CN107109955A - 密封部件以及使用该密封部件的喷气式发动机 - Google Patents
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Abstract
密封部件(30)配置于邻接的涡轮动叶片(10)的平台部(20)之间的间隙,由陶瓷基复合材料形成,密封平台部(20)之间的间隙。
Description
技术领域
本发明涉及密封部件以及使用该密封部件的喷气式发动机,尤其涉及使用于航空用涡轮风扇发动机等的涡轮动叶片的密封部件以及使用该密封部件的喷气式发动机。
背景技术
在航空用涡轮风扇发动机等中,为了从燃烧气体中取得能量而具备多级涡轮。各级涡轮用多个涡轮动叶片构成。涡轮动叶片具备叶片部、叶片梢遮板、平台部、楔形部。在专利文献1中记载了具备这些结构的涡轮动叶片。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开编号WO2014/109246号专刊
发明内容
发明所要解决的课题
可是,在涡轮动叶片中,如在低压涡轮中燃烧气体会流经由叶片梢遮板与平台部所包围的空间,叶片部承受此负荷并转换为旋转能量,向涡轮圆盘传递。此时,若燃烧气体从邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙进入,则涡轮圆盘被热暴露于燃烧气体中而存在受到损伤的可能性。
另外,在高压涡轮中,燃烧气体流经被固定于壳体上的遮板与平台部所包围的空间,叶片部承受此负荷并转换为旋转能量,向涡轮圆盘传递。此时,若燃烧气体从邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙进入,则与低压涡轮的情况相同,涡轮圆盘被热暴露于燃烧气体中而存在受到损伤的可能性。
因此,本发明的目的在于提供一种可密封邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙的密封部件以及使用该密封部件的喷气式发动机。
用于解决课题的方法
涉及本发明的密封部件配置于邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙,由陶瓷基复合材料形成,密封上述平台部之间的间隙。
在涉及本发明的密封部件中,上述平台部具备向与上述涡轮动叶片的长度方向相交的方向延伸而形成的平台部主体和设置于上述平台部主体的前缘侧的前方裙体,上述密封部件具备:密封部件主体,该密封部件主体具备第一密封面,该第一密封面细长地形成,在与上述邻接的涡轮动叶片的平台部连接的锻模燕尾部之间,沿上述邻接的涡轮动叶片的平台部主体的内面而与上述平台部主体的内面接触,从而密封上述平台部主体之间的间隙;以及前缘侧密封部,该前缘侧密封部具有第二密封面,该第二密封面细长地形成,在上述密封部件主体的长度方向的一端,相对于上述密封部件主体弯曲且长度方向的一端一体化设置,在上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部之间沿上述邻接的涡轮动叶片的前方裙体内面而与上述前方裙体的内面接触,从而密封上述前方裙体之间的间隙。
涉及本发明的密封部件具备限制部,该限制部分别设置于上述密封部件主体中的长度方向的两侧的一部分,向与上述密封部件主体的长度方向相交的宽度方向突出,并且,向上述第一密封面的内面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部侧面而限制上述宽度方向的移动。
在涉及本发明的密封部件中,上述平台部具备设置于上述平台部主体的后缘侧的后方裙体,上述后方裙体含有设置于上述后方裙体的内面且保持上述密封部件主体的长度方向的另一端的保持部,上述密封部件具备设置于上述密封部件主体的长度方向的另一端、向上述第一密封面的背面侧弯曲而形成并与上述邻接的涡轮动叶片的上述后方裙体的保持部接触的弯曲部。
在涉及本发明的密封部件中,上述平台部具备设置于上述平台部主体的后缘侧的后方裙体,上述后方裙体含有设置于上述后方裙体的内面且保持上述密封部件主体的长度方向的另一端的保持部,上述密封部件具备:设置于整个上述密封部件主体中的长度方向的全长,在向与上述密封部件主体的长度方向相交的宽度方向突出,并且向上述第一密封面的内面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片中的锻模燕尾部的侧面、上述后方裙体的保持部接触的第一接触部;设置于整个上述前缘侧密封部中的长度方向两侧的全长,在向与上述前缘侧密封部的长度方向相交的宽度方向突出,并且向上述第二密封面的内面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片中的锻模燕尾部侧面接触的第二接触部。
