CN112392552A - 保持于涡轮机可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封件 - Google Patents

保持于涡轮机可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封件 Download PDF

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Abstract

一种用于涡轮机的叶片包括用于将叶片固定到可旋转环形外鼓转子的叶片根部。叶片根部包括用于将叶片根部中的每个径向地保持在可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征。此外，径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。

Description

保持于涡轮机可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封件
政府资助的研究
产生该申请的项目根据编号为CS2-FRC-GAM 2018/2019 - 807090的赠与协议在欧盟Horizon 2020研究与创新规划下从Clean Sky 2 Joint Undertaking接收资助。
技术领域
本公开内容大体上涉及涡轮机，且更特别地涉及用于保持在涡轮机的可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封部件。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括在燃烧区段下游的涡轮区段，该燃烧区段可与压缩机区段旋转以旋转和操作燃气涡轮发动机来生成功率，诸如推进推力。通用燃气涡轮发动机的设计准则通常包括必须权衡或折衷的相冲突的准则，包括提高燃料效率、操作效率和/或功率输出，同时保持或减小重量、零件数和/或包装(即，发动机的轴向和/或径向尺寸)。
燃气涡轮发动机大体上包括在压缩机区段的压缩机或涡轮区段的涡轮中的至少一个中的多个旋转转子叶片。而且，至少某些燃气涡轮发动机还包括在压缩机区段的压缩机或涡轮区段的涡轮中的至少一个中的多个反向旋转的转子叶片。普通的旋转叶片通过盘在内部组装和保持，例如借助于叶片根部(燕尾形或枞树形)或用第三零件(如铆钉或螺栓接头)。典型地，盘相对于叶片排位于内部。保持在可旋转环形外鼓转子内的叶片类似地附接到旋转部分，但是在外部。因而，外鼓转子大体上包括鼓、叶片和单独的旋转护罩。
例如，如图1中示出的，示出根据常规构造的反向旋转叶片1的截面图。如示出的，叶片1包括用于固定到鼓转子3的叶片根部2。另外，如示出的，单独的旋转护罩4可附接到鼓转子3，以用于将叶片根部进一步固定在鼓转子3内。在某些情况下，单独的密封部件5可附接到旋转护罩4，以防止不期望的气流吹扫进入燃气涡轮发动机的外部腔，从而限制发动机性能的损失。另外，密封部件5可用作热障，从而向鼓转子3提供热防护。
尽管前述那样，仍需要与保持在鼓转子内的叶片相关联的改进特征，以便改进燃气涡轮发动机的操作效率。因此，本公开内容涉及一种用于保持在涡轮机的可旋转环形外鼓转子内的叶片的整体密封部件。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来获悉。
在一方面，本公开内容涉及一种涡轮机。该涡轮机包括连接到第一多个叶片的可旋转环形外鼓转子。第一多个叶片中的每个包括叶片根部，该叶片根部固定到可旋转环形外鼓转子。叶片根部中的每个包括用于将叶片根部中的每个径向地保持在可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征。此外，一个或多个径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。
在另一方面，本公开内容涉及一种用于涡轮机的叶片。叶片包括用于将叶片固定到可旋转环形外鼓转子的叶片根部。叶片根部包括用于将叶片根部中的每个径向地保持在可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征。此外，一个或多个径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。应了解的是，叶片还可包括如本文中描述的额外特征中的任一个。
技术方案1. 一种涡轮机，包括：
可旋转环形外鼓转子，其连接到第一多个叶片，
