專利名稱：用于渦輪引擎壓縮機、渦輪引擎定子的定子的角區(qū)部以及包括此區(qū)部的渦輪引擎的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于例如飛機渦輪螺旋槳發(fā)動機或渦輪噴氣發(fā)動機的渦輪引擎中的壓縮機的定子的通常領域。
背景技術：
渦輪引擎中的壓縮機由多個壓縮級組成，每個壓縮級包括安裝在引擎的軸上的移動葉片的環(huán)形行，和安裝在引擎的外環(huán)形殼體上的定子。壓縮機定子可由環(huán)構成，或其可被部分化(即由多個圍繞壓縮機的縱軸端對端周向連接的角區(qū)部組成)。貫穿于本發(fā)明，術語“定子角區(qū)部”(或更簡潔地稱為“定子區(qū)部”)被用來表示定子的任何角區(qū)部，并表示小于或等于360°的角度。每個定子區(qū)部具有同軸設置的外罩和內罩，以及一個(或多個)在所述罩與之間徑向延伸，并經(jīng)其(它們的)徑向端部連接到所述罩上的葉片。在例中，每個定子角區(qū)部均通過為了與殼體中的對應槽相接合而設置在所述區(qū)部的外罩的各軸向端部處的安裝片而安裝在引擎的外環(huán)形殼體中在運轉中，這樣的定子區(qū)部受到高水平的機械應力，包括靜態(tài)應力和振動應力。在現(xiàn)有的定子中，其中葉片的前邊緣和后邊緣連接到外罩的非常厚和非常硬的部分上，這些機械應力基本由連接到定子區(qū)部的外罩的前邊緣和后邊緣區(qū)域承受。由于這些連接區(qū)域較薄，并很結實，因此存在前、后邊緣被損壞甚或毀壞的風險。文獻EP I 811 131介紹了通過減小定子葉片的連接的硬度而減小定子區(qū)部的葉片的前、后邊緣上的應力，以優(yōu)化從葉片向外罩的力的傳遞。為此，葉片的前和/或后邊緣與外罩的比特別連接到安裝片的外罩的區(qū)域剛性小的區(qū)域相連。然而，該方案在葉片的前和后邊緣與外罩相連的連接區(qū)域并不提供葉片的前和后邊緣令人滿意的阻尼器，以有效避免由于振動而造成的葉片斷裂。

發(fā)明內容
本發(fā)明尋求提出一種定子角區(qū)部，其有效限制在運轉中定子區(qū)部的各葉片，特別是在葉片的前和/或后邊緣上所受到的機械應力。此目的通過用于渦輪引擎壓縮機的定子角區(qū)部來實現(xiàn)，所述區(qū)部圍繞一徑向對稱的軸延伸，并包括同軸套設的外罩和內罩；和在所述罩之間徑向延伸并在其徑向端部連接到所述罩上的至少一個葉片；其中所述外罩具有用于將定子角區(qū)部安裝到引擎的殼體上的第一和第二安裝工具，所述第一和第二安裝工具沿相對方向平行于所述軸，并通過一中間部分連接到一起；其特征在于，所述外罩具有從所述中間部分延伸的至少一個軸向端部分，所述軸向端部分具有一自由端，并連接到所述葉片的徑向外端；至少一個阻尼器-形成插件適于與所述端部分相接觸；在超過一給定的用于所述端部分的振幅的值的情況下，所述阻尼器插件和所述端部分適于相對于彼此移動，以改變與所述端部分一起移動的總移動質量，從而改變所述端部分的振動行為。在本申請中，除非有相反的說明，“上游”和“下游”是相對于穿過引擎的正常氣流方向(從上游到下游)而限定。而且，引擎的軸為引擎的徑向對稱軸。軸向對應于引擎的軸沿其延伸的方向，而徑向是垂直于所述軸的方向。同樣，“軸向”平面為包含引擎軸的平面，“徑向”平面為垂直于所述軸的平面。除非有相反說明，形容詞和副詞“軸向的”、“徑向的”、“軸向地”、“徑向地”是參照上述軸向和徑向來使用。最后，除非有相反說明，形容詞“內”和“外”是相對于徑向來使用，其方式為一元件的內部分或面(即徑向內部分或面)比該相同元件的外面或部分(即徑向外面或部分)更接近于引擎軸。在本申請中，術語“軸向端部分”用來指外罩的沿定子區(qū)部的軸向延伸的部分。優(yōu)選地，此部分直接地連接到葉片的為減振的振動活動性所位于的部分。在本發(fā)明中，該阻尼器-形成插件用于在運行中對抗所述端部分的徑行運動，以使與所述端部分相連的葉片的振動水平可被限制。在阻尼器插件與端部分之間的互相作用將在下文中作詳細解釋。在一運轉實例中，該靜止的阻尼器插件壓靠或至少接觸或緊固到所述端部分。對于所述端部分的振幅的第一范圍，該阻尼器插件和該端部分保持互相緊固并共同振動。緊固到該端部分的總移動質量因而對應于該端部分與該阻尼器插件的質量和。然而，所述阻尼器插件并不通過一永久連接件而連接到該端部分。因此，當該端部分達到足夠的振動活動性水平時(即當該端部分的徑向移動到達一限定值時)，于是在慣性的作用下，該阻尼器與該端部分脫離接觸或不再與其緊固。