專利名稱：軸向壓縮機的減小的單塊體的多級鼓輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸向渦輪機的壓縮機鼓輪(compressor drum)，更具體地說，涉及這種壓縮機的轉(zhuǎn)子級，該鼓輪可由與不同的轉(zhuǎn)子級相應(yīng)的幾個部件的組件構(gòu)成。再具體地說，本發(fā)明涉及軸向渦輪機的壓縮機鼓輪的結(jié)構(gòu)措施，這些措施意在具體地減小該鼓輪。
背景技術(shù)：
一般地，壓縮機鼓輪為相對于其與渦輪機軸線相應(yīng)的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)的大致對稱的中空體。根據(jù)流動形式，該中空體一般為橢圓或卵形線形狀。幾排葉片固定在鼓輪上形成不同的轉(zhuǎn)子級，而每一個轉(zhuǎn)子級與由一排定子葉片構(gòu)成的定子級配合，這樣，每一對轉(zhuǎn)子和定子級形成壓縮機的一個壓縮級。由轉(zhuǎn)子葉片作用在鼓輪上的離心應(yīng)力非常大，特別是當(dāng)鼓輪直徑大和/或回轉(zhuǎn)速度高時。壓縮機設(shè)計者經(jīng)常擔(dān)心如何實現(xiàn)在注意減小鼓輪至最大的同時保證鼓輪和葉片的滿意的機械阻力。在美國專利文件4784572中表示了傳統(tǒng)的設(shè)計。除了與定子環(huán)箍的磨損材料配合的密封件以外，該鼓輪由基本上光滑的幕幛(veil)構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)表面上裝有增強件。這些增強件形成該鼓輪的一個整體部分，并為內(nèi)部肋的形式，該肋的厚度在它朝向該鼓輪內(nèi)部的末端處較大。因為其形狀，這些增強件通常稱為“韭蔥”。因為它們又大又重，這些增強件明顯加大該鼓輪的重量。后者是兩個趨向之間優(yōu)化的結(jié)果，即增加材料以提高鼓輪的剛性的趨向和限制在鼓輪上增加材料的趨向，這是因為離心力與考慮這種增加材料因該材料遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)軸線而造成更嚴(yán)重后果的緣故。轉(zhuǎn)子葉片裝有一系列的圓形肋，它們可擴散焊接在鼓輪的幕幛的外表面上。這些肋均分鼓輪的剛性。這些肋還可使轉(zhuǎn)子葉片與定子葉片水平一致。在這個文件中提出的結(jié)構(gòu)從剛性觀點來看是有趣的，但太笨重，對壓縮機本身的重量是不利的。專利文件WBC2-059-819A提出了一種壓縮機鼓輪并試圖提出一種減小的鼓輪結(jié)構(gòu)。該鼓輪主要由一系列通過擴散裝配的部分構(gòu)成。該鼓輪包括幕幛，該幕幛在幕幛的容納轉(zhuǎn)子葉片的地方的右側(cè)上裝有內(nèi)部肋。該幕幛在其外表面上包括一對肋，每一個部分可容納一排葉片。這一對肋形成一個U形截面的容器，可容納特別設(shè)計與這個容器配合的葉片的根部。借助插入銷子通過U形的翼和葉片根部的翼來實現(xiàn)固定。這個結(jié)構(gòu)肯定能提供良好的剛度，但在連接葉片根部和該容器方面有一定的幾何公差，而且因為肋和連接銷子的關(guān)系的緣故，質(zhì)量大。由本申請的提出人提出的，還沒有公布的歐洲專利申請0817^23. 0號表示一個減小的壓縮機鼓輪，它除了包括幕幛之外，還包括一系列容納一排轉(zhuǎn)子葉片的部分，這些部分相對于該幕幛升高。確定流體流的這些部分的外表面帶有一系列的孔，這些孔的每一個可容納一個葉片平臺。再將該平臺與壁焊接。這些孔在確定空氣動力學(xué)流體流的幾乎整個表面上沿縱向延伸。在壁部分上鉆出的這些孔不好，因為它們部分地削弱該壁部分。
本發(fā)明旨在提出消除上述至少一個已知缺點的壓縮機鼓輪轉(zhuǎn)子級或鼓輪，更具體地說，本發(fā)明旨在提出減小的壓縮機鼓輪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由軸向渦輪機壓縮機鼓輪轉(zhuǎn)子級構(gòu)成，上述壓縮機在根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線大致定向的方向上與流體流交叉，該轉(zhuǎn)子級包括相對于回轉(zhuǎn)軸線大致回轉(zhuǎn)對稱并形成一個中空體的壁，上述壁包括幕幛和支承一排葉片并與該幕幛整體地形成的環(huán)形區(qū)域；每一個上述的葉片具有前緣和后緣；其特征在于，上述環(huán)形區(qū)域包括相對于上述幕幛升高的中心部分，其外表面確定該葉片之間的流體流并全部在一個塊體中，并且在從上述中心部分的上游邊緣至該排葉片的前緣和/或從上述中心部分的下游邊緣至該排葉片的后緣的上述環(huán)形區(qū)域的圓周上整體地形成。