所述第一多个叶片中的每个包括固定到所述可旋转环形外鼓转子的叶片根部，所述叶片根部中的每个包括用于将所述叶片根部中的每个径向地保持在所述可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征，所述一个或多个径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。
技术方案2. 根据技术方案1所述的涡轮机，其中所述涡轮机包括涡轮区段、压缩机区段或发电机中的至少一个。
技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述涡轮机包括所述涡轮区段，所述涡轮区段包括高压转子，所述高压转子包括高压涡轮，以及低压涡轮，所述低压涡轮包括位于所述高压转子后部的反向旋转低压内转子和外转子，所述低压涡轮还包括连接到所述第一多个叶片的可旋转环形外鼓转子和连接到第二多个叶片的可旋转环形内鼓转子。
技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述一个或多个径向保持特征还包括多个径向保持特征，所述多个径向保持特征至少包括相反的径向保持钩。
技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述相反的径向保持钩至少包括第一径向保持钩和第二径向保持钩，所述第一径向保持钩或所述第二径向保持钩中的至少一个包括在其内表面上的所述至少一个密封部件。
技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述相反的径向保持钩还包括从所述第二径向保持钩延伸的第三径向保持钩。
技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述至少一个密封部件还包括第一密封部件和第二密封部件，所述第一径向保持钩和所述第二径向保持钩分别包括在其内表面上的所述第一密封部件和所述第二密封部件。
技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述第一径向保持钩限定第一长度，且所述第二径向保持钩限定第二长度，所述第二长度为所述第一长度的至少一点五倍。
技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述叶片根部中的每个还包括用于将所述叶片根部中的每个轴向地保持在所述可旋转环形外鼓转子内的一个或多个轴向保持特征。
技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述一个或多个轴向保持特征包括所述可旋转环形外鼓的旋转护罩。
技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述旋转护罩和所述至少一个密封部件彼此间隔开。
技术方案12. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述第一多个叶片中的每个包括与所述叶片根部相反的叶片末端部分，所述叶片末端部分包括至少一个额外密封部件。
技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述叶片末端部分还包括至少两个臂部件，其各自包括所述额外密封部件中的至少一个。
技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的涡轮机，其中所述至少一个密封部件和所述至少一个额外密封部件包括一个或多个梯级。
技术方案15. 一种用于涡轮机的叶片，包括：
叶片根部，所述叶片根部用于将所述叶片固定到可旋转环形外鼓转子，
其中所述叶片根部包括用于将所述叶片根部中的每个径向地保持在所述可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征，以及
其中所述一个或多个径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。
技术方案16. 根据技术方案15所述的叶片，其中所述一个或多个径向保持特征还包括多个径向保持特征，所述多个径向保持特征至少包括相反的径向保持钩。
技术方案17. 根据任意前述技术方案所述的叶片，其中所述相反的径向保持钩至少包括第一径向保持钩和第二径向保持钩，所述第一径向保持钩或所述第二径向保持钩中的至少一个包括在其内表面上的所述至少一个密封部件。
技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的叶片，其中所述相反的径向保持钩还包括从所述第二径向保持钩延伸的第三径向保持钩。