在這種情況下，該阻尼器插件與該端部分分別振動，緊固到該端部分上的總移動質量僅等于該端部分的質量。通過改變緊固到所述端部分上的總移動質量，所述阻尼器插件與振動模式對抗，并改變振動頻率。這防止定子的振動模式進入共振。該阻尼器插件在不對應于其自身共振頻率之一的頻率由一激勵源所激勵，因此所述插件不進入共振，而是有利于對抗定子的罩的運動。在運轉的另一實例中，所述端部分與靜止阻尼器插件之間的接觸是不確定(非永久)的。此脫離接觸可由于例如接觸面磨損而發(fā)生。在這種情況下，對于該端部分的較小水平的振動，緊固到所述端部分的總移動質量小于所述阻尼器插件與所述端部分的質量的和。當所述端部分到達足夠的振動活動性水平時(即當其徑向運動足以克服存在于所述端部分與所述阻尼器插件之間的初始間隙時)，該阻尼器開始壓靠所述端部分，其質量加到該端部分的質量上。再一次，所述緊固到端部分的總移動質量的改變引起振動頻率的改變。正由于此頻率的改變,不再產(chǎn)生任何共振。在本發(fā)明的實施例中，所述端部分與徑向設置在其外側上的大致共軸的舌配合，以限定至少一個向所述外罩的一軸向端敞開的腔。換句話說，該外罩包括，至少在一個軸向端，一個向所述軸向端敞開，并在所述端部分與承載第一和第二安裝工具之一的外徑向舌之間延伸的腔。 在一具體實施例中，所述外罩包括一向該外罩的上游端敞開的上游腔和一向該外罩的下游端敞開的下游腔，至少一個阻尼器-形成插件容納于至少一個所述腔中。在一實施例中，至少一個阻尼器-形成插件可在各腔中設有外罩。應當理解，在這種情況下，所述外罩具有與所述外罩的上游和下游安裝工具相連的中心中間部分，和兩個軸向端部分，一個從所述中間部分向上游延伸，另一個從所述中間部分向下游延伸。在一實施例中，所述外罩制成為單一件。換句話說，所述安裝工具、所述中間部分和所述軸向端部分全部都包括一單一件。該外罩可通過例如鑄造而直接獲得。在另一變化實施例中，其形狀可以是機加工的結果。在另一實施例中，該整個定子區(qū)部可制成為一單一件。換句話說，該由外罩構成的單元、該內罩以及葉片構成單一件結構，該單一件結構易于制造，并比相互組裝的一組幾個零件更結實。在本發(fā)明的一實施例中，所述阻尼器插件為一環(huán)部分，該環(huán)部分適于無間隙地安裝到所述外罩的軸向端部分上。所述環(huán)部分可例如為環(huán)形或大致圓柱形環(huán)的一部分。在一實施例中，至少一個與所述阻尼器插件形狀互補的凹部形成于所述軸向端部分上，形成用于該阻尼器插件的軸向保持工具。在本發(fā)明的一實施例中，所述阻尼器插件包括一彈性的彈簧-形成夾，該夾具有套部分和從所述套部分徑向向外朝向所述外罩的敞開軸向端部延伸的鉤部分，所述套部分適于徑向撐靠所述外罩的端部分，所述鉤部分適于徑向撐靠一與所述端部分相對的表面，例如撐靠所述外罩的徑向-外舌或撐靠所述引擎的殼體的表面。貫穿本申請，“夾”限定為一環(huán)部分，其包括套部分和從所述套部分徑向向外朝向其容納于其中的所述腔的敞開端部延伸的鉤部分。在本發(fā)明的另一實施例中，所述夾的套部分適于撐靠所述外罩的中間部分。更具體說，當外罩具有限定在軸向端部分與徑向外舌之間的腔時，所述夾的套部分適于經(jīng)其朝向腔內側的軸向端部而撐靠所述外罩的將所述端部分與所述徑向外舌連接在一起，并形成所述腔的端壁的中間部分。為此，所述套部分可例如具有一主部分，該主部分大致是一圓柱體的一部分，其可通過一沿徑向向外張開的部分在其軸向端部朝向所述腔的內側延伸。該套部分在其徑向-內面還可包括至少一個凹口。此凹口節(jié)省重量，并使得所述夾與所述外罩的端部分之間的接觸更好地定位。在本發(fā)明的另一實施例中，所述外罩的徑向-外舌具有沿徑向朝向所述腔內側的凸起，所述凸起形成用于所述夾的軸向保持止動件。以此方式，可避免安裝錯誤，因為所述夾是固定在所述外罩的腔內。特別是，所述夾被防止在安裝過程中從腔中脫離并丟失。此結構還使得可避免夾與殼體之間的直接接觸，從而保護殼體。在另一實施例中，所述軸向端部分限定封閉和密封的室或殼的至少一部分，所述室或殼在其中具有重量輕的或阻尼器-形成插件。在例中，該阻尼器插件可以是固體、粉末，特別是金屬粉末，或實際上是液體(或在運轉溫度融化的什么其他材料)。該阻尼器插件優(yōu)選選擇為由密度大的材料制成，例如鋼、鎮(zhèn)、鶴、貧袖等。通常，所述室應被幾乎完全填充，以減小阻尼器插件與該室之間的相對運動。當使用粉末時，其顆粒尺寸優(yōu)選選擇為很細，以避免系統(tǒng)參數(shù)經(jīng)過時間而被改變。運轉模式與上述的一致。阻尼器插件在其與外罩的軸向端部分相接觸的位置與其與所述端部分不再接觸的位置之間運動。然而，在這種情況下，所述端部分可受到沿徑向向外和沿徑向向內方向的錘擊。