這個結(jié)構(gòu)可以得剛性的且減小的壓縮機鼓輪。事實上，升高葉片的支承區(qū)域在葉片排下的壁上，即應(yīng)力最大的地方形成鎖緊肩或半盒。另外，在確定流體流的中心部分上形成連續(xù)的表面可避免削弱如此形成的鎖緊肩。與傳統(tǒng)技術(shù)比較，這個結(jié)構(gòu)用支承葉片區(qū)域上的壁的特別形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的緊固件，如螺釘和螺母以及笨重的“韭蔥(leeks)”。鎖緊肩或半盒的內(nèi)表面優(yōu)選沒有只用作增強和增加笨重性的例如“韭蔥”形式的肋。該葉片可以與轉(zhuǎn)子整體地形成或焊接在其表面上。另外，葉片的底面部分可與轉(zhuǎn)子整體地形成，然后把葉片的其余部分焊接在這個部分上。中心部分全部在一個塊體中和在從上述中心部分的上游邊緣至該排葉片的前緣， 和/或從上述中心部分的下游邊緣至該排葉片的后緣的上述環(huán)形區(qū)域的圓周上整體地形成的特性肯定是有興趣的，但不是最重要的。這些特性可以將本發(fā)明與還沒有公布的可成為潛在的干擾的歐洲專利申請相區(qū)別。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，該環(huán)形區(qū)域的中心部分的外表面，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線的不同，在上述表面的長度上，一般為光滑的，優(yōu)選大致圓柱形的、錐形的或凸起的形式。該中心部分的外表面的相同結(jié)構(gòu)的優(yōu)點為可保證良好的空氣動力學(xué)特性。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，每一個葉片的至少一部分，優(yōu)選是全部與該環(huán)形區(qū)域整體地形成。另外，可將葉片的基座焊接在該環(huán)形區(qū)域上?？梢岳煤附訋в谢虿粠в信c葉片整體形成的平臺的各種形式的連接。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該環(huán)形區(qū)域包括與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直或傾斜的，優(yōu)選與回轉(zhuǎn)軸線的平均角度超過40°的連接該中心部分和該幕幛的至少一個剛性元件部分。這個剛性元件部分可以為從該幕幛突出并連接支承區(qū)域的簡單的肋。根據(jù)各種尺寸參數(shù)，對一排葉片只可以形成一個中心的剛性元件部分，以保證該幕幛和該環(huán)形區(qū)域之間的連接。在這種情況下，該剛性元件部分可為與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直的肋形式，而該環(huán)形區(qū)域為帶形式。該幕幛在該剛性元件右側(cè)的內(nèi)表面上沒有剛性元件。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該環(huán)形區(qū)域包括連接該中心部分與幕幛的上游的上游剛性元件部分和連接該中心部分與幕幛的下游的下游剛性元件部分。保證中心部分和幕幛的連接的兩個剛性元件的存在可保證葉片的環(huán)形支承區(qū)域的最優(yōu)的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該剛性元件部分或至少一個剛性元件部分與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直或以對回轉(zhuǎn)軸線大于40°的，優(yōu)選大于50°的平均角度傾斜。一個或兩個