在涉及本发明的密封部件中,上述锻模燕尾部与上述涡轮动叶片的叶片部形状对应地弯曲而形成,上述密封部件主体与上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部的侧面对应地在平面内弯曲而形成。
在涉及本发明的密封部件中,上述平台部具备设置于上述平台部主体的内面的平台部主体侧嵌合槽和设置于上述前方裙体的内面的前方裙体侧嵌合槽,上述密封部件主体具备设置于上述密封部件主体的长度方向的另一端、且与上述平台部主体侧嵌合槽嵌合的密封部件主体侧嵌合部,上述前缘侧密封部具备设置于上述前缘侧密封部的长度方向的另一端、且与上述前方裙体侧嵌合槽嵌合的前缘侧密封部侧嵌合部。
在涉及本发明的密封部件中,上述平台部具备设置于上述前方裙体的内面的前方裙体侧嵌合槽,上述前缘侧密封部具备设置于上述前缘侧密封部的长度方向的另一端、且与上述前方裙体侧嵌合槽嵌合的前缘侧密封部侧嵌合部。
涉及本发明的喷气式发动机使用上述密封部件。
发明效果
根据上述结构的密封部件以及使用该密封部件的喷气式发动机,由于密封部件配置于邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙,由陶瓷基复合材料形成,因此相对于燃烧气体具有耐热性,并且,可密封从平台部之间的间隙进入的燃烧气体,因此,能够抑制涡轮圆盘由燃烧气体而引起的损伤。
附图说明
图1是表示在本发明的第一实施方式中的航空用涡轮风扇发动机的结构的图。
图2是表示本发明的第一实施方式中的涡轮动叶片的结构的立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式中的涡轮动叶片的主要部分的结构的立体图。
图4是本发明的第一实施方式中的图3中A-A方向的剖视图。
图5是表示本发明的第一实施方式的密封部件的结构的立体图。
图6是表示在本发明的第一实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的立体图。
图7是表示在本发明的第一实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的俯视图。
图8是表示在本发明的第一实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的剖视图。
图9是本发明的第一实施方式中的图2的A-A方向的剖视图。
图10是本发明的第一实施方式中的图2的B-B方向的剖视图。
图11是表示本发明的第二实施方式中密封部件的结构的立体图。
图12是表示在本发明的第二实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的剖视图。
图13是表示在本发明的第二实施方式中在邻接的涡轮动叶片的平台部之间安装密封部件的状态的剖视图。
图14是表示本发明的第三实施方式中密封部件的结构的立体图。
图15是表示在本发明的第三实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的剖视图。
图16是表示本发明的第四实施方式中的密封部件的结构的立体图。
图17是表示在本发明的第四实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的剖视图。
图18是表示本发明的第五实施方式中的密封部件的结构的立体图。
图19是表示在本发明的第五实施方式中将密封部件安装于涡轮动叶片上的状态的剖视图。
图20是表示在本发明的第五实施方式中在邻接的涡轮动叶片的平台部之间安装密封部件的状态的剖视图。
图21是表示在本发明的第五实施方式中在邻接的涡轮动叶片的平台部之间安装密封部件的状态的剖视图。
具体实施方式
以下,使用附图关于本发明的实施方式详细地进行说明。
[第一实施方式]
