CN117355663A - 用于风扇组件的平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于风扇组件(1)的平台(6)，该平台包括在轴向方向上延伸的流动通道壁(8)，流动通道壁具有上游端部和下游端部，并且平台包括两个轴向加强部(10)。平台(6)包括布置在流动通道壁(8)的上游端部和下游端部处的径向保持装置(16，18，20，22)，径向保持装置(16，18，20，22)被设计成各自限定与风扇组件(1)的对应护罩的滑动连接，并且平台包括切向保持装置，切向保持装置被设计成限定风扇组件(1)的盘(2)与平台(6)之间的滑动枢转连接。

Description

用于风扇组件的平台

技术领域

本发明涉及用于带叶片轮的平台的领域。

背景技术

以已知的方式，如图1示意性地示出，低压压缩机可以由用于风扇的带叶片轮X组成，风扇包括壳体、风扇盘I、多个叶片及其保持系统、多个平台III以及上游护罩IV。

以已知的方式，平台是用于风扇的带叶片轮的整体部分，风扇构成第一移动轮级。平台必须确保以下功能：

·主要的空气动力学功能：

-限定空气流动通道。

·满足所有运行条件：

-确保整个飞行包线的性能，

-保证安全要求，

-保证发动机可用于商业用途。

·集成在发动机环境中：

-具有与移动轮级的边界一致的界面，

-避免在低压压缩机的其他级中的干扰。

更确切地，性能和集成要求通过叶片在叶片根部附近的良好密封来体现，根部被保持在盘中。这种密封直接由平台与叶片在叶片根部附近进行联接的能力控制，并在所有操作点处都这样。达到一定的间隙，可以使用密封件进行填充。在一定的间隙以上难以确保密封。

此外，性能和集成要求还通过降低毂部比的能力来体现。该比越低，流量增大越多，风扇的性能越好。该毂部比的降低防止了现有技术中已知的所谓的“箱式”平台的集成。实际上，这些平台具有为平台提供必要的刚性的箱部以支撑可接受的程度的移动和机械应力。平台在上游和下游处例如对应于护罩被保持，例如平台的上游端部可以包括大致径向的凸耳，凸耳通过螺栓(关于原理例如参考文献FR-2 992 676的教导)附接在盘上或附接在连接到盘的中间部件上。文献FR-3 029 563提出了一种用于相对于盘锁定箱部的键部。这种附接方式非常稳定，但使得平台特别庞大，这导致了高的毂部比。

因此，现有技术的许多文献试图解决平台的最佳附接与获得低的毂部比之间的冲突的问题。例如，可以参考文献US20140186187，该文献描述了具有改进的上游附接的平台，以保持低的毂部比。

然而，目前有两种主要的解决方案以将平台附接到盘、同时保持低的毂部比。根据第一解决方案，平台被螺钉连接在盘的径向延伸部上(如文献US 20140186187所描述的平台的情况)。根据另一方案，平台通过由盘承载的多个钩来保持。

这些已知的解决方案特别具有限制性。更具体地，螺钉或钩的多重性导致了一些组装运动学，组装运动学通常包括使平台围绕旋转轴线旋转，然后轴向移动，以将平台接合到钩。然而，这种轴向移动会对之前描述的间隙产生影响，形成难以用密封件填充的间隔。

在这种情况下，有必要提供一种如下的平台，该平台能够以简单的方式附接到盘，具有低的毂部比，同时保证到叶片的足够间隙，并且能够使与叶片根部的连接的密封受控制。

发明内容

根据第一方面，本发明提出了一种带叶片轮的平台，该平台包括在轴向方向上延伸的流动通道壁，流动通道壁具有上游端部和下游端部，并且平台包括两个轴向加强部。平台包括布置在流动通道壁的上游端部和下游端部处的径向保持装置，径向保持装置适合于各自限定与带叶片轮的对应护罩的滑动连接，并且平台包括切向保持装置，切向保持装置适合于限定带叶片轮的盘与平台之间的滑动枢转连接。