技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的叶片，其中所述至少一个密封部件还包括第一密封部件和第二密封部件，所述第一径向保持钩和所述第二径向保持钩分别包括在其内表面上的所述第一密封部件和所述第二密封部件。
技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的叶片，其中所述第一多个叶片中的每个包括与所述叶片根部相反的叶片末端部分，所述叶片末端部分包括至少一个额外密封部件。
参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合于该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且与描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：
图1示出根据常规构造的涡轮叶片的截面图；
图2示出带有由轴向位于低压涡轮与高压涡轮之间的涡轮间框架所支撑的反向旋转低压涡轮的飞行器涡扇燃气涡轮发动机的一个实施例的纵向截面图；
图3示出图1中的发动机的涡轮间框架和反向旋转低压涡轮转子的放大视图图示；
图4示出图1中的发动机的风扇框架以及前轴承和槽(sump)的放大视图图示；
图5示出根据本公开内容的第一多个低压涡轮叶片中的一个的一个实施例的截面图；
图6示出根据本公开内容的第一多个低压涡轮叶片中的一个的一个实施例的透视图；
图7示出图6中示出的低压涡轮叶片的另一透视图；
图8示出图6中示出的低压涡轮叶片的又一透视图；
图9A示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的一个实施例的简化前视图；
图9B示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的另一实施例的简化前视图；
图9C示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的又一实施例的简化前视图；
图9D示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的又一实施例的简化前视图；
图9E示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的另一实施例的简化前视图；
图9F示出根据本公开内容的多个低压涡轮叶片中的一个的又一实施例的简化前视图；以及
图10示出根据本公开内容的用于低压涡轮叶片的密封部件的一个实施例的顶视图。
本说明书和图中参考符号的重复使用意在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明出现的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细的描述使用数字和字母标记来指图中的特征。图和描述中相似或类似的标记用来指本发明的相似或类似的部分。
如本文中使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可互换地使用以将一个构件或特征与另一个区分开，且不意在表示单个构件或特征的位置、重要性或量值。
用语“前”和“后”指燃气涡轮发动机或车辆内的相对位置，且指燃气涡轮发动机或车辆的正常操作姿态。例如，关于燃气涡轮发动机，前表示更接近于发动机入口的位置，且后表示更接近于发动机喷嘴或排气装置的位置。用语“上游”和“下游”指相对于流体通路中流体流的相对方向。例如，“上游”表示流体流自的方向，且“下游”表示流体流向的方向。除非本文中另外指定，否则用语“联接”、“固定”、“附接到”等指直接联接、固定或附接以及通过一个或多个中间构件或特征来间接联接、固定或附接。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象。
如本文中在说明书和权利要求书各处使用的，近似语言适用于修饰在不导致它所涉及的基本功能上改变的情况下可允许变化的任何数量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“大致”的一个或多个用语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量值的仪器的精度或者用于构造或制造构件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可指在百分之10的裕度内。