使用附图关于本发明的实施方式详细地进行说明。首先,关于使用于航空用涡轮风扇发动机等的喷气式发动机的涡轮动叶片进行说明。图1是表示航空用涡轮风扇发动机8的结构的图。航空用涡轮风扇发动机8为了从燃烧空气等动作流体的燃烧气体中取得能量而具备低压涡轮等多级涡轮。各级涡轮由排列于涡轮圆盘周围的多个涡轮动叶片构成。
图2是表示涡轮动叶片10的结构的立体图。图3是表示涡轮动叶片10的主要部的结构的立体图。图4是图3中A-A方向的剖视图。并且,在图2中,F表示涡轮轴向的燃烧气体的上游侧,R表示涡轮轴向的燃烧气体的下游侧,X表示涡轮动叶片10的旋转方向。并且,在此关于低压涡轮动叶片进行说明,关于高压涡轮动叶片也同样。
涡轮动叶片10具备叶片部12、用于安装于涡轮圆盘14上的楔形部16、将叶片部12与楔形部16连结的锻模燕尾部18、设置于叶片部12与锻模燕尾部18之间的平台部20。
叶片部12沿涡轮动叶片10的长度方向延伸而形成。叶片部12在成为燃烧气体的上游侧的前缘12a、成为燃烧气体的下游侧的后缘12b之间具有凹面状地形成的正压面12c、凸面状地形成的负压面12d。在叶片部12的上端侧设置叶片梢遮板22。
楔形部16具备与涡轮圆盘14的圆盘槽14a嵌合并将涡轮动叶片10安装于涡轮圆盘14上的功能。楔形部16具备与圆盘槽14a相辅的形状。
锻模燕尾部18具备将叶片部12与楔形部16连结、从叶片部12向楔形部16传递负载的功能。锻模燕尾部18设置于叶片部12的长度方向的基端侧,从叶片部12的基端侧向楔形部16延伸而形成。
锻模燕尾部18根据叶片部12的形状弯曲而形成。关于锻模燕尾部18的侧面,在叶片部12的正压面侧凹状地形成,在叶片部12的负压面侧凸状地形成。在锻模燕尾部18的两侧为了轻量化等而分别设置凹状地形成的凹处24。
平台部20具备一体化地连接而设置于叶片部12与锻模燕尾部18之间、将向叶片轴向流动的燃烧气体密封的功能。平台部20具备向相对于涡轮动叶片10的长度方向相交的方向延伸而形成的平台部主体20a。
平台部20具备沿涡轮动叶片10的长度方向设置于平台部主体20a的前缘侧的前方裙体20b。另外,平台部20具备沿涡轮动叶片10的长度方向设置于平台部主体20a的后缘侧的后方裙体20c。后方裙体20c的内面由向前缘侧凸状弯曲而形成的凸曲面构成。并且,后方裙体20c的内面不仅可是凸曲面,也可以由倾斜平面、垂直平面等构成。
在平台部主体20a的内面、前方裙体20b的内面上设置用于嵌合后述的密封部件30的平台部主体侧嵌合槽20d、前方裙体侧嵌合槽20e。平台部主体侧嵌合槽20d沿与平台部主体部20a的长度方向相交的宽度方向延伸而形成。前方裙体侧嵌合槽20e沿与前方裙体20b的长度方向相交的宽度方向延伸而形成。
涡轮动叶片10由于通过燃烧气体而暴露于高温下,因此由陶瓷基复合材料、Ni基超合金、TiAl合金等的轻量且高温强度优越的材料形成。涡轮动叶片10如通过单向凝固铸造、单结晶铸造等制造。
其次,关于密封部件进行说明。图5是表示密封部件30的结构的立体图。图6是表示在涡轮动叶片10上安装密封部件30的状态的立体图。图7是表示在涡轮动叶片10上安装密封部件30的状态的俯视图。图8是表示在涡轮动叶片10上安装密封部件30的状态的剖视图。
密封部件30配置于邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙,由陶瓷基复合材料形成,具备密封平台部20之间的间隙的功能。密封部件30具备密封部件主体32、设置于密封部件主体32的长度方向的一端的前缘侧密封部34。
密封部件主体32具备细长地形成,在与邻接的涡轮动叶片10的平台部20连接的锻模燕尾部18之间,沿邻接的涡轮动叶片10的平台部主体20a的内面与平台部主体20a内面接触的第一密封面32a。
第一密封面32a具有通过在涡轮动叶片10旋转时离心力作用而沿邻接的涡轮动叶片10的各平台部主体20a的内面与各平台部主体20a内面接触,从而密封邻接的涡轮动叶片10的平台部主体20a之间的间隙的功能。第一密封面32a与邻接的涡轮动叶片10的各平台部主体20a的内面对应,大致平面状地形成。
密封部件主体32为了与邻接的涡轮动叶片10的锻模燕尾部18的侧面的形状对应,在密封部件主体32的长度方向的平面内弯曲形成。更详细的,密封部件主体32的相对于密封部件主体32的长度方向相交的宽度方向的一侧缘32b凸状地弯曲形成,另一侧缘32c凹状地弯曲形成。
