CN114060099A - 用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的转子组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于燃气涡轮发动机的转子组件包括轴和联接到轴的第一和第二环形鼓段。此外，转子组件包括沿轴向中心线定位在第一和第二环形鼓段之间的环形凸缘，其中环形凸缘联接到第一和第二环形外鼓段。此外，转子组件包括具有柄部和翼型部的叶片。柄部又联接到环形凸缘，使得翼型部沿径向方向朝向轴向中心线向内延伸并进入燃气涡轮发动机的热气路径。

Description

用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的转子组件
技术领域
本主题涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的转子组件。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。更具体地，压缩机区段逐渐增加进入燃气涡轮发动机的空气的压力并将该压缩空气供应到燃烧区段。压缩空气和燃料在燃烧区段内混合并在燃烧室内燃烧，以产生高压高温燃烧气体。燃烧气体在离开发动机之前流过涡轮区段。在这方面，涡轮区段将来自燃烧气体的能量转化为旋转能量。该旋转能量进而用于旋转驱动燃气涡轮发动机的压缩机区段和/或风扇组件的一个或多个轴。
为了提高发动机性能和效率，一些涡轮区段包括一个或多个无轮叶反向旋转涡轮。通常，这种涡轮包括具有一排或多排叶片的内转子。此外，这种涡轮包括外转子，外转子具有鼓和联接到鼓的一排或多排叶片。内转子的叶片与外转子的叶片相互交叉。因此，通过涡轮区段的燃烧气体流在一个方向上旋转内转子，同时在相反方向上旋转外转子。内转子和外转子的旋转又驱动燃气涡轮发动机的轴中的一个。
将叶片联接到外转子存在挑战。例如，当前的联接构造通常需要在外鼓上或外鼓内形成安装特征(例如，孔、槽等)。形成这些特征很难且耗时，特别是当外转子由复合材料(例如，陶瓷基复合物)形成时。
因此，用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的改进的转子组件将在本技术中受到欢迎。更具体地，允许具有更长使用寿命的更薄的外转子鼓的用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的改进的转子组件将在本技术中受到欢迎。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践获知。
在一个方面，本主题涉及一种用于燃气涡轮发动机的转子组件。燃气涡轮发动机又限定轴向中心线和从轴向中心线向外延伸的径向方向。转子组件包括轴和联接到轴的第一和第二环形鼓段。此外，转子组件包括沿轴向中心线定位在第一和第二环形鼓段之间的环形凸缘，其中环形凸缘联接到第一和第二环形外鼓段。此外，转子组件包括具有柄部和翼型部的叶片。柄部又联接到环形凸缘，使得翼型部沿径向方向朝向轴向中心线向内延伸并进入燃气涡轮发动机的热气路径。
在另一方面，本主题涉及一种限定轴向中心线和从轴向中心线向外延伸的径向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括涡轮区段和轴，该轴将涡轮区段联接到燃气涡轮发动机的压缩机区段或燃气涡轮发动机的风扇区段中的至少一个。涡轮区段又包括联接到轴的第一和第二环形鼓段和沿轴向中心线定位在第一和第二环形鼓段之间的环形凸缘。环形凸缘又联接到第一和第二环形外鼓段。此外，涡轮区段包括叶片，该叶片包括柄部和翼型部。柄部又联接到环形凸缘，使得翼型部沿径向方向朝向轴向中心线向内延伸并进入燃气涡轮发动机的热气路径。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
图1是燃气涡轮发动机的一个实施例的示意横截面视图；
图2是燃气涡轮发动机的涡轮的一个实施例的横截面视图；
图3是燃气涡轮发动机的涡轮的外转子的一个实施例的局部横截面视图，特别示出了经由销联接到外转子的鼓的外转子的叶片；