通常，在本發(fā)明的所有實施例中，在一葉片中振動的阻尼可總結如下。
所述外罩的軸向端部分在其振動時在第一限定位置與第二限定位置之間運動。
在這兩個位置的至少一個中，所述阻尼器插件與所述端部分相接觸。
在第一和第二位置之間的一中間位置，和/或如果該阻尼器插件與所述端部分僅 在其中一個位置接觸，那么該阻尼器插件在這些位置中的另一位置不與該端部分接觸。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，當緊固到所述端部分的總移動質量等于所述部分的質量加上 所述阻尼器插件的質量時，存在至少一瞬間tl，當所述質量減小到僅該端部分的質量時，存 在至少一瞬間t2。
通過改變所述瞬間tl與t2之間的質量，頻率被改變,使得振動衰減,避免共振。
本發(fā)明還提供一種由上述限定的一個或多個定子角區(qū)部制成的渦輪引擎定子。本 發(fā)明還提供一種包括至少一個這樣的定子的渦輪引擎。


通過閱讀以下本發(fā)明的非限定性實施例，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將呈現(xiàn)。該描 述參照附圖，其中
圖1A為在本發(fā)明的第一實施例中包括至少一個定子角區(qū)部的渦輪引擎壓縮機的 局部縱截面圖1B顯示圖1A中實施例的一種變形；和
圖2A至6C為本發(fā)明其他實施例中定子角區(qū)部的局部軸向截面圖。
具體實施方式
部分圖示于圖1A中的壓縮機10包括多個壓縮級，僅顯示它們中的兩個。每個壓 縮級均包括安裝在由渦輪引擎的轉子軸(未示出)所承載的盤14上的移動葉片12的環(huán)形 排，和由引擎的外殼體20所承載，并由一個或多個端對端周向設置的定子角區(qū)部構成的靜 止的定子18。所述壓縮機的徑向對稱的軸在圖1A中的附圖標記為A。
圖1A中所示的那種定子區(qū)部18具有內罩22和外罩24，例如形成圓柱體的部分， 一個在另一個內延伸，并由一個或多個徑向葉片26連接在一起。每個這些葉片26均具有 凹的或壓力側表面，以及凸的或吸力側表面，所述表面在它們的上游和下游端連接在一起， 以形成用于流過壓縮機10的空氣的前邊緣28和后邊緣30。
所述內罩22在其內側表面上承載一耐磨的涂層32，用于與由轉子軸(未示出)所 承載的徑向凸輪34相配合，以避免氣流在內罩22下的潛在回流。
在圖1A所示的例中，定子區(qū)部18的外罩24制成為單件，并具有葉片26的外徑向 端部連接于其上的徑向-內舌36，和圍繞所述徑向-內舌36同軸的徑向-外舌38，所述舌 由一中間部分40連接在一起。
還在所示的例中，中間部分40位于外罩24的上游端，徑向-內舌36和徑向-外舌 38的上游端直接連接于其上。一向所述外罩36的下游端敞開的腔42因此由所述徑向-內 舌36和徑向-外舌38 (它們形成所述腔的壁)，以及所述中間部分40 (其構成所述腔的端 壁)所限定。
在一未示出的實施例中，也可在所有或僅一些所述定子區(qū)部18的葉片26之間的徑向-內舌36中加工狹槽。在外罩24的各軸向端部，外罩24具有用于將定子區(qū)部18安裝到引擎的殼體20上的工具。在圖1A中，這些安裝工具包括以圓柱體的一部分的形式，并從中間部分40向上游延伸的上游安裝片44，和在所述徑向-外舌38的端部形成，并由大致徑向向外延伸的環(huán)部分48和從所述環(huán)部分48的外徑向端部向下游延伸的圓柱體部分50組成的下游安裝片46。這些安裝片44、46中的每個均用于與殼體20中的對應槽52、54相配合；在此例中，所述徑向-外舌38與中間部分40形成一將安裝片44與46連接在一起的中間部分41。所述徑向-內舌36形成一從中間部分41延伸的軸向端部分，其具有自由端43，并與葉片26的外徑向端相連。應當理解，距離所述安裝片44、46與所述殼體20的槽52、54之間的接合較遠的所述端部分36的剛性大大小于直接與所述片44、46相連的所述外罩24的區(qū)域41的剛性。所述端部分36優(yōu)選盡可能細，以使其更柔軟。應觀察到，在圖3A-5所示的一簡化的變化實施例中，所述下游安裝片還可簡單地由一位于所述徑向-外舌38的端部，并以圓柱體46’的單一部分的形式的部分構成。