在邻接的涡轮动叶片10上安装密封部件30的情况下,密封部件主体32的凸状的侧缘32b与锻模燕尾部18的凹状的侧面对应,密封部件主体32的凹状的侧缘32c与锻模燕尾部18的凸状的侧面对应。由此,即使在锻模燕尾部18的侧面与叶片部12的形状对应地弯曲而形成的情况下,由于能够抑制密封部件主体32与锻模燕尾部18的干涉,因此也能够提高密封性能。
密封部件主体32在密封部件主体32长度方向的另一端上具备与平台部主体侧嵌合槽20d嵌合的密封部件主体侧嵌合部32d。通过将密封部件主体侧嵌合部32d与平台部主体侧嵌合槽20d嵌合,密封部件主体32能容易地定位。
关于密封部件主体32的长度方向的长度,与从平台部主体20a的前缘侧到后缘侧的长度大致相同地设定,例如,为50mm至60mm。
关于密封部件主体32的宽度,比邻接的涡轮动叶片10的平台部主体20a之间的间隙大、比邻接的涡轮动叶片10的锻模燕尾部18之间的间隙小地设定。关于密封部件主体32的宽度,在密封部件主体32长度方向上既可以相同也可以不同。关于密封部件主体32的宽度,例如是20mm至30mm。
关于密封部件主体32的厚度,设定为能得到为了保持密封部件主体32的形状而必要的刚性的厚度。关于密封部件主体32的厚度,例如是1mm至2mm。
前缘侧密封部34细长地形成,在密封部件主体32的长度方向的一端,相对于密封部件主体32弯曲,长度方向的一端一体化地设置。前缘侧密封部34具备在邻接的涡轮动叶片10的锻模燕尾部18之间,沿邻接的涡轮动叶片10的前方裙体20b的内面与前方裙体20b的内面接触的第二密封面34a。
第二密封面34a具有通过在涡轮动叶片10旋转时离心力作用而沿邻接的涡轮动叶片10的各前方裙体20b的内面与各前方裙体20b的内面接触,从而密封邻接的涡轮动叶片10的前方裙体20b之间的间隙的功能。第二密封面34a与邻接的涡轮动叶片10的前方裙体20b的内面对应,形成为平面状、曲面状。
在前缘侧密封部34中,相对于前缘侧密封部34的长度方向相交的宽度方向的一侧缘34b与另一侧缘34c既可以大致直线状地形成,也可以弯曲形成。
前缘侧密封部34在前缘侧密封部34的长度方向的另一端具备与前方裙体侧嵌合槽20e嵌合的前缘侧密封部侧嵌合部34d。通过将前缘侧密封部侧嵌合部34d嵌合于前方裙体侧嵌合槽20e中,前缘侧密封部34能容易地定位。
关于前缘侧密封部34的长度方向的长度,设定为与从前方裙体20b的叶片部12侧至楔形部16的长度大致相同的长度。前缘侧密封部34的长度方向的长度例如是20mm至30mm。
关于前缘侧密封部34的宽度,比邻接的涡轮动叶片10的前方裙体20b之间的间隙大、且比邻接的涡轮动叶片10的锻模燕尾部18之间的间隔小地设定。关于前缘侧密封部34的宽度,在前缘侧密封部34的长度方向上既可以相同也可以不同。关于前缘侧密封部34的宽度,例如是20mm至30mm。
关于前缘侧密封部34的厚度,设定为能得到为了保持前缘侧密封部34形状所需要的刚性的厚度。关于前缘侧密封部34的厚度,例如是1mm至2mm。并且,关于前缘侧密封部34的厚度,可以与密封部件主体32相同。
密封部件30由陶瓷基复合材料形成。陶瓷基复合材料是用陶瓷纤维将陶瓷基体强化的陶瓷纤维强化陶瓷复合材料。陶瓷基复合材料可使用如用SiC纤维将SiC陶瓷基强化的SiC/SiC复合材料、用Al2O3纤维将SiC陶瓷基强化的SiC/Al2O3复合材料等。陶瓷基复合材料由于耐热性、耐氧化性优越,因此密封部件30即使暴露于燃烧气体中也可抑制由热暴漏而导致的变形、氧化等的损伤。另外,陶瓷基复合材料由于比耐热合金(如,Ni基超合金、TiAl合金)等轻,所以,能够使航空用涡轮风扇发动机8等轻量化。而且,陶瓷基复合材料由于通过陶瓷基纤维强化而韧性等优越,即使在由于涡轮动叶片10的旋转等而受到冲击的情况下也能够抑制破坏。
其次,关于密封部件30的制造方法进行说明。首先,将由陶瓷纤维形成的二次元织物、三次元织物整理、拼接等,形成与密封部件30形状对应的雏形。在陶瓷基纤维中可使用SiC纤维、Al2O3纤维等。将雏形转入金属模具中,向金属模具中填充陶瓷基用的聚合物原料,在雏形中浸渗聚合物原料。通过加热并烧制浸渗了聚合原料的雏形而陶瓷化,形成SiC等的陶瓷基体。并且,在基体形成中可以使用气态浸渗法、固态浸渗法等。在气态浸渗法中通过原料气体的热分解反应等可形成SiC等的陶瓷基体。在固态浸渗法中,通过在雏形中浸渗Si与C的混合粉末之后进行反应,可形成SiC等的陶瓷基体。如此,能够用陶瓷基复合材料形成密封部件30。
其次,关于密封部件30的作用进行说明。图9是图2中A-A方向的剖视图。图10是图2中B-B方向的剖视图。
