)包括位于所述覆盖平台(16)上游端(16’)的耳柄(18)，所述耳柄(18)插入与所述内壳环(6)或所述外壳环(5)结合为整体的元件(23)所包括的槽(24)中。
4.根据权利要求3所述的整流器装置(2)，其特征在于：第二连接装置(25)定位于所述槽(24)中，所述第二连接装置(25)容纳所述耳柄(18)。
5.根据权利要求4所述的整流器装置(2)，其特征在于：所述第二连接装置(25)具有浮凸。
6.根据权利要求1所述的整流器装置(2)，其特征在于：所述第一连接装置(15)是螺钉。
7.根据权利要求1所述的整流器装置(2)，其特征在于：所述覆盖平台(16)具有复合材料。
8.根据权利要求1所述的整流器装置(2)，其特征在于：它包括相对于所述内壳环(6)和外壳环(5)径向地设置的多个整流器叶片(9)。
9.一种涡轮机组(1)，其特征在于：它包括根据前述权利要求中任一权利要求所述的整流器装置(2)。
10.根据权利要求3至5中一个权利要求所述整流器装置(2)在涡轮机组中的组装方法，所述组装方法包括下列连续的步骤：
-面向所述第一孔口(13)定位(101)所述至少两个相邻的整流器叶片(9)的所述连接平台(11)的所述第二孔口(14)；
-用所述至少一个第一连接装置(15)在所述内壳环(6)或外壳环(5)中至少一个上固定(102)所述连接平台(11)；
-将所述覆盖平台(16)的所述耳柄(18)插入(103)到所述元件(23)的所述槽(24)中；
-将至少一个所述内壳环(6)或外壳环(5)，所述连接平台(11)和所述覆盖平台(16)与所述至少一个第一连接装置(15)结合为整体(104)。
11.根据权利要求10所述的组装方法，其特征在于：它包括在所述插入步骤(103)之前，第二连接装置(25)的定位步骤(105)。
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