[发明专利]低压涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及用于涡轮机组的低压涡轮机，所述涡轮机具有通过传动锥体与涡轮轴相连接的装有叶片的圆盘，该传动椎体用于轴向定位涡轮圆盘、传递传动扭矩以及支撑多种密封元件。

背景技术

所述涡轮圆盘通过齿样环形凸缘紧固在所述传动锥体上，所述齿样环形凸缘分别位于所述涡轮圆盘的内周缘以及所述传动锥体的外周缘上，并且所述齿样环形凸缘包括交替的凹陷部分和实心部分，所述凹陷部分用于减轻重量，而所述实心部分具有用于穿过紧固元件(诸如螺栓)的小孔。

通常地，所述齿样凸缘的实心部分通过凸形连接片加以限定，该凸形连接片通过凹形连接片分别与涡轮圆盘的内周缘或传动锥体的外周缘相连接。

在所述涡轮机组运转过程中，传动转矩通过传动锥体从所述涡轮圆盘传递到所述涡轮轴，这使得应力被集中在所述齿样凸缘的实心部分的底部，从而导致这些实心部分被折断的风险，所述齿样凸缘的每一个实心部分一侧的应力为牵引应力，而另外一侧的应力为压缩应力。

发明内容

本发明的一个特别目的是为了避免现有技术中的缺陷。

为此目的，本发明提出一种用于涡轮机组的低压涡轮机，所述涡轮机包括通过传动锥体与涡轮轴相连接的装有叶片的圆盘，所述装有叶片的圆盘以及传动锥体分别在其内周缘和外周缘处包括有齿样环形凸缘，每个齿样环形凸缘通过交替的实心部分和凹陷部分得以形成，所述实心部分包括用于穿过紧固元件的小孔，所述涡轮机的特征在于：如上所述的凸缘每一个实心部分通过两个不对称的凹形连接片分别连接所述圆盘或传动锥体的周缘。

所述凸缘实心部分连接的不对称性能够使得运转过程中承受应力最大的那些凸缘区域得以被加强，从而使得凸缘的每一个实心部分任一侧上的应力得以平衡，由此限制其发生形变并延长使用寿命。

在本发明的一个有益的实施方式中，用于将凸缘实心部分连接到圆盘或传动锥体的周缘上的两个凹形连接片的曲率半径不相同，对于传动锥体而言，相对于旋转方向设置于前方的凹形连接片的曲率半径小于另外一个连接片的曲率半径，对于涡轮圆盘而言，这种布置被倒转过来。

在一个实施方式中，所述相对于旋转方向设置于前方的凹形连接片的曲率半径比齿样凸缘实心部分的另外一个凹形连接片的曲率半径小2到2.8倍。

本发明还提供一种用于涡轮机组的低压涡轮机圆盘，如上所述，所述圆盘特征在于：其包括齿样环形凸缘，其实心部分通过两个不对称且具有不同曲率半径的凹形连接片连接到所述圆盘的周缘。

本发明还提供一种涡轮机组传动锥体，如上所述，所述传动锥体包括具有实心部分的齿样环形凸缘，所述实心部分通过不对称且具有不同曲率半径的凹形连接片连接到所述传动锥体的周缘。

本发明也提供了一种涡轮机组，其特征在于所述涡轮机组包括如上文中所描述的低压涡轮机。

通过阅读下文中的描述，可以更清楚地理解本发明，而本发明的其它特征、细节以及优点也呈现得更加清晰，所述描述是通过比照参考说明书附图的实施例进行的，其中：

附图说明

图1示出了本发明所述低压涡轮机的轴向截面的一半示意图；

图2示出了用于将涡轮圆盘和传动锥体紧固在一起的凸缘的局部立体剖视图；以及

图3示出了所述传动锥体的齿样凸缘的实心部分的大比例局部示意图。

具体实施方式

首先参考图1，该图为涡轮机组(诸如飞机涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气机)中本发明的低压涡轮机的示意图。

在已知的技术方案中，所述低压涡轮机具有多个在外壳10内部串联排列的涡轮叶轮，每一个涡轮叶轮位于定子喷嘴12的下游且包括带有叶片16的圆盘14，所述叶片16设置于圆盘14的外周缘。

如所述实例所示，所述低压涡轮机具有四个装有叶片的圆盘14，所述叶片的长度相对于排出涡轮机组燃烧室的气体流动方向从上游到下游地逐渐增长。

最远的上游圆盘14在其下游侧具有环形凸缘18，因此其紧固于所述涡轮机随后一个圆盘的上游环形凸缘上。

最远的下游圆盘14具有上游环形凸缘18，因此其紧固于所述涡轮机中前面的圆盘14的下游环形凸缘上。

两个中间圆盘14中的每一个圆盘14具有用来紧固到传动锥体22的环形凸缘20上的环形凸缘18，所述传动锥体22径向地设置在涡轮盘14内，并且在其径向内端包括环形凸缘24，用于紧固到涡轮轴的环形凸缘26上。