首先,在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙36、38上安装密封部件30。更详细的说,通过在平台部主体侧嵌合槽20d中嵌合密封部件主体侧嵌合部32d、在前方裙体侧嵌合槽20e中嵌合前缘侧密封部侧嵌合部34d,定位并安装密封部件30。由此,密封部件30与邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙36、38对置地配置。
通过涡轮动叶片10承受流经涡轮轴向的燃烧气流,涡轮动叶片10与涡轮圆盘14一体化地进行旋转运动。通过该旋转运动在涡轮动叶片10上作用离心力。通过该离心力,由于配置于邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙36、38上的密封部件30接触并密合于平台部20的内面,所以,平台部20之间的间隙36、38被密封。
更详细的说,关于邻接的涡轮动叶片10中的平台部主体20a之间的间隙36,由于沿平台部主体20a的内面且在平台部主体20a的内面上,密封部件主体32的第一密封面32a接触并密合,因此平台部主体20a之间的间隙被密封。
另外,关于邻接的涡轮动叶片10中前方裙体20b之间的间隙38,由于沿前方裙体20b内面且在前方裙体20b内面上,前缘侧密封部34的第二密封面34a接触并密合,因此前方裙体20b之间的间隙38被密封。
由此,由于能够抑制燃烧气体从平台部主体20a之间的间隙36、前方裙体20b之间的间隙38流入,因此可抑制由涡轮圆盘14中的燃烧气体而导致的热暴漏。
以上,根据上述结构,由于通过在邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙上配置由陶瓷基复合材料形成的密封部件可抑制从邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙的燃烧气体的流入,因此能够抑制涡轮圆盘的热暴漏。另外,由于密封部件由陶瓷基复合材料形成,所以密封部件即使暴露于燃烧气体中也能够抑制由热暴漏而导致的损伤。
根据上述结构,即使在锻模燕尾部与叶片部的形状对应地弯曲而形成的情况下,也由于密封部件主体与锻模燕尾部的侧面对应地在平面内弯曲而形成,因此能抑制密封部件主体与锻模燕尾部的干涉,可提高密封性能。
根据上述结构,通过将密封部件主体侧嵌合部嵌合于平台部主体侧嵌合槽中,将前缘侧密封部侧嵌合部嵌合于前方裙体侧嵌合槽,从而能在邻接的涡轮动叶片的平台部之间容易地安装密封部件,并且,能够容易且精度高地定位密封部件而配置。
[第二实施方式]
其次,关于本发明的第二实施方式使用附图详细地进行说明。图11是表示第二实施方式的密封部件40的结构的立体图。图12是表示将第二实施方式中的密封部件40安装于涡轮动叶片10上的状态的剖视图。图13是表示在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间安装第二实施方式中的密封部件40的状态的剖视图。并且,图13是与第一实施方式的图9对应的图,是在图2中代替第一实施方式的密封部件30安装第二实施方式中的密封部件40的情况下的A-A方向的剖视图。另外,在相同的要素上标注相同的符号,省略详细的说明。
第二实施方式中的密封部件40在具备限制部42这一点上与第一实施方式的密封部件30不同,该限制部42分别设置于密封部件主体32的长度方向的两侧32b、32c的一部上,向相对于密封部件主体32的长度方向相交的宽度方向突出而形成,与邻接的涡轮动叶片10中的锻模燕尾部18的侧面接触,限制宽度方向的移动。
在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙上安装密封部件40时,限制部42具备面接触或线接触于邻接的涡轮动叶片10的各锻模燕尾部18的侧面而保持密封部件40、限制密封部件40的宽度方向移动的功能。由此,由于能限制密封部件40的宽度方向的移动,因此在涡轮动叶片10的旋转运动的初期阶段等中能抑制密封部件40脱落,并且,提高密封部件40的定位精度。
限制部42向相对于密封部件主体32的长度方向相交的宽度方向突出,并且向第一密封面32a的背面侧弯曲而形成。关于限制部42的形状可为矩形、三角形、圆形等。