在本發(fā)明中，所述外罩24的腔42用來容納一阻尼器-形成插件(下文中稱為“阻尼器插件”)。在圖1A所示的示例中，此阻尼器插件為一環(huán)形的環(huán)，用于安裝在一環(huán)形腔中，例如由多個端對端周向相連以形成定子的定子區(qū)部18的各腔42形成。更準確說，對于一給定的定子區(qū)部，阻尼行為由此容納于定子區(qū)部的腔42中，并與該定子區(qū)部延伸過相同角區(qū)部的環(huán)形環(huán)的部分601施加。所述環(huán)形環(huán)可構成為單一的環(huán)形件。作為變形，其可由多個端對端相連，以形成一360°環(huán)的環(huán)部分等同構成。為此，各環(huán)部分可在其兩個徑向端部的每個上包括一鉤形元件，或用于在拉力下將兩個零件固定在一起的任何其他機械連接工具。在一個軸向平面內形狀與所述環(huán)區(qū)部大致互補的一環(huán)形槽部分62設置在所述徑向-內舌36的外側面中，并形成用于所述環(huán)部分601的軸向保持工具。所述環(huán)部分601優(yōu)選無間隙地安裝在所述定子區(qū)部上。然而，其夾緊可在極端環(huán)境中(特別是在緊急模式的共振的瞬間)被優(yōu)化，特別是隨著溫度、零件的差異膨脹等而變化。所述環(huán)部分601作用在外罩24上的阻尼行動發(fā)生如下在靜止時，該環(huán)部分601僅壓靠所述外罩24的徑向-內舌36。不存在阻止該環(huán)部分601作徑向運動的零件。另外，不存在將該環(huán)部分601緊固到徑向-內舌36的焊接、釬焊等類型的永久連接。在運轉中，對于該徑向-內舌超過振幅值的第一范圍，所述環(huán)部分601與所述徑向-內舌36 —起運動(即這兩個零件共同振動)。當所述徑向-內舌36到達振幅的界限時，所述環(huán)部分601與所述徑向-內舌相分離，使得與該徑向-內舌共同移動的總質量改變。此質量的改變和該徑向-內舌剛性的改變導致該零件的共振模式或各共振模式的頻率的改變，該頻率不再對應于激勵源的頻率，并因此削弱。由所述環(huán)部分601的存在所產(chǎn)生的狀態(tài)是一個不穩(wěn)定的狀態(tài)，其具有不連續(xù)分散能的優(yōu)點。圖1B顯示圖1A中實施例的變化，其中所述定子區(qū)部的外罩24不具有軸向腔。
如同上述例中那樣，所述外罩24具有指向上游的第一安裝片44、指向下游的第二安裝片46和連接到該二安裝片44、46并還連接到所述葉片26的頂端部分的中間部分41。在此變化中，所述第二安裝片46沿所述外罩24的軸向朝向外罩24的中間定位，即其位于比上述例中更上游的位置。此例中所述外罩24并不具有外徑向舌。僅連接到所述葉片26的頂端部并面對所述引擎的殼體20的部分的端部分36從所述中間部分41向下游延伸。以上參照附圖1A描述的阻尼器插件601可定位在中間部分41與自由端43之間的此端部分36上，以便以完全相同的方式操作。圖2A和2B顯示本發(fā)明的第二實施例，其中所述阻尼器插件為具有其內側表面的圓柱形環(huán)的部分602，所述內側表面靜止地壓靠在徑向-內舌36的外側面上。與圖1A和IB的實施例對比，此形狀用于增加阻尼器插件與徑向-內舌36之間的支撐面積。圖1A和IB的實施例所共同的所有元件具有相同的附圖標記，為了簡潔而不再描述。阻尼器插件602的操作也與參照圖1A所描述的相同。在圖2A的例中，形狀與環(huán)部分602互補的凹部62’形成在所述徑向-內舌36中。此凹部在所述環(huán)部分602 —旦安裝在腔42中時用于軸向固定該環(huán)部分602。在圖2B所示的優(yōu)選變化實施例中，凹部62’可向外罩24的下游端敞開。這樣的凹部使得在所述環(huán)由于其形狀而相對剛性較大的情況下更容易地沿軸向插入圓柱形環(huán)。在此結構中，該阻尼器插件首先被凹部62’，第二通過環(huán)部分602在組裝后撐靠殼體20，或在一旦環(huán)部分602放置于凹部62’內時至少通過面對環(huán)部分602的軸向端部的殼體的表面的存在而被軸向固定。所述環(huán)部分602與外罩24的徑向-內舌36之間的接觸的定位還可由形成在該環(huán)部分602的徑向-內面中的凹口(未示出)來改進。在其他實施例中，所述阻尼器插件可以是具有任何其他合適截面或質量的環(huán)部分。其沿軸向在腔中的位置也可被優(yōu)化。優(yōu)選地，所述阻尼器插件應定位在外罩的徑向移動最大的區(qū)域中。