5剛性元件部分的傾斜可以改善鼓輪的縱向剛度，因而可改善鼓輪的縱向動態(tài)。這個措施可以控制相對于轉(zhuǎn)子和定子元件之間的功能游隙的振動模態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該中心部分的內(nèi)表面和該環(huán)形區(qū)域上游和下游的部分形成向著轉(zhuǎn)子級的中空體內(nèi)部的開放的環(huán)形空腔。這個措施形成可在減小材料消耗的同時，保證增強的鎖緊肩的最優(yōu)形式。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該環(huán)形區(qū)域在通過回轉(zhuǎn)軸線的平面中的截面輪廓為大致U形，其開口朝向回轉(zhuǎn)軸線。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該剛性元件部分或至少一個剛性元件部分從該幕幛向著該中空體的內(nèi)部突出。這些突出的部分很好地增加剛性元件部分的剛度。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，在與回轉(zhuǎn)軸線垂直的方向上，上游的剛性元件部分與該環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接粗略地與該排葉片的前緣和上述中心部分相交處齊平，和/或在與回轉(zhuǎn)軸線垂直的方向上，下游的剛性元件部分與上述環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接粗略地與該排葉片的后緣和上述中心部分相交處齊平。這種設(shè)計可以優(yōu)化回轉(zhuǎn)中葉片產(chǎn)生的應(yīng)力的接收。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，該上游和/或下游的剛性元件部分與該支承區(qū)域的中心部分的連接分別設(shè)在上述中心部分的上游和/或下游邊緣的后面，使上述中心部分的上游和/或下游邊緣突出。連接部分設(shè)在該中心部分的相應(yīng)邊緣稍后可以限制在葉片中的應(yīng)力集中。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，上游的剛性元件部分與該環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接設(shè)在該排葉片的前緣與上述中心部分的相交點的下游后面，和/或下游的剛性元件部分與上述環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接設(shè)在該排葉片的后緣與上述中心部分的相交點的上游后面。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線，該中心部分從葉片排的前緣延
伸至其后緣。根據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線，該中心部分優(yōu)選唯一地從葉片排的前緣的接合處延伸至其后緣的接合處。本發(fā)明還由包括至少一個級，優(yōu)選是如前所述的幾個級的軸向渦輪機壓縮機鼓輪構(gòu)成。禾Ij用說明和圖可以更好地理解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。


圖1為包括帶有根據(jù)本發(fā)明的幾個轉(zhuǎn)子級的鼓輪的壓縮機的部分橫截面圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明的可替換的第一轉(zhuǎn)子級的部分橫截面圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明的可替換的第二轉(zhuǎn)子級的部分橫截面圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明的可替換的第三轉(zhuǎn)子級的部分橫截面圖，圖5為根據(jù)本發(fā)明的可替換的第四轉(zhuǎn)子級的部分橫截面圖，圖6為根據(jù)本發(fā)明的可替換的第五轉(zhuǎn)子級的部分橫截面圖，
具體實施方式