切向保持装置可以包括销和凸耳，凸耳具有适合于接纳销的钻孔，使得包括凸耳和销的组件形成滑动枢转连接。

凸耳可以附接到流动通道，销可以适合于附接到带叶片轮的盘。

径向保持装置包括上游周向陆部(portée)和下游周向陆部，上游周向陆部和下游周向陆部适合于分别接合在带叶片轮的对应的上游护罩和下游护罩中。

流动通道和加强部可以由复合材料制成。

根据第二方面，本发明涉及带叶片轮的盘和平台的组件，其中，盘接纳平台，并且盘具有装配件，销附接在该装配件中，销适合于以滑动枢转连接来接合在平台的凸耳中。

盘可以接纳平台，并且可以包括至少一个适合于接纳下游周向陆部的下游护罩以及至少一个适合于接纳上游周向陆部的上游护罩。

根据另一方面，本发明涉及一种涡轮机，该涡轮机包括至少一个根据本发明的组件。

根据另一方面，本发明涉及一种飞行器，该飞行器包括至少一个根据本发明的涡轮机。

附图说明

通过仅以说明性的且非限制性的方式给出的、并且应当参照附图进行阅读的以下说明，本发明的其它特征、目的以及优点将显现，在附图中：

-图1是现有技术的带叶片轮的示意图；

-图2是根据本发明的包括盘和平台的组件的透视图。

-图3是根据本发明的包括上游周向陆部和上游护罩的组件的详细透视图。

-图4是根据本发明的包括下游周向陆部和下游护罩的组件的详细透视图。

-图5是根据本发明的包括平台的凸耳和销的组件的详细透视图。

-图6是图5的包括凸耳和销的组件的局部截面透视图。

-图7是移除根据本发明的平台的示意性透视图。

-图8是根据本发明的第二实施例的销与凸耳的连接的示意图。

具体实施方式

带叶片轮的背景

本发明定位于风扇的带叶片轮1中。通常，该风扇是低压压缩机风扇。

带叶片轮1包括盘2，叶片4附接到盘2。平台6位于叶片4与盘2之间的界面处，特别地以便通过平台的上表面来在叶片之间的流动通道内在叶片的根部附近形成流，叶片的根部被保持在盘中，被保持在盘的常规凹部中。

如下文将描述的，本发明涉及平台6和盘2，更具体地，涉及平台6和盘2之间的连接。

平台

根据第一方面，本发明提出了一种带叶片轮1的平台6。

特别地，参照图2，根据本发明的平台6包括在轴向方向上延伸的流动通道壁8。流动通道壁8具有与盘相对的所谓的上表面，上表面限定了以下的表面形状，该表面形状促进了于流动通道内在叶片之间在整体纵向方向上的流体流动。在这种情况下，流动通道壁8在上游区域与流动通道壁8之间在轴向方向上延伸，流动通道壁能够促进空气在风扇中在带叶片轮1的上游侧与下游侧之间流动。

以特别有利的方式，流动通道壁8由复合材料制成。这种材料的选择使得能够具有曲率最佳的流动通道壁8。实际上，选择由复合材料制成的流动通道壁8使得能够根据期望的表面几何形状来对流动通道8进行成形(与更难成形的金属板不同)。此外，在由复合材料制成的叶片的情况下，由复合材料制成的流动通道壁使得在对所述叶片的显著冲击的情况下该壁相对于叶片具有较小的攻击性。

此外，平台6包括两个轴向加强部10。加强部10位于流动通道8的壁的下方以对壁进行加强。术语“底部面”是指当平台6附接到盘2时，加强部10位于盘2和流动通道壁8之间。因此，空气流可以流过流动通道壁8而不受到加强部10干扰。换言之，具有由轴向加强部10加强的流动通道8的平台6的结构非常有利地使得能够具有为空气流的流动提供最佳表面的机械抵抗结构。

优选地，加强部10可以由复合材料制成。

以特别有利的方式，平台6包括径向保持装置和切向保持装置。

径向保持装置

特别地如图2所示，径向保持装置设置在平台6的上游12和下游14。

典型地，平台6包括设置在上游12的径向保持装置以及设置在下游14的径向保持装置。

如图3所示，优选地，径向保持装置包括位于平台6的上游端部12处的上游周向陆部16。

规定术语“周向陆部”是指周向肋部，即呈圆弧的形状。

如图3所示并如下文所述，上游周向陆部16适合于接合在上游护罩18的周向凹槽中。优选地，上游周向陆部16与上游护罩18之间的连接为滑动连接。因此，通过使用轴向方向、径向方向以及切向方向定位在带叶片轮1的参考系中，上游周向陆部16与上游护罩18之间的连接限制了旋转自由度，并且防止了在径向方向上的平移移动。相比之下，轴向方向上的平移移动是允许的。这使得当需要通过上游护罩(在该实例中被移除)进行组装或拆卸时能够将上游周向陆部16引入到上游护罩18中以及将上游周向陆部从上游护罩移除。上游护罩对平台的上游侧进行轴向保持，以在该方向上阻挡平台。此外，在切向方向上的平移移动是允许的。