通常，所述環(huán)應設置為盡可能靠近所述徑向-內舌36的自由邊緣。圖3A顯示本發(fā)明的第三實施例，其中所述阻尼器插件為一彈性彈簧-形成夾604，該彈性彈簧-形成夾在一旦被插入腔42內時便撐靠所述外罩24的徑向-內舌36和徑向-外舌38。如圖3A中可見，夾604在軸向平面中具有小寫字母h形狀的截面，其垂直部分放置在外罩24的徑向-內舌36上。更具體地，夾604為一具有套部分71的環(huán)部分和從所述套部分71沿徑向向外并朝腔42的敞開端部延伸的鉤部分73。所述套部分71和鉤部分73形成以較弱的夾緊力徑向支撐所述外罩24的徑向-內舌36和徑向-外舌38的彈簧。該夾604的柔韌性需要優(yōu)化，以獲得與所述徑向-內舌和徑向-外舌的良好接觸，同時保持足夠的柔韌性以衰減徑向-內舌的振動，這將在下文中詳細說明。所述套部分71具有主部分68，該主部分68為大致圓柱體形式，并在其軸向端部通過沿徑向向外展開的部分72朝向腔42的內側延伸。如圖3A中可見，展開部分72的軸向端面70在安裝后，可撐靠所述腔42的端壁，即撐靠中間部分40，更具體說是撐靠大致在一徑向平面內延伸的中間部分40的面。
所述主部分68的內側面抵靠外罩24的徑向-內舌36。
在所示的例中，形成在主部分68的徑向-內面中的凹口 82也用來實現(xiàn)質量的節(jié) 省并改進夾604與外罩24的徑向-內舌36之間的接觸的定位。
所述套部分71在大約其兩軸向端部的中間延伸所述鉤部分73，該鉤部分73自身 具有構成從主部分68沿徑向向外延伸的環(huán)的一部分的中間部分74，和大致為一個部分的 形式并從環(huán)部分74的徑向-外端朝向所述腔42的外側(在此例中向下游)延伸的端部分 76。
所述鉤部分73的徑向-外面可牢固地撐靠所述徑向-外舌38。
為了確保其牢固地支撐，所述端部分76具有一支撐部分，該支撐部分為額外厚度 的形式，其沿徑向向外延伸，該額外厚度的徑向-外面撐靠所述徑向-外舌38的面對表面。
在圖3A所示的實施例中，所述端部分76由一薄的第一段78和第二段80構成，該 第一段78在柔韌性方面進行了優(yōu)化，并與環(huán)部分74相連；該第二段80形成支撐部分并定 位為延伸所述第一段78,同時具有大于第一段78的徑向-外直徑的徑向-外直徑。該第二 段80的徑向-外面構成適于在一旦夾604已插入腔42中的情況下與外罩24的徑向-外 舌38相接觸的徑向支撐表面。
圖3B顯示一優(yōu)選變化實施例，其中所述端部分76的支撐部分(額外厚度)80定 位為與凹口 82的中間沿軸向大致對正。此結構用來避免夾604翻倒。
夾604可以是環(huán)形的或其可由區(qū)部構成。
當夾604被區(qū)部化時，各角區(qū)部的角可等于、小于或大于夾將安裝于其上的定子 區(qū)部的角。然而，該夾通常將延伸超過所述定子的整個角區(qū)部。
所述鉤部分73可選擇性地為一個或多個“子區(qū)部”的形式，每個子區(qū)部沿周向延 伸超過僅由所述套部分71所占據(jù)的角區(qū)部的一小部分。
更具體說，所述圓柱形部分76可為鉤部分73的一個或多個“子區(qū)部”的形式，每 個子區(qū)部沿周向從僅環(huán)部分74的一小部分延伸。
上述夾604當定子18的角區(qū)部具有小于360°的角時可通過在區(qū)部安裝到引擎的 殼體上之前切向滑動，否則(特別是當定子的角區(qū)部為360°時)通過沿軸向滑動而插入腔 42中。
如圖3A和3B中所示，一旦定子已安裝，夾604就經(jīng)其上游端而接靠腔42的端壁， 并經(jīng)鉤部分73的下游端84接靠所述引擎的殼體20。以此方式，其被軸向定位在腔42內。
在一變化中或另外，所述夾604還可在安裝后經(jīng)所述套部分71的下游端撐靠殼體 20。
在另一變化實施例中，夾604的主部分68可容納在形成于外罩的徑向-內舌中的 凹部中。該夾604于是以圖1、2A和2B中的實施例中的環(huán)部分601和/或602的相同的方 式沿軸向保持。
在另一示例中，圓柱形部分76的額外厚度80可構造為形成在安裝在所述徑 向-外舌38的一對應槽中，以軸向保持所述夾604的過程中適于插入的舌。
所述夾604還可通過增加一安裝在在外罩上的阻擋塊或任何其他止動工具而防 止切向移動。