图4是燃气涡轮发动机的涡轮的外转子的另一个实施例的局部横截面视图，特别示出了经由燕尾连接联接到外转子的鼓的外转子的叶片；和
图5是图4中所示的外转子的实施例的另一部分横截面视图，进一步示出了经由燕尾连接联接到外转子的鼓的外转子的叶片。
在本说明书和附图中重复使用附图标记旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
此外，术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
此外，除非另有说明，否则术语“低”、“高”或它们各自的比较级(例如，更低、更高，在适用的情况下)均指发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮”在通常低于“高压涡轮”的压力下操作。或者，除非另有说明，否则上述术语可按其最高级来理解。例如，“低压涡轮”可指涡轮区段内最低的最大压力涡轮，而“高压涡轮”可指涡轮区段内最高的最大压力涡轮。
一般而言，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的转子组件。如下文将描述的，燃气涡轮发动机包括涡轮区段和将涡轮区段联接到燃气涡轮的压缩机区段和/或风扇区段的一个或多个轴。更具体地，涡轮区段包括联接到轴的内转子和外转子。在这方面，内转子包括在发动机的径向方向上向外延伸的一排或多排内转子叶片。此外，外转子包括鼓和一排或多排外转子叶片，一排或多排外转子叶片在径向方向上从鼓朝向发动机的轴向中心线向内延伸。此外，多排外转子叶片与多排内转子叶片相互交叉。因此，在燃气涡轮发动机的操作期间，外转子在与内转子相反的方向上旋转。
根据本主题的方面，外转子包括一个或多个环形凸缘，用于将外转子叶片联接到鼓。具体地，在若干实施例中，鼓包括第一和第二环形鼓段。在这样的实施例中，环形凸缘沿着轴向中心线定位在第一和第二环形鼓段之间。此外，环形凸缘经由合适的紧固件联接到第一和第二环形鼓段。因此，环形凸缘从其联接到鼓段的第一端沿径向方向向内延伸到其第二端。环形凸缘的第二端联接到多排外转子叶片中的一排。例如，在一个实施例中，销将对应排的每个外转子叶片联接到环形凸缘。在另一个实施例中，每个转子叶片可以包括被接收在由环形凸缘限定的槽内的柄部，从而将对应排的每个外转子叶片固定到凸缘(例如，以燕尾连接)。
使用联接在第一和第二鼓段之间的环形凸缘将外转子叶片固定到鼓消除了在鼓上或鼓内形成安装特征的需要。具体地，如上所述，用于将外转子叶片联接到鼓的传统方法需要形成各种安装特征(例如孔和/或槽)，以允许将叶片连接到鼓。然而，将外转子叶片固定到联接在第一和第二环形鼓段之间的环形凸缘消除了对鼓中的安装孔的需要。此外，环形凸缘的使用简化了鼓，从而延长了使用寿命。
现在参考附图，图1是燃气涡轮发动机10的一个实施例的示意横截面视图。在所示的实施例中，发动机10被构造为高旁通涡轮风扇发动机。然而，在替代实施例中，发动机10可以被构造为桨扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴燃气涡轮发动机或任何其他合适类型的燃气涡轮发动机。此外，如图1所示，发动机10限定了纵向方向L、径向方向R和周向方向C。通常，纵向方向L平行于发动机10的轴向中心线12延伸，径向方向R从轴向中心线12向外正交延伸，并且周向方向C围绕轴向中心线12大致同心地延伸。
通常，发动机10包括风扇14、低压(LP)线轴16和高压(HP)线轴17，它们至少部分地被环形机舱18包围。更具体地，风扇14可以包括风扇转子20和联接到风扇转子20的多个风扇叶片22(示出一个)。在这方面，风扇叶片22沿周向方向C彼此间隔开并且沿径向方向R从风扇转子20向外延伸。此外，LP和HP线轴16、17沿轴向中心线12(即，在纵向方向L上)定位在风扇14的下游。如图所示，LP线轴16经由低压(LP)轴24可旋转地联接到风扇转子20，从而允许LP线轴16旋转风扇14。此外，在周向方向C上彼此间隔开的多个出口导向轮叶或支柱26沿径向方向R在围绕LP和HP线轴16、17的外壳28和机舱18之间延伸。因此，支柱26相对于外壳28支撑机舱18，使得外壳28和机舱18限定位于其间的旁通气流通道20。