如图4所示，优选地，径向保持装置包括位于平台的下游端部14处的下游周向陆部20。

规定术语“周向陆部”是指周向肋部，即呈圆弧的形状。

如图4所示并如下文所述，下游周向陆部20适合于接合在下游护罩22的周向凹槽中。优选地，下游周向陆部20与下游护罩22之间的连接为滑动连接。因此，通过使用轴向方向、径向方向以及切向方向定位在带叶片轮1的参考系中，下游周向陆部20与下游护罩22之间的连接限制了旋转自由度，并且防止了在径向方向上的平移移动。下游护罩对平台的下游侧进行轴向保持，以在该方向上阻挡平台。相比之下，当为了组装和拆卸操作而移除上游护罩时，在下游侧允许在轴向方向上的平移移动。在这种情况下，这使得能够将下游周向陆部20引入到下游护罩22中以及将下游周向陆部从下游护罩移除。此外，在切向方向上的平移移动是允许的。

通过周向陆部进行组装与制造由复合材料制成的流动通道壁结合使得能够具有非常低的毂部比、同时使带叶片轮的质量最小化。

切向保持装置

平台6还包括切向保持装置。

优选地，切向保持装置适合于限定带叶片轮1的盘2与平台6之间的滑动枢转连接。

参照图2、图5、图6和图8，切向保持装置包括凸耳26和销28。凸耳26具有适合于接纳销28的钻孔，并且因此与销28形成滑动枢转连接。

优选地，凸耳26附接到流动通道壁8，并且销28附接到盘2。

凸耳26可以由金属制成，并且被螺钉连接到流动通道壁8的底部面。

凸耳26具有附接到平台6的流动通道壁8上的附接部分26a以及连接到盘的具有钻孔30的连接部分26b，该部分旨在与装配件36连接。附接部分与具有钻孔30的部分相交。更确切地，参照图5，附接部分26a包括钩板27a，钩板旨在压紧并螺钉连接到流动通道壁8上。通常，钩板27a可以通过两个螺钉81而螺钉连接到流动通道壁8。此外，附接部分26a包括2个半弧形侧部27b。半弧形侧部可以对附接部分26a与连接部分26b之间的连接进行机械增强。术语“半弧形”旨在表示每个侧部27b具有与连接部分26b形成连续的且渐进的连接的弯曲边缘。这种设置使得能够特别地通过使附接部分26a与连接部分26b之间的弯曲力抗性最大化来优化凸耳26的机械强度。

如下文将详述的，滑动枢转连接是本发明的特别有利的设置，这可以确保在切向方向上进行阻挡，同时允许在轴向方向上移动。如下文将说明的，这种设置在例如对带叶片轮1的冲击(例如由鸟导致的)的情况下特别令人感兴趣。

盘

根据另一方面，本发明提出了用于带叶片轮1的盘2，该盘适合于与根据本发明的平台6配合。

根据本发明的盘2具有多个支架36，每个支架适合于接纳销28，支架36是径向突出部。术语“装配件”36旨在表示在径向方向上延伸并且具有适合于接纳销28的钻孔30的金属凸耳或舌状部。

装配件36具有与凸耳26的连接部分26b连接的邻接面。

根据在图5和图6中示出的第一实施例，装配件36的邻接面面对连接部分26b的邻接面，这两个邻接面位于径向平面中。换言之，根据该第一实施例，装配件36的邻接面和连接部分26b的邻接面位于与盘2的和带叶片轮1的轴向旋转方向大致垂直的平面中。根据该实施例，凸耳26的附接部分26a和具有钻孔30的连接部分26b以大致不同于90度的角度相交，并且该角度根据流动通道8的期望的倾斜来限定。

根据图8所示的第二实施例，装配件36的和连接部分26b的两个邻接面位于相对于径向平面倾斜的平面中。换言之，根据该第二实施例，邻接面不位于与盘2的和带叶片轮1的轴向旋转方向大致垂直的平面中。根据该实施例，凸耳26的附接部分26a与具有钻孔30的连接部分26b以大致等于90度的角度(正交)相交。该第二实施例具有更易于组装的优点。实际上，正交凸耳26便于引入工具，以该工具能够将凸耳26旋拧到流动通道壁8上。