这里以及在说明书和权利要求书各处，除非上下文或语言另外指示，否则范围限制被组合和互换，此类范围等同且包括包含于其中的所有子范围。例如，本文中公开的所有范围包括端点，且端点可彼此独立地组合。
现在参照图，图2示出涡轮机(诸如根据本公开内容的涡扇燃气涡轮发动机10)的一个实施例的示意图。如示出的，燃气涡轮发动机10限定成围绕发动机中心线8且包括风扇区段12，风扇区段12接收环境空气14的入口气流。风扇区段12具有反向旋转的第一风扇6和第二风扇7，其分别包括第一风扇叶片排13和第二风扇叶片排15，以及反向旋转的第一增压器16和第二增压器17。反向旋转的第一增压器16和第二增压器17轴向位于反向旋转的第一风扇叶片排13与第二风扇叶片排15之间，该布置提供从风扇区段12发出的减小的噪声。风扇区段12之后是高压压缩机(HPC)18、燃烧器20和反向旋转低压涡轮(LPT)26，燃烧器20将燃料与由HPC 18加压的空气14混合以用于生成通过高压涡轮(HPT)24向下游流动的燃烧气体，来自低压涡轮26的燃烧气体从发动机10排出。发动机10设计成使得第二风扇叶片排15(在示例性实施例中)和第二增压器17的末级可相对于高压压缩机18反向旋转。这降低发动机10对风扇区段12的气流入口变形的敏感性。它还降低对其它转子中旋转失速单元的相互敏感性。
高压轴27将HPT 24连结到HPC 18，以大致形成第一或高压转子33。高压压缩机18、燃烧器20和高压涡轮24统称为核心发动机25，其包括(出于该专利的目的)高压轴27。核心发动机25是模块化的，使得作为单个单元，它可与燃气涡轮的其它部分分离来独立地更换。
由风扇壳11和可旋转环形径向内旁通管壁9径向界定的旁通管21包绕反向旋转的第一增压器16和第二增压器17，以及通向核心发动机25的高压压缩机18的入口管19。旁通管21由风扇壳11和环形径向内旁通管壁9径向界定。径向内旁通管壁9包括可旋转壁区段22，其固定地安装到第二风扇叶片排15，且第二增压器17从其向内径向而定(depend)。第二风扇叶片排的径向外部23径向地设置在旁通管21内。
参照图2和图3，反向旋转低压涡轮26包括环形外鼓转子136，环形外鼓转子136由后低压内锥形轴延伸部132可旋转地安装到低压内轴130。外鼓转子136包括多个低压涡轮叶片排138，该多个低压涡轮叶片排138从其径向向内延伸且彼此轴向间隔。鼓转子136从低压涡轮叶片排138的末级139伸出悬臂，低压涡轮叶片排138的末级139栓接到后低压内锥形轴延伸部132。反向旋转低压涡轮26还包括环形低压内鼓转子146，环形低压内鼓转子146由后低压外锥形轴延伸部142可旋转地安装到低压外轴140。内鼓转子146包括多个第二低压涡轮叶片排148，该多个第二低压涡轮叶片排148从其径向向外延伸且彼此轴向间隔。第一低压涡轮叶片排138与第二低压涡轮叶片排148相互交叉。
低压外轴140将内鼓转子146传动地连接到第二风扇叶片排15和第二增压器17。第二风扇叶片排15由前锥形外轴延伸部143连接到低压外轴140。低压外轴140、内鼓转子146、第二风扇叶片排15和第二增压器17为低压外转子202的主要构件。低压内轴130将外鼓转子136传动地连接到第一风扇叶片排13和第一增压器16。第一风扇叶片排13由前锥形内轴延伸部133连接到低压内轴130。低压内轴130、外鼓转子136、第一风扇叶片排13和第一增压器16为低压内转子200的主要构件。
第一增压器16包括环形第一增压器转子区段166，环形第一增压器转子区段166包括可旋转壁区段22，轴向间隔开的第一增压器叶片排168从可旋转壁区段22径向向内延伸。环形第一增压器转子区段166示为以类似于通常被称为Blisk(叶盘)的整体叶片盘或用于常规转子中(因为它们轻质且允许无叶片附接泄漏)的整体叶片转子的方式与叶片成整体。第一增压器转子区段166的操作低速增压器和低重量整体叶片盘的设计有助于最大限度地减小第一增压器转子区段166的应力和偏转。
第二增压器17包括环形第二增压器转子区段170，轴向间隔开的第二增压器叶片排172从环形第二增压器转子区段170径向向外延伸。第二风扇叶片排15的径向内部28径向地设置在入口管19内且与第二增压器17旋转，且因此被认为是第二增压器17和第二增压器叶片排172的部分。第一增压器叶片排168和第二增压器叶片排172相互交叉且反向旋转。第一风扇叶片排13和第二风扇叶片排15分别固定地附接到第一增压器转子区段166和第二增压器转子区段170。低压内轴130和外轴140分别与高压转子33同轴且在高压转子33径向内侧至少部分地可旋转地设置。