外壳28通常以串行流动顺序围绕压缩机区段32、燃烧区段34、涡轮区段36和排气区段38。具体地，在若干实施例中，压缩机区段32可包括LP线轴16的低压(LP)压缩机40和沿轴向中心线12位于LP压缩机40下游的HP线轴17的高压(HP)压缩机42。每个压缩机40、42又可以包括与一排或多排压缩机转子叶片46相互交叉的一排或多排定子轮叶44。此外，在一些实施例中，涡轮区段36包括HP线轴17的高压(HP)涡轮48和沿轴向中心线12位于HP涡轮48下游的LP线轴16的低压(LP)涡轮50。在一个实施例中，HP涡轮48可包括与一排或多排涡轮转子叶片54相互交叉的一排或多排定子轮叶52。如下所述，LP涡轮50可包括内转子56和外转子100。在若干实施例中，内转子56包括内转子毂58和在径向方向R上从毂58向外延伸的一排或多排内转子叶片60。此外，外转子100包括鼓102和在径向方向R上从鼓102朝向轴向中心线12向内延伸的一排或多排外转子叶片104。如图所示，多排外转子叶片104与多排内转子叶片60相互交叉。此外，内转子56和外转子100在相反方向上旋转。
此外，发动机10包括LP线轴16的低压(LP)轴24和绕LP轴24同心地定位的HP线轴17的高压(HP)轴62。在此类实施例中，HP轴62可旋转地联接HP涡轮转子叶片54和HP压缩机转子叶片46，使得HP涡轮转子叶片54的旋转可旋转地驱动HP压缩机转子叶片46。如图所示，LP轴24直接联接到LP涡轮50的内转子56和LP压缩机转子叶片46。此外，LP轴24经由齿轮箱64联接到LP涡轮50的外转子100并且经由齿轮箱66联接到风扇14。在这方面，内转子56和外转子100的旋转可旋转地驱动LP压缩机转子叶片46和风扇叶片22。
在若干实施例中，发动机10可产生推力以推进飞行器。更具体地，在操作期间，空气(由箭头68指示)进入发动机10的入口部分70。风扇14将空气68的第一部分(由箭头72指示)供应到旁通气流通道20，并且将空气68的第二部分(由箭头74指示)供应到压缩机区段32。空气68的第二部分72首先流过LP压缩机40，在LP压缩机40中，其中的转子叶片46逐渐压缩空气68的第二部分72。接下来，空气68的第二部分72流过HP压缩机42，在HP压缩机42中，其中的转子叶片46继续逐渐压缩空气68的第二部分72。此后，空气68的第二部分72被输送到燃烧区段34。在燃烧区段34中，压缩的空气68的第二部分72与燃料混合并燃烧以产生高温和高压燃烧气体76。此后，燃烧气体76流过HP涡轮48，在HP涡轮48中，HP涡轮转子叶片54从燃烧气体76中提取第一部分动能和/或热能。这种能量提取使HP轴62旋转，从而驱动HP压缩机42。燃烧气体76然后流过LP涡轮50，在LP涡轮50中，内转子叶片60和外转子叶片104从燃烧气体76中提取第二部分动能和/或热能。这种能量提取导致内转子56和外转子100在相反方向上旋转。内转子56和外转子100的旋转(经由齿轮箱64)随后使LP轴24旋转，从而驱动LP压缩机40和风扇14(经由齿轮箱66)。燃烧气体76然后通过排气区段38离开核心发动机16。
图2是燃气涡轮发动机10的LP涡轮50的一个实施例的横截面视图。如图所示，LP涡轮50限定热气路径78，在发动机10的操作期间燃烧气体76流过热气路径78。更具体地，热气路径78大致沿轴向中心线12(即，在纵向方向L上)从LP涡轮50的上游端80延伸到LP涡轮50的下游端82。此外，热气路径76沿内转子叶片60和外转子叶片104的长度在径向方向R上延伸。在这方面，当燃烧气体76沿热气路径78流动时，燃烧气体76在第一方向上旋转内转子叶片60。内转子叶片60在第一方向上的旋转又使内转子毂58旋转，从而使LP轴24(图1)在第一方向上旋转以驱动LP压缩机40(图1)和风扇14(图1)。此外，燃烧气体76在沿热气路径78流动的同时在相反的第二方向上旋转外转子叶片104。外转子叶片104在第二方向上的旋转又使鼓102在第二方向上旋转。在一些实施例中，鼓102经由位于LP涡轮50的下游端82处的出口叶片106可旋转地联接到齿轮箱64(图1)。因此，齿轮箱64允许出口叶片106在第二方向上旋转以在第一方向上驱动LP轴24。