此外，无论哪种实施例，销28都附接到装配件36。优选地，销通过互锁连接来连接到装配件，即销28的所有自由度都被阻挡。

优选地，销28旋拧到装配件36，如图5和图6所示。

特性

与多个销的系统相比，使用呈滑动枢转连接的单个销28与周向陆部结合具有便于组装的优点，同时保持了用于吸收机械力的和对平台进行定位的稳固的系统。

此外，在鸟类摄入型冲击的情况下，通过呈滑动枢转连接的单个销28和周向陆部进行联接的系统相对于多个销的系统释放了自由度，并且简化了平台6的布置，以避免在组装和运行期间损坏平台6的风险。

因此，通过释放这些自由度、同时保持销28的主要功能(即吸收离心力)使得平台6的安装更容易。

更具体地，一方面，装配件36大致在盘的中间长度处的纵向定位以及凸耳26大致在平台的中间长度处的纵向定位降低了在运行期间平台6在平台6所经受的离心力的作用下变形的风险。

此外，根据本发明的平台6的安装具有相比于现有技术的平台更短的组装运动学，这减少了必要的间隙，并因此加强了在平台6与盘2之间进行连接的机械结构。应说明，必要的间隙与在组装和拆卸期间必要的移位直接相关。在本发明的情况下，组装/拆卸运动学减少，因此间隙对应地减少。

最后，每个平台6使用单个销28使得能够形成更轻的系统(即，比现有技术的多个销的系统更轻)，这在航空环境中特别有利，其中，在航空环境中重量管理是重要的问题。

此外，如图7示意性地示出，平台6的维护(即移除)特别容易。结合平移移动以使销脱离、然后围绕轴向方向的旋转移动以使周向陆部脱离就足够。

组件

根据另一方面，本发明涉及一种组件，该组件包括根据本发明的用于带叶片轮1的盘2以及根据本发明的平台6，在该组件中，盘2接纳平台6。

涡轮机

根据另一方面，本发明涉及包括至少一个根据本发明的组件的涡轮机。

飞行器

根据另一方面，本发明涉及包括至少一个根据本发明的涡轮机的飞行器。

Claims (9)

1.一种用于带叶片轮(1)的平台(6)，所述平台包括在轴向方向上延伸的流动通道壁(8)，所述流动通道壁具有上游端部和下游端部，并且所述平台包括两个轴向加强部(10)，

所述平台(6)包括布置在所述流动通道壁(8)的上游端部和下游端部处的径向保持装置(16，18，20，22)，所述径向保持装置(16，18，20，22)被设计成各自限定与所述带叶片轮(1)的对应护罩的滑动连接，

所述平台包括切向保持装置，所述切向保持装置被设计成限定所述带叶片轮(1)的盘(2)与所述平台(6)之间的滑动枢转连接。

2.根据权利要求1所述的平台(6)，其中，所述切向保持装置(28，26，30)包括销(28)和凸耳(26)，所述凸耳具有适合于接纳所述销(28)的钻孔(30)，使得所述凸耳(26)和所述销(28)的组装形成滑动枢转连接。

3.根据权利要求2所述的平台(6)，其中，所述凸耳(26)附接到所述流动通道(8)，所述销(28)适合于附接到所述带叶片轮(1)的盘(2)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的平台(6)，其中，所述径向保持装置(16，18，20，22)包括上游周向陆部(16)和下游周向陆部(20)，所述上游周向陆部和所述下游周向陆部适合于分别接合在所述带叶片轮(1)的对应的上游护罩(18)和下游护罩(22)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的平台(6)，其中，所述流动通道(8)和所述加强部(10)由复合材料制成。

6.一种带叶片轮(1)的盘(2)和根据权利要求3所述的平台(6)的组件，其中，所述盘(2)接纳所述平台(6)，并且所述盘具有装配件(36)，所述销(28)附接在所述装配件中，所述销适合于以滑动枢转连接来接合在所述平台的凸耳(26)中。

7.一种带叶片轮(1)的盘(2)和根据权利要求4所述的平台(6)的组件，其中，所述盘(2)接纳所述平台(6)，并且包括至少一个适合于接纳所述下游周向陆部(20)的下游护罩(22)以及至少一个适合于接纳所述上游周向陆部(16)的上游护罩(18)。

8.一种涡轮机，所述涡轮机包括至少一个根据权利要求7所述的组件。

9.一种飞行器，所述飞行器包括至少一个根据权利要求8所述的涡轮机。