在靜止時，夾604與外罩24中的腔42的兩壁均接觸，特別是與外罩24的徑向-內舌36相接觸。在運轉中，當所述徑向-內舌的振幅小于一給定限值時，所述夾604和所述徑向-內舌36在保持接觸時振動。當徑向-內舌36達到并超過此振幅限值時，夾604與徑向-內舌36分離，以使與該徑向-內舌36移動的總質量減小。該徑向-內舌36的質量和剛性的此種改變產(chǎn)生共振頻率的改變,因為其不再對應于激勵源的頻率,振動將削弱。下面參照圖4描述第四實施例。在此實施例中，阻尼器插件為具有與參照圖3A和3B所描述的夾604相同結構的夾605。特別是其同樣在一軸向平面中具有一截面，該截面為小寫字母h的形狀，其垂直部分設置在外罩24的徑向-內舌36上。因此不再詳細描述。此第四實施例與圖3A和3B中實施例的區(qū)別僅在于徑向-外舌38直接沿徑向朝腔42的內側承載一凸起86，從而形成用于夾605形式的阻尼器插件的軸向保持止動件。這樣，所述鉤部分73的端部既沿徑向撐靠在所述徑向-外舌38上，又經(jīng)其下游端面84而軸向撐靠所述保持止動件86。該夾605因而軸向固定在外罩24的腔42的內側，并無法從其中脫離，特別是在安裝過程中或在該定子區(qū)部18安裝在所述引擎的殼體20中之前。這些結構還使得可避免夾605與殼體20之間的直接接觸，從而保護該殼體不會由于摩擦而磨損。在此實施例中，夾605通常通過切向滑動而安裝。圖5顯示本發(fā)明的第五實施例。在此實施例中，徑向-外舌38在其徑向-內面上承載一由第一段88和其內直徑小于所述第一段88的內直徑的第二段90構成的軸向保持止動件86’，使得在第一段88與第二段90之間形成一肩部92。如同上述第三和第四實施例中那樣，阻尼器插件為夾606，其在一軸向平面中具有一截面，該截面為小寫字母h的形狀，其垂直部分撐靠在外罩24的徑向-內舌36上。夾606具有套部分71，該套部分與夾604與605的套部分大致相同，并通過一具有沿徑向向外延伸的中間部分74和在此例中為從該中間部分74的徑向-外端向外展開的截頭圓錐形的柔性端部分94的鉤部分73而延伸。由于該端部分94的形狀和其較小厚度，端部分94具有彈性性能，使得其在夾606沿軸向滑動到腔42中時適于與所述軸向保持止動件86’的第二段90柔性配合，并在一旦其經(jīng)過它時適于向外重新部署。一旦夾606安裝在腔42中，則套部分71的上游端面70就撐靠外罩24的中間部分40,該截頭圓錐形部分94的下游端抵靠所述肩部92,其中夾606固定于腔42內。在此實施例中，當夾606為環(huán)形時，有必要提供一用于使分解成為可能的裝置。在例中，如果鉤部分73被切割，并具有花彩或鋸齒，使其被彎曲以在所述軸向保持止動件86的第二段90下被穿過，則有利于分解。在其中定子由多個端對端設置的角區(qū)部構成的特定結構中，在例如具有內鏡孔的區(qū)部的至少一個角區(qū)部上必須設有一可拆卸裝置。在這種情況下，一旦此區(qū)部被移動，則其他區(qū)部可根據(jù)刺刀緊固件的原理通過沿切向滑入構造為使它們能夠被取走的區(qū)域中而更容易地移動。在上述和所顯示的所有實施例中，后邊緣30連接到遠離剛性更大的中間部分的軸向端部分36的端部(在這些例中為其下游端)。所述葉片26的后邊緣30因而連接到外罩24的剛性不很大，無論如何剛性小于葉片的前邊緣28連接于其上的部分的部分上。在所述葉片26的后邊緣30在運轉中受到大于所述前邊緣28所經(jīng)受的運動的徑向運動時，此結構尤其適合。與此相反，可以設想在其下游端具有中間部分41的外罩24。在這種情況下，所述葉片26的前邊緣28將與所述外罩24的剛性不如葉片26的后邊緣30連接于其上的部分的部分(即軸向端部分36的末端)相連。此結構在葉片26的前邊緣28在運轉中受到大于所述后邊緣30所經(jīng)受的運動的徑向運動時尤其適合。還可設想中間部分41位于與外罩24的軸線端部隔開一定距離之處，沿外罩24的軸向優(yōu)選位于大致外罩24的中心。在此情況下，外罩24可例如具有兩個腔，朝外罩的上游端部敞開的上游腔和朝其下游端部敞開的下游腔。外罩的各徑向舌因而由兩對舌構成，上游對和下游對，所述對經(jīng)所述中間部分連接在一起。所述上游腔由上游徑向-內舌的一個部分、上游徑向-外舌的一個部分和所述中間部分所限定。以相同方式，所述下游腔由下游徑向-內舌的一個部分、下游徑向-外舌的一個部分和所述中間部分所限定?？梢栽O想一個或多個阻尼器-形成插件設置在僅一個或兩個腔中。還可設想具有至少一個安裝在外罩的各腔中的阻尼器插件。此結構在葉片26的前邊緣28和后邊緣30均受到高等級的振動行為，使得完全減弱振動模式可分別在前邊緣28和后邊緣30上進入共振時尤其適合。