如上所述，外转子100包括环形鼓102。如图所示，鼓102沿径向方向R从内转子叶片60和外转子叶片104向外定位，并且沿周向方向C至少部分地包围转子叶片60、104。在若干实施例中，鼓102由多个环形鼓段108、110、112形成。如图所示，鼓段108、110、112沿轴向中心线12(即，在纵向方向L上)彼此间隔开，并且经由合适的紧固件114(图3)可移除地联接在一起。此外，环形凸缘116沿轴向中心线12定位在每对相邻鼓段108、110、112之间。如下文将描述的，凸缘116用于将外转子叶片104联接到鼓102。在所示实施例中，鼓102由三个鼓段108、110、112形成。具体地，如图所示，鼓102包括：第一环形鼓段108；第二环形鼓段110，其沿轴向中心线12定位在第一鼓段108的附近和下游；以及第三环形鼓段112，其沿轴向中心线12定位在第二鼓段110的附近和下游。然而，在替代实施例中，鼓102可由任何其他合适数量的鼓段(例如两个鼓段或四个或更多个鼓段)形成。
此外，每个外转子叶片104包括平台118、翼型部120和柄部122。更具体地，每个翼型部120沿径向方向R从对应平台118向内延伸，而每个柄部122沿径向方向R从对应平台118向外延伸。如图所示，每个外转子叶片104的平台118和每个内转子叶片60的尖端护罩84共同限定热气路径78在径向方向R上的外边界。在这方面，外转子叶片104的翼型部120延伸到热气路径78中以从流过其中的燃烧气体76提取能量。此外，如下文将描述的，每个外转子叶片104的柄部122联接到环形凸缘116中的一个，从而将转子叶片104固定到鼓102。
在一些实施例中，转子叶片104和/或鼓段108、110、112可由复合材料形成。例如，复合材料可以选自但不限于陶瓷基复合物(CMC)、聚合物基复合物(PMC)、金属基复合物(MMC)或其组合。用于CMC基质的基质材料的合适示例是陶瓷粉末，包括但不限于碳化硅、氧化铝、氧化硅及其组合。用于PMC的基质材料的合适示例包括但不限于环氧基基质、聚酯基基质及其组合。MMC基质材料的合适示例包括但不限于粉末金属，例如但不限于能够熔化成连续熔融液态金属的铝或钛，该连续熔融液态金属可以在冷却成带有包裹纤维的固体锭之前包封组件中的纤维。由此产生的MMC是具有增加的刚度的金属制品，并且金属部分(基质)是主要的负载关注(caring)元件。然而，在替代实施例中，转子叶片104和/或鼓段108、110、112可由非复合材料(例如镍基和/或钴基合金)形成。
提供上述以及图1和图2所示的燃气涡轮发动机10的构造仅用于将本主题置于示例性使用领域中。因此，本主题可容易地适用于任何方式的燃气涡轮发动机构造，包括其他类型的基于航空的燃气涡轮发动机、基于船舶的燃气涡轮发动机和/或基于陆地/工业的燃气涡轮发动机。
图3-5是燃气涡轮发动机的涡轮的外转子100的实施例的各种视图。具体地，图3是外转子100的一个实施例的局部横截面视图，特别示出了外转子100的外转子叶片104经由销124联接到外转子100的鼓102。此外，图4和图5是外转子100的另一实施例的不同的局部横截面视图，特别示出了外转子100的外转子叶片104经由燕尾连接联接到外转子100的鼓102。一般而言，本文将参考上文参考图1和图2描述的燃气涡轮10描述外转子100。然而，所公开的外转子100通常可与具有任何其他合适发动机构造的燃气涡轮发动机一起使用。例如，在其他实施例中，外转子100可并入涡轮区段36的任何其他涡轮，例如HP涡轮48。
特别参考图3，如上所述，外转子100包括第一环形鼓段108。更具体地，第一鼓段108在上游端126和下游端128之间沿轴向中心线12(即，纵向方向L)延伸。此外，第一鼓段108在内径向表面130和外径向表面132之间沿径向方向R延伸。如图所示，下游端128与环形凸缘116接触并沿径向方向R从上游端126向外定位。在这方面，当内径向表面130从上游端126延伸到下游端128时，内径向表面130可以在轴向中心线12内限定斜角。即，内径向表面130在径向方向R上从上游端126向外延伸到下游端128。尽管图3中未示出，但是第二和第三环形鼓段110、112(以及任何其他鼓段)可具有相同的构造。