圖1表示包括根據(jù)本發(fā)明的鼓輪或轉(zhuǎn)子(drum or rotor)的壓縮機。它是轉(zhuǎn)子2 和定子8的橫截面圖。該鼓輪2由圍繞著回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)的大致對稱的壁4構(gòu)成，該壁4形成橢圓形或卵形線形的中空體。該壁4包括確定鼓輪總體形狀的幕幛。為了說明簡單起見，圖1只表示轉(zhuǎn)子2和定子組的上半部，其另一下半部相對于回轉(zhuǎn)軸線與上半部對稱。對定子8也同樣。根據(jù)圖1所示，定子8和轉(zhuǎn)子2形成氣流從左至右運動和壓縮的環(huán)形通道。 為了這個目的，轉(zhuǎn)子2包括鼓風(fēng)機10(在圖的最左邊部分地示出)和三個平行排的葉片14。 這些葉片14剛性地固定在鼓輪2上并與它一起轉(zhuǎn)動。在多排轉(zhuǎn)子葉片14之間設(shè)置多排校正葉片12。這些校正葉片12的最上端剛性地固定在定子8的壁6上。每一排葉片12形成一個校正柵格，其作用是校正直接從上游的一排轉(zhuǎn)子葉片14來的流體流動。一排轉(zhuǎn)子葉片與直接在下游的一排定子葉片組合形成壓縮機的一個級。例如，在圖1的情況下，壓縮機由三個級構(gòu)成。一排定子葉片放置在鼓風(fēng)機10和第一排轉(zhuǎn)子葉片14之間。這排葉片校正由鼓風(fēng)機10產(chǎn)生的流體流動。在圖1中看出，校正葉片12固定在形成定子8的壁6的外部環(huán)箍上。每一排定子的葉片的最下端分別埋入內(nèi)部環(huán)箍18中。每一個內(nèi)部環(huán)箍18的尺寸使得定子葉片之間連接并與轉(zhuǎn)子2緊配合。事實上，每一個環(huán)箍在其內(nèi)表面上包括脆性材料，術(shù)語更通常稱為 “磨損的”，該材料如其名字所啟示，其具有挖空通路并在與轉(zhuǎn)子的幕幛的密封件16摩擦的過程中形成迷宮的能力。這些密封件16為相對于內(nèi)部環(huán)箍18分別設(shè)在轉(zhuǎn)子2的外表面上的圓形肋。這些肋在與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)軸線大致垂直的平面上延伸，并形成點形式的外部邊緣， 可以與磨損材料接觸，在減小接觸表面，因而減小摩擦力的同時，保證一定的不可滲透性。圖1所示的鼓輪或轉(zhuǎn)子是單塊體的，即其壁4全部在一個塊體中形成。轉(zhuǎn)子葉片 14，至少其根部或底部也與壁4整體地形成。雖然在圖中看不出，每一個轉(zhuǎn)子葉片可由與轉(zhuǎn)子整體地形成的底部和優(yōu)選可用任何傳統(tǒng)的連接方法，例如焊接與底部固定的頂部構(gòu)成。 轉(zhuǎn)子的壁4由金屬材料，例如鈦制成。首先，用鍛造粗加工，再機加工。壁4包括形成凸出的大致圓柱形或橢圓或卵形線形并支承密封件6的幕幛。除了幕幛以外，該壁還包括支承轉(zhuǎn)子葉片的區(qū)域。這些區(qū)域具有特殊的幾何形狀，以優(yōu)化轉(zhuǎn)子的剛度及其質(zhì)量。轉(zhuǎn)子包括用同樣方法構(gòu)成的三個這些區(qū)域。這樣，更詳細(xì)地說明第一排轉(zhuǎn)子葉片的支承區(qū)域，這個說明也可應(yīng)用于轉(zhuǎn)子的其他級。壁4的支承區(qū)域為環(huán)形形式，并基本上由與回轉(zhuǎn)軸線垂直的肋形式的壁的兩個部分20和22與支承該排葉片的中心部分21構(gòu)成。中心部分21相對于形成該幕幛的鄰近的壁升高。在與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直并向著中空體外側(cè)取向的方向上的這個升高，使該中心部分21的外表面處于鄰近確定流體流的環(huán)箍18的內(nèi)表面的水平。因為密封件的高度和環(huán)箍的必要厚度，環(huán)箍的這些內(nèi)表面離該幕幛一個距離。確定流體流的環(huán)形區(qū)域的中心部分21 和環(huán)箍的內(nèi)表面因此大致補償和對淮，以保證流動盡可能少受擾動。一般而言，環(huán)形支承區(qū)域的中心部分21是大致直立的或橫截面稍微彎曲的，與轉(zhuǎn)子的流體流的一般形式相適應(yīng)。這個中心部分基本上為環(huán)形形式，葉片根部與它整體地形成。該中心部分在縱向方向的長度基本上與在這個方向的葉片根部及其連接的寬度相應(yīng)。 這樣，中心部分21構(gòu)成葉片排的大致環(huán)形平臺。肋形式的上游橫向部分20和下游橫向部分22連接這個平臺和該幕幛的其余部分。在回轉(zhuǎn)軸線的方向上，葉片的環(huán)形支承區(qū)域在該中空體內(nèi)形成環(huán)形空腔，并向著后者開放。在通過回轉(zhuǎn)軸線的平面上，該環(huán)形區(qū)域的截面大致為“U”形輪廓，其開口朝向回轉(zhuǎn)軸線。上游橫向部分20和下游橫向部分22與中心部分的連接使它們離由該中心部分形成的平臺的相應(yīng)末端一定距離。