限制部42既可以设置于密封部件主体32的长度方向的相同位置,也可以设置于不同位置。限制部42在两侧缘32b、32c上既可以分别设置一处,也可以分别设置多处。另外,关于限制部42,一侧缘32b与另一侧缘32c中所设置的数量可以不同。关于设置限制部42的位置,既可以在密封部件主体32的长度方向的中央部,也可以在长度方向的一端侧,还可以在另一端侧。
在由陶瓷基复合材料形成密封部件40的情况下,首先,将由陶瓷纤维形成的二次元织物、三次元织物修整与拼接等,形成与密封部件40的形状对应的雏形。在将雏形装入金属模具的同时,使与限制部42对应的位置完全并固定于金属模具中而形成。关于陶瓷基体的形成,由于与第一实施方式的密封部件30相同所以省略详细的说明。
根据上述结构,起到第一实施方式中密封部件的效果的同时,由于在邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙中安装密封部件时,密封部件主体的限制部接触于邻接的涡轮动叶片的各锻模燕尾部侧面而保持密封部件,因此能限制密封部件的宽度方向的移动,能抑制密封部件的脱落的同时,提高密封部件的定位精度。
[第三实施方式]
其次,关于本发明的第三实施方式使用附图详细地进行说明。图14是表示第三实施方式的密封部件50的结构的立体图。图15是表示在涡轮动叶片10上安装第三实施方式的密封部件50的状态的剖视图。并且,在相同的要素上标注相同的符号,省略详细的说明。
平台部20的后方裙体20c包含设置于后方裙体20c的内面、保持第三实施方式的密封部件50中的密封部件主体32的长度方向的另一端的保持部20f。保持部20f由后方裙体20c内面的一部分形成,用向前缘侧凸状地弯曲的凸曲面的保持面构成。第三实施方式的密封部件50在具备弯曲部52这一方面上与第一实施方式的密封部件30不同,该弯曲部52设置于密封部件主体32的长度方向的另一端,向第一密封面32a的背面侧弯曲而形成,与邻接的涡轮动叶片10的后方裙体20c的保持部20f接触。
在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙上安装密封部件50时,通过设置于密封部件主体32的另一端的弯曲部52沿作为后方裙体20c的保持部20f的保持面面接触或线接触而保持密封部件主体32。由此,由于不需要为了保持密封部件主体32而设置于平台部主体20a上的平台部主体侧嵌合槽20d,平台部20的结构更简化,能够使涡轮动叶片10的制造变得容易。并且,关于保持部20f,不只是由凸曲面形成的保持面,既可以用由倾斜平面构成的保持面构成,也可以在后方裙体的内面设置突起而构成。
在用陶瓷基复合材料形成密封部件50的情况下,首先,将由陶瓷纤维构成的二次元织物、三次元织物修整与拼接等,形成与密封部件50的形状对应的雏形。在将雏形装入金属模具,并且,使与弯曲部52对应的位置弯曲而固定于模具中形成。关于陶瓷基体的形成由于与第一实施方式的密封部件30相同而省略详细说明。
根据上述结构,起到第一实施方式的密封部件效果的同时,由于不需要用于保持密封部件主体的设置于平台部主体上的平台部主体侧嵌合槽,平台部的结构更简化,可容易地进行涡轮动叶片的制造。
[第四实施方式]
其次,关于本发明的第四实施方式使用附图详细地进行说明。图16是表示第四实施方式的密封部件60的结构的立体图。图17是表示将第四实施方式的密封部件60安装于涡轮动叶片10上的状态的剖视图。并且,在相同的要素上标注相同的符号,省略详细的说明。
平台部20的后方裙体20c包含设置于后方裙体20c的内面、保持第四实施方式中的密封部件60中的密封部件主体32的长度方向的另一端的保持部20f。第四实施方式的密封部件60在具备第二实施方式中的密封部件40的限制部42、第三实施方式的密封部件50的弯曲部52这点上与第一实施方式的密封部件30不同。
在用陶瓷基复合材料形成密封部件60的情况下,首先将由陶瓷纤维形成的二次元织物、三次元织物修整与拼接等,形成与密封部件60的形状对应的雏形。将雏形装入金属模具的同时,使与限制部42、对应弯曲部52对应的位置弯曲并固定于模具中而形成。关于陶瓷基体的形成由于与第一实施方式的密封部件30相同所以省略详细的说明。
根据上述结构,在起到第一实施方式的密封部件的效果的同时,也可起到第二实施方式的密封部件的效果、第三实施方式的密封部件的效果。
[第五实施方式]