此外，如上所述，外转子100包括一个或多个环形凸缘116，每个凸缘116沿轴向中心线12联接在相邻对鼓段之间。如图所示，凸缘116联接在第一和第二鼓段108、110之间。在这方面，凸缘116沿径向方向R从外端134向内延伸到内端136。外端134又经由合适的紧固件114(例如图示的螺栓138(示出一个)和相关联的螺母140(示出一个))联接到第一和第二鼓段108、110。如下文将描述的，凸缘116的内端136联接到外转子叶片104的柄部122。此外，凸缘116在上游表面142和下游表面144之间沿轴向中心线12(即，纵向方向L)延伸。外转子100的任何其他凸缘116可以以相同方式构造。
在若干实施例中，第一鼓段108和环形凸缘116限定腔146，外转子叶片104的柄部122接收在腔146中。更具体地，腔146由第一鼓段108的内径向表面130和环形凸缘116的上游表面142限定。如上所述，第一鼓段108的内径向表面130在径向方向R上从其上游端126向外延伸至其下游端128。此外，环形凸缘116的上游表面142通常垂直于轴向中心线12延伸。因此，如图所示，腔146具有圆锥形状。这种圆锥形状又防止对应外转子叶片104相对于鼓102沿轴向中心线12(即，在纵向方向L上)移动。具体地，第一鼓段108的内径向表面130的角度防止柄部122在操作期间沿轴向中心线12在腔146内向前或向上游移动。此外，环形凸缘116的上游表面142防止柄部122在操作期间沿轴向中心线12向后或向下游移动。
此外，外转子100可包括一个或多个销124，每个销124将外转子叶片104中的一个固定到对应环形凸缘116。如图所示，环形凸缘116限定沿纵向方向L延伸穿过凸缘116的环形凸缘孔口148。此外，外转子叶片104的柄部122限定从柄部122的下游或后表面151沿纵向方向L向上游延伸的柄部腔150。此外，环形凸缘孔口148和柄部腔150在径向和周向方向R、C上彼此对准。在这方面，销124安装或以其他方式接收在环形凸缘孔口148和柄部腔150内。具体地，在若干实施例中，销124以压配合关系安装在环形凸缘孔口148内。此外，销124安装在柄部腔150内，使得销不能沿周向方向C相对于柄部122移动，从而防止柄部122在周向方向C上在腔146内移动。然而，柄部腔150的尺寸设计为使得销124能够沿径向方向R在腔146内移动。因此，销124和第一鼓段108的内径向表面130在径向方向R上将柄部122保持在腔146内。例如，当发动机10不操作并且对应外转子叶片104相对于重力方向定位在轴向中心线12上方时，销124将柄部122保持在腔146内。柄部腔150的扩大径向尺寸允许柄部122在发动机10的操作期间沿径向方向R向外移动，使得柄部122的外径向表面152接触第一鼓段108的内径向表面130。这防止销124在发动机10的操作期间支撑外转子叶片104的负载。
此外，在一些实施例中，外转子100可包括一个或多个密封件154。例如，如图所示，密封件154可沿轴向中心线12定位在环形凸缘116的下游表面144和第二鼓段110之间。此外，密封件154可以沿环形凸缘116的下游表面144延伸并且沿径向方向R向内延伸超过凸缘116的内端148。因此，密封件154防止燃烧气体76通过跨柄部122流动而绕过翼型件120。然而，外转子100的一些实施例可以没有密封件154。
虽然图3示出了经由销124联接到定位在第一和第二鼓段108、110之间的环形凸缘116的单个外转子叶片104，但外转子100的其他外转子叶片104可以以相同的方式联接到外转子100的凸缘116(例如，图3中所示的凸缘116或定位在第二和第三鼓段110、112之间的凸缘116)。
现在参考图4和图5，外转子100以与图3中所示的外转子100相同或基本相同的方式构造。例如，图4和图5所示的外转子100包括沿轴向中心线12联接在第一和第二环形鼓段108、110之间的环形凸缘116。此外，环形凸缘116沿径向方向R从外端134向内延伸到内端136，其中外端134联接到第一和第二环形鼓段108、110，而内端136联接到外转子叶片104的柄部122。此外，第一鼓段108和环形凸缘116限定接收柄部122的腔146。然而，与图3所示的实施例不同，图4和图5所示的外转子100的环形凸缘116包括径向壁156，径向壁156沿径向方向R从凸缘116的外端134向内延伸到凸缘116的内端136。此外，凸缘116包括沿轴向中心线12(即，沿纵向方向L)从径向壁156的内端136向前或向上游延伸的轴向壁158。轴向壁158又沿径向方向R在内径向表面160和外径向表面162之间延伸。因此，在此类实施例中，环形凸缘116可限定L形。