該上游部分20與該中心部分21的連接粗略地與葉片的前緣齊平(與回轉(zhuǎn)軸線垂直)，更精確地說，與葉片前緣的延伸和該平臺的交點齊平。同樣的情況適用于壁下游的部分以及葉片后緣。這樣，由該中心部分形成的平臺具有突出的上游側(cè)邊緣和同樣突出的下游側(cè)邊緣。這個結(jié)構(gòu)可以優(yōu)化由葉片產(chǎn)生的離心應(yīng)力的接管。葉片在其所有寬度上都笨重，因此抑制該平臺離其上游和下游邊緣一定距離可以避免在連接處的應(yīng)力集中。另外，這些結(jié)構(gòu)措施可在該上游邊緣和該幕幛之間，以及同樣在該下游邊緣和該幕幛之間設(shè)置一定空間，這個空間可使轉(zhuǎn)子和定子葉片排較靠近，從而減小壓縮機的總重量。該環(huán)形區(qū)域的壁上游部分20和下游部分22從該幕幛向著該中空體內(nèi)部突出，形成在該中空體中的內(nèi)部肋M和26。這可以增強轉(zhuǎn)子并具有它們的塊體從幕幛稍靠后設(shè)置并更接近回轉(zhuǎn)軸線的優(yōu)點。應(yīng)當(dāng)指出，葉片根部不是必需與轉(zhuǎn)子整體地形成。可以設(shè)置帶有開口的光滑的支承區(qū)域，以保證或增強以后對葉片的固定。在該支承區(qū)域中，在該中心部分21的外表面上可簡單地將葉片根部與支承區(qū)域焊接。葉片的根部還可具有可與固定平臺相比較的表面， 以便插入環(huán)形區(qū)域相應(yīng)的開口中，再焊接。在這種情況下，這個平臺的尺寸可以很理想地減小，即其中心基本上在葉片上并且與前緣與后緣離開一定距離。還應(yīng)指出，轉(zhuǎn)子壁不是必需制成一個件?？梢韵Ｍ麑讉€部分裝配在一起。這種結(jié)構(gòu)可以減小機加工的材料，因為首先可通過鍛壓使毛坯形狀更接近最終的形狀。從而可減小機加工除去的材料損失，以及減小機加工時間。圖2表示轉(zhuǎn)子的環(huán)形支承區(qū)域的可替換的第一個結(jié)構(gòu)。箭頭表示流體流動的方向。在圖1的轉(zhuǎn)子的各個級中，該第一個結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不同，主要是該上游橫向部分20和下游橫向部分22通過倒圓角與該幕幛連接，不再從該幕幛向著該中空體內(nèi)部突出。壁倒圓角的優(yōu)點是可減小該橫向部分和該幕幛之間連接處的應(yīng)力集中。減小應(yīng)力集中可實現(xiàn)圖1 設(shè)計中的內(nèi)部肋。上游的側(cè)壁部分20和下游的側(cè)壁部分22與該平臺或中心部分21的連接離開相應(yīng)的上游邊緣30和下游邊緣32 —定距離，并稍微向著由前緣27和后緣觀的垂直形成的空腔內(nèi)部靠后設(shè)置。圖3表示轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)形支承區(qū)域的可替換的第二個結(jié)構(gòu)。箭頭表示流體的流動方向。這個結(jié)構(gòu)與圖1的結(jié)構(gòu)的區(qū)別主要在于上游側(cè)壁部分20和下游側(cè)壁部分22相對于回轉(zhuǎn)軸線的垂直線傾斜。這個傾斜的優(yōu)點是，在享有圖1的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點時，可以根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線控制鼓輪的剛度。因為根據(jù)這個方向的一定的振動模態(tài)，該轉(zhuǎn)子實際上可為縱向振動動態(tài)特性。在支承區(qū)域上的一個或另一個側(cè)壁部分的傾斜可以保持足夠的縱向剛度。這個措施是有用的，因為在上游邊緣30或下游邊緣32與內(nèi)部環(huán)箍的相鄰邊緣之間的機械游隙減小。圖4為轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)形支承區(qū)域的可替換的第三個結(jié)構(gòu)。箭頭表示流體流動的方向。這主要是圖2和3的設(shè)計的組合，即其特征在于，上游橫向部分20和下游橫向部分22 如圖3那樣傾斜，并如圖2那樣，利用倒圓的部分與該幕幛連接。因此，這個結(jié)構(gòu)具有圖2 和3的實施例組合的優(yōu)點。