應觀察到，在外罩的一個腔中插入一止動-形成元件在腔的高度和深度較大時是容易的。在圖1A和2A-5中所示的實施例中，用于將定子區(qū)部18安裝在引擎的殼體20上的上游和下游安裝工具44，46和46’因而沿徑向相互偏移。例如，在圖1A中，尤其可以看至IJ，下游安裝片46 (即由徑向-外舌38所承載并位于腔42旁的安裝片)與殼體中的對應槽54之間的接合點增大。此結構使得可增加外罩的高度(沿徑向)，從而增加腔42的高度。當所述腔通過機加工制成時，此結構還使得可增加腔42的深度。由于與機加工相聯(lián)系的限制(特別是與所使用的具體刀具相聯(lián)系的限制)，腔42的高度決定其深度。腔42的高度越高，其可制成的深度越深，由阻尼器可作用到的徑向移動越大。應觀察到，參照圖2A-5所描述的所有阻尼器插件可以相同方式與圖1B中所示的外罩相配合。在此情況下，夾604、605和606撐靠端部分36,還撐靠引擎的殼體20的面對的面。圖6A顯示本發(fā)明的第六個實施例，其中外罩24的端部分36具有至少一個隆起49 (顯示于圖6B中，在下文中將更詳細地描述)，其中室45加工為適于通過被焊接的密封件或帽47而被封閉。室45由徑向-內面45a、徑向-外面45b和橫向側45c所限定。其很大程度由液體、金屬粉末或特殊形狀的固體元件形式的阻尼器插件607所填充。如圖6A中的詳細示圖所示，可觀察到間隙e靜止于阻尼器插件607與室45的徑向-內面45a和徑向-外面45b中的一個(取決于定子區(qū)部的朝向)之間。為了避免泄漏，由帽47所封閉的室45完全不漏。
對于阻尼器插件607，優(yōu)選選擇密度非常大的鋼或鎳類型的材料。
此實施例的操作原理與上述實施例類似。
在所述端部分靜止或具有較小振動的情況下，阻尼器插件607與室45的徑向-內 面與徑向-外面中的一個相接觸。
當所述端部分達到一確定的振幅時，在慣性的作用下，阻尼器插件607移動，以占 據(jù)其不再與室45的徑向-內面45a或徑向-外面45b相接觸的一中間位置。
在那時，與端部分36移動的總質量改變。
此后，一旦總移動質量有更大的變化，則該阻尼器插件607撞擊室45的徑向-內 面45a和徑向-外面45b中的另一個。
通過改變此總質量，阻尼器插件607改變了共振頻率，并因此可長期避免由于振 動疲勞而導致的葉片斷裂。
應觀察到，盡管所述腔可如上所述在外罩的端部分36中直接被加工，也可通過將 形成室45的橫向側45c和徑向-外面45b的不同元件焊接到端部分36上而作為一插件形 成它。在此情況下，僅室45的徑向-內面45a由外罩24的端部分36構成。
圖6B為本實施例中定子區(qū)部的透視圖。在此實施例中，多個葉片在內罩22與外 罩24之間徑向延伸。為了保證軸向端部分36可彎曲，該軸向端部分36優(yōu)選被區(qū)段化，以 使其每個區(qū)段承載一個葉片26。
在所示的示例中，包含阻尼器插件607的室45延伸超過端部分36的一受限的小 部分。以此方式制成的阻尼器從而執(zhí)行局部阻尼。
然而，應觀察到，室45的形狀或方位并不限制于所示的實施例，基本點在于該室 保持位于端部分36的最大局部移動點或接近該點。
圖6C為顯示阻尼器插件607 (因此在此實施例中為室45)優(yōu)選設置為離葉片26 的端部盡可能遠的示意性示圖。
權利要求
1.一種用于渦輪引擎壓縮機的定子角區(qū)部(18)，所述區(qū)部圍繞一徑向對稱的軸(A)延伸，并包括 同軸套設的外罩(24)和內罩(22);和 在所述罩(22，24)之間徑向延伸并在其徑向端部連接到所述罩上的至少一個葉片(26)； 其中所述外罩(24)具有用于將定子角區(qū)部(18)安裝到引擎的殼體(20)上的第一和第二安裝工具(44，46)，所述第一和第二安裝工具沿相對方向平行于所述軸，并通過一中間部分(41)連接到一起； 其特征在于，所述外罩(24)具有從所述中間部分(41)延伸的至少一個軸向端部分(36)，所述軸向端部分具有一自由端(43)，并連接到所述葉片(26)的徑向-外端部；至少一個阻尼器-形成插件(601，602，603，604，605，606，607)適于與所述端部分(36)相接觸； 在超過用于所述端部分(36)的振幅的一給定值的情況下，所述阻尼器插件出01，602，603,604,605,606,607)和所述端部分(36)適于相對于彼此移動，以改變與所述端部分(36) 一起移動的總移動質量，從而改變所述端部分(36)的振動行為。