燃气涡轮发动机10还具有框架结构32，框架结构32包括由发动机壳45连接到发动机中间框架或涡轮间框架60的前框架或风扇框架34。第二风扇叶片排轴向接近于风扇框架34的支柱35定位，且故支柱35的前缘轴向向后扫掠或倾斜以减小噪声。发动机10安装在飞行器内或安装到飞行器，诸如通过从飞行器翼向下延伸的吊架(未示出)。涡轮间框架60包括第一结构环86，第一结构环86可为围绕中心线8同轴设置的壳。涡轮间框架60还包括第二结构环88，第二结构环88与第一结构环86同轴设置且围绕中心线8在第一结构环86内侧径向地间隔。第二结构环88也可被称为毂。多个周向间隔开的支柱90在第一环86与第二环88之间径向延伸且固定地连结到其。在本文中示出的本发明的示例性实施例中，支柱90是中空的，但在其它实施例中，支柱可不是中空的。因为涡轮间框架60轴向位于高压转子33的HPT 24和LPT 26与低压内转子200和外转子202之间，它被称为涡轮间框架，有时也被称为发动机中间框架。HPT 24与LPT 26之间的涡轮间过渡管114通过涡轮间框架60。
发动机在风扇框架34上位于前部的风扇框架前安装部118和涡轮间框架60上位于后部的涡轮框架后安装部120处安装到飞行器。发动机10可在前安装部118和后安装部120(其在前安装部118下游轴向间隔)处由吊架安装在飞行器翼下方。后安装部120用来将涡轮间框架60固定地连结到平台，该平台固定地连结到吊架。在一个实施例中，后安装部120包括U形叉(clevis)122。常规的安装部通常在涡轮间框架60上使用成组的周向间隔开的U形叉122(图中的截面图示中仅示出U形叉中的一个)。U形叉122设计成由成组的销连接到成组的连杆。连杆连接到吊架底部上的平台。U形叉122为一类用于将发动机连接到飞行器的框架连接器件。除了叉以外其它类型的安装器件在飞行器行业中是已知的，且可用来将本发明的框架和发动机安装到飞行器。
更特别地参照图4，低压外转子202通过前锥形外轴延伸部143由安装在第一轴承支撑结构44中的后推力轴承43和安装在第二轴承支撑结构47中的第二轴承36(滚子轴承)从风扇框架34轴向和径向可旋转地支撑。低压内转子200通过前锥形内轴延伸部133由前差动推力轴承55从风扇框架34轴向和径向可旋转地支撑，前差动推力轴承55安装在前锥形内轴延伸部133与前锥形外轴延伸部143的向前延伸的延伸部56之间。低压内转子200进一步由低压内轴130与低压外轴140之间的前差动轴承208(滚子轴承)从风扇框架34径向可旋转地支撑。第一轴承支撑结构44和第二轴承支撑结构47固定地附接到风扇框架34。
更特别地参照图3，低压外转子202通过后低压外锥形轴延伸部142(其连接到低压外轴140)在涡轮间框架60内由第三轴承76径向可旋转地支撑。第三轴承76设置在附接到涡轮间框架60的后部110的后轴承支撑结构97与后低压外锥形轴延伸部142的前内延伸部190之间。低压外转子202由第三轴承76在最后可旋转地支撑，第三轴承76因此被称为最后的低压转子支撑轴承。本发明的涡轮间框架60轴向位于HPT 24与LPT 26之间，且因此大致支撑整个低压涡轮26。
低压内转子200通过后低压内锥形轴延伸部132(其连接到低压内轴130)由低压外转子202的后低压外锥形轴延伸部142径向可旋转地支撑。差动轴承144(也被称为轴间轴承)设置在后低压外锥形轴延伸部142的后内延伸部192与后低压内锥形轴延伸部132的外延伸部194之间。这允许低压内转子200和外转子202反向旋转。
往回参照图2，高压转子33的高压压缩机18的前高压端70由轴承组件80径向可旋转地支撑，轴承组件80安装在附接到风扇框架34的轴承组件支撑结构82中。更特别地参照图2，高压转子33的后端92由第五轴承94径向向后可旋转地支撑，第五轴承94安装在附接到涡轮间框架60的前部108的前轴承支撑结构96中。前轴承支撑结构96和后轴承支撑结构97分别固定地连结或附接到涡轮间框架60的前部108和后部110，且因此轴向间隔开。涡轮间框架60的前部108和后部110分别由第二结构环88分离。
前槽部件104和后槽部件106连结到涡轮间框架60，且由前轴承支撑结构96和后轴承支撑结构97承载。前槽部件104和后槽部件106分别在槽部件的前圆柱形中心开孔84和后圆柱形中心开孔85中支撑第五轴承94和第三轴承76。第五轴承94和第三轴承76具有前固定外圈176和后固定外圈178，其分别固定地连接到前轴承支撑结构96和后轴承支撑结构97。