圖5表示轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)形支承區(qū)域的可替換的第四個結(jié)構(gòu)。箭頭表示流體的流動方向。這個結(jié)構(gòu)相應(yīng)于圖4的結(jié)構(gòu)，差別是，一個橫向部分，例如下游部分22與回轉(zhuǎn)軸線垂直而不傾斜。在這種情況下，下游橫向部分22不與該幕幛連接。這個結(jié)構(gòu)對最后一排葉片是好的。它可以在徑向應(yīng)力大時保持剛性，同時保證必要的縱向剛性。圖6表示轉(zhuǎn)子葉片的支承區(qū)域的可替換的第五個結(jié)構(gòu)。箭頭表示流體的流動方向。這個結(jié)構(gòu)與圖1所示的結(jié)構(gòu)連接，但內(nèi)部肋對和沈不再向著回轉(zhuǎn)軸線突出，而現(xiàn)在是在縱向方向一個向著另一個。重要的是指出，轉(zhuǎn)子葉片的支承區(qū)域的各種可替換的結(jié)構(gòu)純粹是說明性的而不是限制性的。因此，根據(jù)本發(fā)明可有其他相似的結(jié)構(gòu)。另外，應(yīng)當(dāng)注意，每一個轉(zhuǎn)子級可具有根據(jù)各種尺寸參數(shù)對該轉(zhuǎn)子級是特定的葉片的環(huán)形支承區(qū)域的結(jié)構(gòu)。在以上給出的本發(fā)明的說明中，構(gòu)成該幕幛和轉(zhuǎn)子級的環(huán)形支承區(qū)域的壁構(gòu)造成一體。雖然，這個實施例似乎是最實際的，但應(yīng)指出，本發(fā)明可允許轉(zhuǎn)子級的壁由例如用焊接裝配的幾個壁部分構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種軸向渦輪機壓縮機鼓輪轉(zhuǎn)子級，上述壓縮機與在大致根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線取向的一個方向上的流體流交叉，該轉(zhuǎn)子級包括相對于回轉(zhuǎn)軸線大致回轉(zhuǎn)對稱的并形成中空體的壁G)，上述壁包括幕幛和支承一排葉片(14)并與該幕幛整體地形成的環(huán)形區(qū)域(20，21， 22)；每一個上述葉片具有前緣06)和后緣(觀)，其特征在于，上述環(huán)形區(qū)域包括相對于上述幕幛升高的中心部分(21)，其外表面確定葉片(14)之間的流體流，并作為在從上述中心部分的上游邊緣(30)至葉片(14)的排的前緣06)和/或從上述中心部分的下游邊緣(3 至該排葉片的后緣08)的上述環(huán)形區(qū)域的圓周上的一個塊體。
2.如上述權(quán)利要求的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線的不同，該環(huán)形區(qū)域的中心部分的外表面，在上述表面的長度上，一般為光滑的，優(yōu)選大致圓柱形的、錐形的或凸起的形式。
3.如上述權(quán)利要求中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，每一個葉片(14)的至少一部分， 優(yōu)選是全部與該環(huán)形區(qū)域00,21,2 整體地形成，或者每一個葉片(14)焊接到上述環(huán)形區(qū)域 Q0，21，22)。
4.如上述權(quán)利要求中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該環(huán)形區(qū)域包括與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直或傾斜的、優(yōu)選與回轉(zhuǎn)軸線的平均角度超過40°的連接該中心部分和該幕幛的至少一個剛性元件部分00，22)。
5.上述權(quán)如利要求中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該環(huán)形區(qū)域包括連接該中心部分 (21)與幕幛的上游的上游剛性元件部分OO)以及連接該中心部分與幕幛的下游的下游剛性元件部分02)。
6.如權(quán)利要求4或5中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該剛性元件部分(20，22)或至少一個剛性元件部分與回轉(zhuǎn)軸線大致垂直或以對回轉(zhuǎn)軸線大于40°的、優(yōu)選大于50°的平均角度傾斜。
7.如權(quán)利要求5或6中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該中心部分的內(nèi)表面以及該葉片排的支承區(qū)域的上游OO)和下游0 部分，形成向著轉(zhuǎn)子級的中空體內(nèi)部的開放的環(huán)形空腔。