特别地参考图5，环形凸缘116可以限定一个或多个槽164。通常，每个槽164可接收外转子叶片104中的一个的柄部122的一部分。如图所示，凸缘116限定在径向方向R上延伸穿过其轴向壁158的槽164。在这方面，轴向壁158的内径向表面160限定槽164的内开口166，轴向壁158的外径向表面162限定槽164的外开口168。在几个实施例中，槽164具有燕尾构造。在这样的实施例中，外开口168的横截面区域的横截面面积比内开口166大，使得当柄部122的一部分被接收在槽164内时形成燕尾连接。因此，槽164随着其沿径向方向R向内延伸而变窄。此外，燕尾连接将外转子叶片104的柄部122保持在槽164内，从而防止外转子叶片104在周向方向C上相对于鼓102移动。
然而，燕尾连接允许外转子叶片104沿径向方向R相对于鼓102移动。更具体地，当发动机10不操作并且外转子叶片104相对于重力方向定位在轴向中心线12上方时，槽164的燕尾形状防止外转子叶片104沿径向方向R向内移动。燕尾连接还允许柄部122在发动机10的操作期间沿径向方向R向外移动，使得柄部122的外径向表面152接触第一鼓段108的内径向表面130。这防止凸缘116在发动机10的操作期间支撑外转子叶片104的负载。
尽管图4和图5示出了经由燕尾连接联接到定位在第一和第二鼓段108、110之间的环形凸缘116的单个外转子叶片104，但外转子100的其他外转子叶片104可以以相同的方式联接到外转子100的凸缘116(例如，图3中所示的凸缘116或定位在第二和第三鼓段110、112之间的凸缘116)。
如上所述，外转子100的每个外转子叶片104联接到一个或多个凸缘116(例如，经由对应销124或槽164)。每个凸缘116又联接在形成外转子100的鼓102的相邻对鼓段108、110、112之间。在这方面，凸缘116允许将外转子叶片104联接到鼓102，而不需要鼓102本身上或其内的保持特征。因此，鼓段108、110、112可以是轴对称的(即，简化的)，这允许减小的鼓厚度和重量以及更长的使用寿命。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
一种用于燃气涡轮发动机的转子组件，所述燃气涡轮发动机限定轴向中心线和从所述轴向中心线向外延伸的径向方向，所述转子组件包括：轴；第一环形鼓段和第二环形鼓段，所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段联接到所述轴；环形凸缘，所述环形凸缘沿所述轴向中心线定位在所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段之间，所述环形凸缘联接到所述第一环形外鼓段和所述第二环形外鼓段；以及叶片，所述叶片包括柄部和翼型部，所述柄部联接到所述环形凸缘，使得所述翼型部沿所述径向方向朝向所述轴向中心线向内延伸并进入所述燃气涡轮发动机的热气路径。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述环形凸缘在所述环形凸缘的外端和所述环形凸缘的内端之间在所述径向方向上延伸，所述外端联接到所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段，所述内端联接到所述叶片的所述柄部，使得所述叶片沿所述径向方向定位在所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段的内侧。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述第一环形鼓段沿所述轴向中心线从所述第一环形鼓段的上游端延伸到所述第一环形鼓段的下游端，所述下游端与所述环形凸缘接触并且沿所述径向方向从所述上游端向外定位。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述第一环形鼓段包括相对于所述燃气涡轮发动机的所述轴向中心线限定斜角的内表面。