出口引导静叶组件150位于LPT 26的后部，出口引导静叶组件150支撑固定成排的出口引导静叶152，出口引导静叶152在低压涡轮壳54与环形箱结构154之间径向向内延伸。出口引导静叶组件150使离开LPT 26的气流不成涡流。连接的低压涡轮壳54在HPT 24与LPT26之间的涡轮间过渡管114的端部处栓接到发动机壳45。圆顶形盖板156栓接到环形箱结构154。出口引导静叶组件150未涉及且不用作框架，因为它没有可旋转地支撑发动机转子中的任一个。
本发明的涡扇燃气涡轮发动机10的高压压缩机18可操作且设计成以约15至约30范围内的相对高的压缩机压力比和约40至约65范围内的总压力比来操作。压缩机压力比是仅横跨高压压缩机18的压力升高方面的量度。总压力比是横跨风扇一直到高压压缩机18的压力升高方面的量度，即，它是离开高压压缩机的压力除以进入风扇区段12的环境空气14的压力的比率。高压压缩机18示为具有六个高压级48和用于高压级48中前四个的三个可变静叶级50。可使用少于四个可变静叶级50。高压压缩机18具有相对少量的高压级48，且本发明构想出使用6个与8个之间的高压力级和约四个或更少的可变静叶级50。这使得发动机短，同时仍具有在40-65范围内的高的总压力比。
发动机具有在5-15范围内的设计旁通比和在1.4-2.5范围内的设计风扇压力比。反向旋转的第一风扇叶片排13和第二风扇叶片排15设计成以末端速度操作，对于两个叶片排，末端速度总和达约1000至2500英尺/秒的范围，其允许使用轻质复合风扇叶片。轻质未冷却的高温性能的反向旋转陶瓷基质复合(CMC)翼型件可用于反向旋转低压涡轮26中。因此，发动机10和风扇区段12可描述为具有在1000至2500英尺每秒范围内的第一风扇叶片排13和第二风扇叶片排15的操作风扇末端速度的总和。
仍参照图2，示出如从发动机中心线8至第一风扇叶片排13的风扇叶片末端188所测量的末端半径RT，以及如从发动机中心线8至通向核心发动机25的高压压缩机18的入口管19的进口186处的低压内转子200的转子毂196所测量的毂半径RH。本发明的发动机10可设计有在0.20与0.35之间范围内的小的风扇入口毂与末端半径的比率(RH/RT)。对于给定成组的风扇入口和入口管环状区域，低的风扇入口毂与末端半径的比率在与较大比率相比时允许较小的风扇直径。然而，风扇入口毂与末端半径的比率水平由设计盘以支撑旋转风扇叶片的能力所约束。本文中示出的示例性实施例中的风扇叶片由轻质复合材料或铝制成，且转子风扇末端速度设计成使得风扇盘126可使风扇入口毂与末端半径的比率设计成低至0.20。低的风扇入口毂与末端半径的比率允许风扇区段12与高压压缩机18之间的核心发动机过渡管124和HPT 24与LPT 26之间的涡轮间过渡管114的低斜率和短长度。
现在参照图5-8和图9A-9F，示出根据本公开内容的第一多个低压涡轮叶片138中的一个的多个实施例的各种视图。特别地参照图5，低压涡轮叶片138包括用于固定到环形外鼓转子136的叶片根部141。另外，第一多个低压涡轮叶片138中的每个可包括与叶片根部141相反的叶片末端部分149。此外，如示出的，叶片根部141中的每个可包括用于将叶片根部141中的每个径向地保持在环形外鼓转子136内的一个或多个结构径向保持特征145，以及用于将叶片根部141中的每个轴向地保持在环形外鼓转子136内的一个或多个轴向保持特征147。
更特别地，如示出的，结构径向保持特征145可包括多个径向保持钩155、157或凸缘(例如在叶片根部141的相反侧上的镜像钩)。例如，如图5-8和图9A-9F中大体上示出的，径向保持特征145可包括相反的径向保持钩155、157。更特别地，如示出的，相反的径向保持钩155、157可至少包括第一径向保持钩155和第二径向保持钩157。在另外的实施例中，如图9B中特别示出的，径向保持钩还可包括第三径向保持钩159，第三径向保持钩159例如从第二径向保持钩157(或第一径向保持钩155)延伸。在此类实施例中，径向保持钩155、157构造成提供单个低压涡轮叶片138的径向保持(即，防止叶片138从外鼓转子136掉出)。此外，如示出的，径向保持钩155、157的外表面构造成在燃气涡轮发动机10的操作期间提供外鼓转子136内单个低压涡轮叶片138的径向保持。
另外，如示出的，径向保持特征145中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件160。在此类实施例中，如图5、图7、图8和图9A-9F中示出的，第一径向保持钩155和/或第二径向保持钩157可包括在其内表面上的密封部件160。更特别地，如图9D和图9F中示出的，密封部件可包括第一密封部件160和第二密封部件162。在此类实施例中，如示出的，第一径向保持钩155和第二径向保持钩157可分别包括在其内表面上的第一密封部件160和第二密封部件162。在另外的实施例中，如图5-8、图9A-9B和图9D-9F中大体上示出的，第一径向保持钩155可限定第一长度，而第二径向保持钩157可限定第二长度。而且，如示出的，第二长度可约为第一长度的一点五倍，或反之亦然，以便提供从本文中描述的密封部件160、162安装的位置。在另一实施例中，第二长度可约为第一长度的两倍或三倍，或反之亦然。