8.如權(quán)利要求5或7中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該環(huán)形區(qū)域O0，21，22)在通過回轉(zhuǎn)軸線的平面中的截面輪廓大致為U形，其開口朝向回轉(zhuǎn)軸線。
9.如權(quán)利要求4-8中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該剛性元件部分(20，22)或至少一個剛性元件部分從該幕幛向著該中空體的內(nèi)部突出。
10.如權(quán)利要求5-9中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，在與回轉(zhuǎn)軸線垂直的方向上，上游的剛性元件部分OO)與該環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接粗略地與該排葉片的前緣 (27)和上述中心部分相交處齊平，和/或在與回轉(zhuǎn)軸線垂直的方向上，下游的剛性元件部分0 與上述環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接粗略地與該排葉片的后緣08)和上述中心部分相交處齊平。
11.如權(quán)利要求5-10中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，該上游OO)和/或下游02) 的剛性元件部分與該環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接分別設(shè)在上述中心部分的上游 (30)和/或下游(3 邊緣的后面，使上述中心部分的上游和/或下游邊緣突出。
12.如權(quán)利要求5-11中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，上游的剛性元件部分OO)與該環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接設(shè)在該排葉片的前緣(XT)與上述中心部分的相交點的下游后面，和/或下游的剛性元件部分0 與上述環(huán)形區(qū)域的中心部分的連接設(shè)在該排葉片的后緣08)與上述中心部分的相交點的上游后面。
13.如上述權(quán)利要求中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線，該中心部分從葉片排的前緣(XT)延伸至后緣08)。
14.如上述權(quán)利要求中任一項的轉(zhuǎn)子級，其特征在于，根據(jù)回轉(zhuǎn)軸線，該中心部分優(yōu)選唯一地從葉片排的前緣(XT)的接合處延伸至其后緣08)的接合處。
15.軸向渦輪機壓縮機轉(zhuǎn)子0)，包括根據(jù)上述權(quán)利要求中一項的至少一個級，優(yōu)選幾個級。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸向渦輪機壓縮機鼓輪(2)的轉(zhuǎn)子級。該轉(zhuǎn)子級包括圍繞回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)對稱的壁(4)。該壁(4)包括確定該壓縮機鼓輪的大致形狀和支承一排葉片(14)的環(huán)形區(qū)域(20，21，22)的幕幛，上述區(qū)域與該幕幛整體地形成。這個區(qū)域具有特定的形狀，其確定流體流的外表面相對于該幕幛升高。這個區(qū)域的橫截面為“U”形，其開放部分朝向回轉(zhuǎn)軸線。該環(huán)形區(qū)域包括兩個壁部分，一個上游部分(20)和一個下游部分(22)，保證與該幕幛的連接和用作剛性元件。這些部分優(yōu)選與回轉(zhuǎn)軸線垂直或相對于垂直線傾斜。每一個上游(20)和下游(22)的壁部分與該支承區(qū)域的中心部分(21)的連接離該中心部分(21)的相應(yīng)邊緣有一個距離，以避免應(yīng)力集中。
文檔編號F04D29/26GK102192186SQ201110059219
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者米歇爾.沃拉索夫斯基 申請人:航空技術(shù)空間股份有限公司