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述第一环形鼓段的所述内表面和所述环形凸缘的前表面限定腔，所述叶片的所述柄部的一部分接收在所述腔中。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述环形凸缘限定在所述径向方向上延伸穿过所述环形凸缘的槽，所述柄部的一部分定位在所述槽中。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述环形凸缘包括联接到所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段的径向壁和从所述径向壁沿所述轴向中心线向上游延伸的轴向壁，所述轴向壁限定所述槽。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述环形凸缘的所述轴向壁包括限定所述槽的外开口的外表面和限定所述槽的内开口的内表面，所述外开口具有比所述内开口更大的横截面面积，使得所述柄部的所述一部分被接收在所述槽内以形成燕尾连接。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述环形凸缘限定环形凸缘孔口并且所述柄部限定柄孔口，所述转子组件进一步包括：销，所述销定位在所述环形凸缘孔口和所述柄孔口内，以将所述叶片联接到所述环形凸缘。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述销以压配合关系接收在所述环形凸缘孔口内。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述销能够在所述径向方向上在所述柄孔口内移动，以允许所述柄部沿所述径向方向相对于所述第一环形鼓段移动。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，其中所述第一环形鼓段是轴对称的。
根据这些条项中的一项或多项所述的转子组件，进一步包括：密封件，所述密封件沿所述轴向中心线联接在所述环形凸缘和所述第二环形鼓段之间。
一种限定轴向中心线和从所述轴向中心线向外延伸的径向方向的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：涡轮区段；以及轴，所述轴将所述涡轮区段联接到所述燃气涡轮发动机的压缩机区段或所述燃气涡轮发动机的风扇区段中的至少一个，其中所述涡轮区段包括：第一环形鼓段和第二环形鼓段，所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段联接到所述轴；环形凸缘，所述环形凸缘沿所述轴向中心线定位在所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段之间，所述环形凸缘联接到所述第一环形外鼓段和所述第二环形外鼓段；以及叶片，所述叶片包括柄部和翼型部，所述柄部联接到所述环形凸缘，使得所述翼型部沿所述径向方向朝向所述轴向中心线向内延伸并进入所述燃气涡轮发动机的热气路径。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述环形凸缘在所述环形凸缘的外端和所述环形凸缘的内端之间在所述径向方向上延伸，所述外端联接到所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段，所述内端联接到所述叶片的所述柄部。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述第一环形鼓段沿所述轴向中心线从所述环形鼓段的上游端延伸到所述环形鼓段的下游端，所述下游端与所述环形凸缘接触并且沿所述径向方向从所述上游端向外定位。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述第一环形鼓段包括相对于所述燃气涡轮发动机的所述轴向中心线限定斜角的内表面。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述第一环形鼓段的所述内表面和所述环形凸缘的前表面限定腔，所述叶片的所述柄部的一部分接收在所述腔中。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述环形凸缘限定在所述径向方向上延伸穿过所述环形凸缘的槽，所述柄的一部分定位在所述槽中。