其次,关于本发明的第五实施方式使用附图详细地进行说明。图18是表示第五实施方式的密封部件70的结构的立体图。图19是表示将第五实施方式的密封部件70安装于涡轮动叶片10上的状态的剖视图。图20是表示在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间安装第五实施方式的密封部件70的状态的剖视图。图21是在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间安装第五实施方式的密封部件70的状态的剖视图。并且,图20是与第一实施方式的图9对应的图,是在图2中代替第一实施方式的密封部件30安装第五实施方式中的密封部件70的情况中的A-A方向的剖视图。图21是与第一实施方式的图10对应的图,是在图2中代替第一实施方式的密封部件30安装第五实施方式中的密封部件70的情况中的B-B方向的剖视图。另外,在相同的要素上标注相同的符号,省略详细的说明。
平台部20的后方裙体20c包含设置于后方裙体20c的内面、保持第五实施方式的密封部件70中的密封部件主体32的长度方向的另一端的保持部20f。第五实施方式的密封部件70具备第一接触部72,该第一接触部72设置于整个密封部件主体32的长度方向的两侧的全长上,向与密封部件主体32的长度方向相交的宽度方向突出,并且,向第一密封面32a的背面侧弯曲而形成,与邻接的涡轮动叶片10中的锻模燕尾部18的侧面、后方裙体20c的保持部20f接触。另外,密封部件70具备第二接触部74,该第二接触部74设置于整个前缘侧密封部34的长度方向的两侧的全长上,向与前缘侧密封部件34的长度方向相交的宽度方向突出,并且,向第二密封面34a的背面侧弯曲而形成,与邻接的涡轮动叶片10中的锻模燕尾部18的侧面接触。如此,第五实施方式的密封部件70在具备第一接触部72、第二接触部74的方面上与第一实施方式的密封部件30不同。
在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙36、38上安装密封部件70、使密封部件70与间隙36、38对置地配置时,设置于密封部件主体32上的第一接触部72面接触或线接触于邻接的涡轮动叶片10的各锻模燕尾部18的侧面,设置于前缘侧密封部34上的第二接触部74面接触或线接触于邻接的涡轮动叶片10的各锻模燕尾部18的侧面而保持密封部件70。由此,由于能够限制密封部件70的宽度方向的移动,在涡轮动叶片10旋转运动的初期阶段等中,能抑制密封部件70脱落的同时还能提高密封部件70的定位精度。
另外,在邻接的涡轮动叶片10的平台部20之间的间隙36、38上安装密封部件70、使密封部件70与间隙36、38对置地配置时,通过设置于密封部件主体32上的第一接触部72的后方接触于后方裙体20c的保持部20f而保持密封部件主体32。由此,由于不需要为了保持密封部件主体32而设置于平台部主体20a上的平台部主体侧嵌合槽20d,平台部20的结构更简化,能够容易地进行涡轮动叶片10的制造。
另外,在密封部件70中,在为前缘侧密封部34的楔形部16的另一端上设置用于与设置于前方裙体20b的内面上的前方裙体侧嵌合槽20e嵌合而突出形成的前缘侧密封部侧嵌合部76。
在用陶瓷基复合材料形成密封部件70的情况下,将由陶瓷基纤维形成的二次元织物、三次元织物修整与拼接等,形成与密封部件70的形状对应的雏形。将雏形装入金属模具的同时,将与第一接触部72、第二接触部74对应的位置弯曲并固定于模具中而形成。关于陶瓷基体的形成由于与第一实施方式的密封部件30相同所以省略详细的说明。
根据上述结构,起到第一实施方式的密封部件效果的同时,在邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙上安装密封部件时,设置于密封部件主体上的第一接触部接触于邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部侧面、设置于前缘侧密封部上的第二接触部接触于邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部侧面而保持密封部件。由此,由于能限制密封部件宽度方向的移动,因此能抑制密封部件脱落的同时能提高密封部件的定位精度。
根据上述结构,由于在邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙上安装密封部件时,设置于密封部件主体上的第一接触部与后方裙体的保持部接触而保持密封部件主体,因此不需要设置于平台部主体上的平台部主体侧嵌合槽,可容易地进行涡轮动叶片的制造。