2.根據(jù)權利要求1所述的定子角區(qū)部，其中所述外罩至少在一個軸向端部包括一朝向所述軸向端部敞開的腔(42)，所述腔(42)在所述端部分(36)與承載所述第一和第二安裝工具(44，46)之一的外徑向舌(38)之間延伸。
3.根據(jù)權利要求2所述的定子角區(qū)部，其中所述外罩(24)包括一向該外罩的上游端敞開的上游腔和一向該外罩的下游端敞開的下游腔，至少一個阻尼器-形成插件容納于至少一個所述腔中。
4.根據(jù)權利要求1-3中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中所述外罩(24)制成為單一件。
5.根據(jù)權利要求1-4中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中所述阻尼器-形成插件為一適于無間隙地安裝在所述外罩的端部分(36)上的環(huán)部分(601，602)。
6.根據(jù)權利要求5所述的定子角區(qū)部，其中所述環(huán)部分￠01)為一環(huán)形環(huán)的一部分。
7.根據(jù)權利要求5所述的定子角區(qū)部，其中所述環(huán)部分(602)為一大致圓柱形的環(huán)部分。
8.根據(jù)權利要求1-7中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中至少一個與所述阻尼器-形成插件形狀互補的凹部形成于所述端部分(36)上，形成用于該阻尼器插件的軸向保持工具。
9.根據(jù)權利要求1-4中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中所述端部分(36)至少限定部分具有設置于其中的阻尼器-形成插件￠07)的無漏損的室(45)。
10.根據(jù)權利要求9所述的定子角區(qū)部，其中所述阻尼器-形成插件￠07)為粉末。
11.根據(jù)權利要求10所述的定子角區(qū)部，其中所述阻尼器-形成插件￠07)為液體。
12.根據(jù)權利要求1-4中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中所述阻尼器插件包括一彈簧-形成夾出04，605，606)，該夾具有套部分(71)和從所述套部分(71)徑向向外朝向所述外罩的敞開軸向端部延伸的鉤部分(73)，所述套部分(71)適于徑向撐靠所述外罩(24)的端部分(36)，所述鉤部分(73)適于徑向撐靠一與所述端部分(36)相對的表面。
13.根據(jù)權利要求12所述的定子角區(qū)部，其中所述套部分(71)適于撐靠所述外罩(24)的中間部分(41)。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的定子角區(qū)部，其中所述套部分(71)在其徑向-內面包括至少一個凹口(82)。
15.根據(jù)權利要求12-14中任何一項所述的定子角區(qū)部，其中所述外罩(24)的徑向-外舌(38)具有沿徑向朝向所述腔(42)的內側的凸起(86)，所述凸起(86)形成用于所述夾￠05,606)的軸向保持止動件。
16.一種由根據(jù)權利要求1-15中任何一項所述的一個或多個定子角區(qū)部構成的渦輪引擎定子。
17.—種包括根據(jù)權利要求16的至少一個定子的渦輪引擎。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于渦輪引擎壓縮機的定子角區(qū)部(18)，所述區(qū)部包括外罩(24)和內罩(22)；和在所述罩(22，24)之間徑向延伸的至少一個葉片(26)，其中所述外罩(24)具有用于將定子角區(qū)部(18)安裝到引擎的殼體(20)上的第一和第二安裝工具(44，46)，所述工具沿相對方向平行于所述軸，并通過一中間部分(41)連接到一起。所述外罩(24)具有從所述中間部分延伸的至少一個軸向端部分(36)，至少一個阻尼器-形成插件(601)適于與所述端部分(36)相接觸，在超過用于所述端部分(36)的振幅的一給定值的情況下，所述阻尼器插件(601)和所述端部分(36)適于相對于彼此移動，以改變與所述端部分(36)一起移動的總移動質量，從而改變所述端部分(36)的振動行為。
文檔編號F01D25/24GK103038455SQ201180040040
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者伊馮·克羅瑞克 申請人:斯奈克瑪