根据这些条项中的一项或多项所述的燃气涡轮发动机，其中所述环形凸缘限定环形凸缘孔口并且所述柄部限定柄孔口，所述燃气涡轮发动机进一步包括：销，所述销定位在所述环形凸缘孔口和所述柄孔口内，以将所述叶片联接到所述环形凸缘。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的转子组件，所述燃气涡轮发动机限定轴向中心线和从所述轴向中心线向外延伸的径向方向，其特征在于，所述转子组件包括：
轴；
第一环形鼓段和第二环形鼓段，所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段联接到所述轴；
环形凸缘，所述环形凸缘沿所述轴向中心线定位在所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段之间，所述环形凸缘联接到所述第一环形外鼓段和所述第二环形外鼓段；以及
叶片，所述叶片包括柄部和翼型部，所述柄部联接到所述环形凸缘，使得所述翼型部沿所述径向方向朝向所述轴向中心线向内延伸并进入所述燃气涡轮发动机的热气路径。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述环形凸缘在所述环形凸缘的外端和所述环形凸缘的内端之间在所述径向方向上延伸，所述外端联接到所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段，所述内端联接到所述叶片的所述柄部，使得所述叶片沿所述径向方向定位在所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段的内侧。
3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一环形鼓段沿所述轴向中心线从所述第一环形鼓段的上游端延伸到所述第一环形鼓段的下游端，所述下游端与所述环形凸缘接触并且沿所述径向方向从所述上游端向外定位。
4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一环形鼓段包括相对于所述燃气涡轮发动机的所述轴向中心线限定斜角的内表面。
5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一环形鼓段的所述内表面和所述环形凸缘的前表面限定腔，所述叶片的所述柄部的一部分接收在所述腔中。
6.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述环形凸缘限定在所述径向方向上延伸穿过所述环形凸缘的槽，所述柄部的一部分定位在所述槽中。
7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，其中所述环形凸缘包括联接到所述第一环形鼓段和所述第二环形鼓段的径向壁和从所述径向壁沿所述轴向中心线向上游延伸的轴向壁，所述轴向壁限定所述槽。
8.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于，其中所述环形凸缘的所述轴向壁包括限定所述槽的外开口的外表面和限定所述槽的内开口的内表面，所述外开口具有比所述内开口更大的横截面面积，使得所述柄部的所述一部分被接收在所述槽内以形成燕尾连接。
9.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述环形凸缘限定环形凸缘孔口并且所述柄部限定柄孔口，所述转子组件进一步包括：
销，所述销定位在所述环形凸缘孔口和所述柄孔口内，以将所述叶片联接到所述环形凸缘。
10.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于，其中所述销以压配合关系接收在所述环形凸缘孔口内。
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