产业上的可利用性
本发明由于可密封邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙,因此可用于航空用涡轮风扇发动机等的喷气式发动机。
Claims (9)
1.一种密封部件,其特征在于,
配置于邻接的涡轮动叶片的平台部之间的间隙,
由陶瓷基复合材料形成,密封上述平台部之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的密封部件,其特征在于,
上述平台部具有向与上述涡轮动叶片的长度方向相交的方向延伸而形成的平台部主体和设置于上述平台部主体的前缘侧的前方裙体,
上述密封部件具备:
密封部件主体,其具有第一密封面,该第一密封面细长地形成,在与上述邻接的涡轮动叶片的平台部连接的锻模燕尾部之间,沿上述邻接的涡轮动叶片的平台部主体的内面与上述平台部主体的内面接触,从而密封上述平台部主体之间的间隙;以及
前缘侧密封部,其具有第二密封面,该第二密封面细长地形成,在上述密封部件主体的长度方向的一端相对于上述密封部件主体弯曲,长度方向的一端一体地设置于上述密封部件主体的长度方向的一端,该第二密封面在上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部之间,沿上述邻接的涡轮动叶片的前方裙体内面与上述前方裙体的内面接触,从而密封上述前方裙体之间的间隙。
3.根据权利要求2所述的密封部件,其特征在于,
具有限制部,该限制部分别设置于上述密封部件主体中的长度方向的两侧的一部分,在与上述密封部件主体的长度方向相交的宽度方向上突出,并且向上述第一密封面的背面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部侧面接触,从而限制上述宽度方向的移动。
4.根据权利要求2或3所述的密封部件,其特征在于,
上述平台部具有设置于上述平台部主体的后缘侧的后方裙体,
上述后方裙体包括设置于上述后方裙体的内面且保持上述密封部件主体的长度方向的另一端的保持部,
上述密封部件具有弯曲部,该弯曲部设置于上述密封部件主体的长度方向的另一端,向上述第一密封面的背面侧弯曲而形成,并与上述邻接的涡轮动叶片的上述后方裙体的保持部接触。
5.根据权利要求2所述的密封部件,其特征在于,
上述平台部具有设置于上述平台部主体的后缘侧的后方裙体,
上述后方裙体包括设置于上述后方裙体的内面且保持上述密封部件主体的长度方向的另一端的保持部,
上述密封部件具有:
第一接触部,其设置于上述密封部件主体中的长度方向的两侧的全长,在与上述密封部件主体的长度方向相交的宽度方向上突出,并且向上述第一密封面的背面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片中的锻模燕尾部的侧面和上述后方裙体的保持部接触;以及
第二接触部,其设置于上述前缘侧密封部中的长度方向的两侧的全长,在与上述前缘侧密封部的长度方向相交的宽度方向上突出,并且向上述第二密封面的背面侧弯曲而形成,与上述邻接的涡轮动叶片中的锻模燕尾部的侧面接触。
6.根据权利要求2~5任一项所述的密封部件,其特征在于,
上述锻模燕尾部与上述涡轮动叶片的叶片部的形状对应地弯曲而形成,
上述密封部件主体与上述邻接的涡轮动叶片的锻模燕尾部的侧面对应地在平面内弯曲而形成。
7.根据权利要求2或3所述的密封部件,其特征在于,
上述平台部具有设置于上述平台部主体的内面的平台部主体侧嵌合槽和设置于上述前方裙体的内面的前方裙体侧嵌合槽,
上述密封部件主体具有设置于上述密封部件主体的长度方向的另一端且与上述平台部主体侧嵌合槽嵌合的密封部件主体侧嵌合部,
上述前缘侧密封部具有设置于上述前缘侧密封部的长度方向的另一端且与上述前方裙体侧嵌合槽嵌合的前缘侧密封部侧嵌合部。
8.根据权利要求4或5所述的密封部件,其特征在于,
上述平台部具有设置于上述前方裙体的内面的前方裙体侧嵌合槽,
上述前缘侧密封部具有设置于上述前缘侧密封部的长度方向的另一端且与上述前方裙体侧嵌合槽嵌合的前缘侧密封部侧嵌合部。
9.一种喷气式发动机,其特征在于,
使用权利要求1~8任一项所述的上述密封部件。
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