另外，如图5中特别示出的且如先前提到的，叶片根部141中的每个还可包括用于将叶片根部141中的每个轴向地保持在可旋转环形外鼓转子136内的一个或多个轴向保持特征147。更特别地，如示出的，轴向保持特征147可包括附接到可旋转环形外鼓转子136的旋转护罩158。在此类实施例中，旋转护罩158和密封部件160可为彼此间隔开的单独特征。例如，如图5-8和图9A-9F中大体上示出的，密封部件160与涡轮叶片138成整体，而不是旋转护罩158的部分。另外，如图10中示出的，密封部件160、162可具有蜂窝状构造。
特别地参照图9A-9F，用于涡轮叶片138的叶片末端部分149可包括至少一个额外密封部件164、165。例如，如图9A-9D中示出的，叶片末端部分可具有臂部件174，臂部件174带有固定到其的额外密封部件164。在另外的实施例中，如图9E和图9F中示出的，叶片末端部分149可具有至少两个臂部件174、175，其各自具有固定到其的额外密封部件164、166中的至少一个。在特定的实施例中，如图5-8和图9A-9F中大体上示出的，密封部件160、162和额外密封部件164、165可包括一个或多个梯级。
该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求书来限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言非实质性差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种涡轮机，包括：
可旋转环形外鼓转子，其连接到第一多个叶片，
所述第一多个叶片中的每个包括固定到所述可旋转环形外鼓转子的叶片根部，所述叶片根部中的每个包括用于将所述叶片根部中的每个径向地保持在所述可旋转环形外鼓转子内的一个或多个径向保持特征，所述一个或多个径向保持特征中的至少一个包括与其成整体的至少一个密封部件。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机包括涡轮区段、压缩机区段或发电机中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的涡轮机，其特征在于，所述涡轮机包括所述涡轮区段，所述涡轮区段包括高压转子，所述高压转子包括高压涡轮，以及低压涡轮，所述低压涡轮包括位于所述高压转子后部的反向旋转低压内转子和外转子，所述低压涡轮还包括连接到所述第一多个叶片的可旋转环形外鼓转子和连接到第二多个叶片的可旋转环形内鼓转子。
4.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述一个或多个径向保持特征还包括多个径向保持特征，所述多个径向保持特征至少包括相反的径向保持钩。
5.根据权利要求4所述的涡轮机，其特征在于，所述相反的径向保持钩至少包括第一径向保持钩和第二径向保持钩，所述第一径向保持钩或所述第二径向保持钩中的至少一个包括在其内表面上的所述至少一个密封部件。
6.根据权利要求5所述的涡轮机，其特征在于，所述相反的径向保持钩还包括从所述第二径向保持钩延伸的第三径向保持钩。
7.根据权利要求5所述的涡轮机，其特征在于，所述至少一个密封部件还包括第一密封部件和第二密封部件，所述第一径向保持钩和所述第二径向保持钩分别包括在其内表面上的所述第一密封部件和所述第二密封部件。
8.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述第一径向保持钩限定第一长度，且所述第二径向保持钩限定第二长度，所述第二长度为所述第一长度的至少一点五倍。
9.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述叶片根部中的每个还包括用于将所述叶片根部中的每个轴向地保持在所述可旋转环形外鼓转子内的一个或多个轴向保持特征。
10.根据权利要求9所述的涡轮机，其特征在于，所述一个或多个轴向保持特征包括所述可旋转环形外鼓的旋转护罩。
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