[发明专利]用于涡轮的喷嘴、配备有所述喷嘴的涡轮机涡轮以及配备有所述涡轮的涡轮机

说明书

本发明涉及一种涡轮喷嘴，该涡轮喷嘴包括多个有角度的喷嘴区段(6)，每个有角度的区段(6)包括两个内部平台区段和外部平台区段，这两个内部平台区段和外部平台区段通过多个径向叶片(63)连接在一起，每个内部平台区段(62)刚性地附接到径向内部足部(621)，该喷嘴包括环形套环(5)，多个有角度的喷嘴区段首尾相连地周向地紧固在环形套环上，该套环(5)包括圆柱形环部(50)，圆柱形环部的径向内表面(51)包括耐磨材料(53)。该喷嘴的特征在于，每个内部平台区段的径向内部足部(621)包括径向凸片(622)，且环形环部(50)包括多个L形板(55)，每个板界定用于接纳凸片(622)的槽(553)，以通过将套环联接在每个有角度的喷嘴区段上来确保紧固。

技术领域

本发明涉及一种用于低压涡轮或高压涡轮的喷嘴、包括喷嘴的低压涡轮或高压涡轮以及包括上述涡轮的涡轮机，例如飞行器涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机。

背景技术

一些涡轮机包括低压涡轮和高压涡轮，低压涡轮和高压涡轮恢复由燃料燃烧而释放的一些能量，以分别驱动低压压缩机和高压压缩机，低压压缩机和高压压缩机位于涡轮机的空气入口区域中。

所附的图1示出了多阶10低压涡轮1，相对于在涡轮中空气的流动方向从上游到下游(箭头V：即在图1中从左到右)，每个级10相继地包括喷嘴2和转子轮3。所有转子固定在轴上，图中未示出轴且同时轴被旋转地驱动。

低压涡轮1具有纵向轴线X-X'。

每个喷嘴2是分区的，即由多个有角度的喷嘴区段20形成，这些有角度的喷嘴区段首尾相连地周向地布置并装配在一起。

每个有角度的喷嘴区段20包括位于一部分圆弧中的两个平台，这两个平台同轴地布置，一个平台在另一个平台内部，并通过径向的或基本上径向的叶片201连接在一起。在涡轮1中，这些平台在它们之间界定用于气体流动的环形管道。

外部平台202包括用于钩到涡轮1的外部壳体100上的装置。内部平台203通过径向足部204朝向涡轮的内部延伸，径向足部204在基板205中终止。

该基板205在其径向内部面上承载由耐磨材料206制成的元件。该耐磨材料呈蜂窝状结构的形式。由耐磨材料206制成的元件与由相邻转子3承载的环形密封唇30配合，以形成“迷宫式密封”类型的密封接头。事实上，当在运行中时和在热量的作用下，由于密封唇30和内部平台203膨胀并更紧密地一起移动，因此密封唇30以沟槽形式嵌入到耐磨材料206中。在沟槽和密封唇之间有微小的间隙，由此构成这种迷宫式密封。这种间隙引起在涡轮中流动的热空气导管的流动性能。

蜂窝状结构206被钎焊到每个有角度的喷嘴区段20的基板205上，然后通过机加工来更新。目前，这种材料通过电腐蚀来加工(被称为“电火花加工”，缩写成EDM)，电腐蚀加工是一种昂贵的技术，需要特定的且昂贵的控制。

此外，如果由耐磨材料制成的元件大量磨损，则需要在维护操作期间更换新的元件。因此，需要拆卸每个有角度的喷嘴区段，来加工磨损的耐磨元件以将磨损的耐磨元件移除，并将新的耐磨元件钎焊到所述有角度的喷嘴区段的内部基板上。因此，这种更换操作时间长且成本高。

此外，每个区段20的内部平台203、足部204和基板205具有密封槽207，密封槽207终止于区段20的每一个端部面上，区段20的端部面旨在与喷嘴20的相邻区段的端部面连接。区段间密封片(图中未示出)接合在每个密封槽207中，以便与在喷嘴20的两个相邻区段之间的空间重叠，并阻止或限制区段间的空气泄漏。

密封槽207的实施和制造以及区段间密封片的安装成本非常高且非常耗时。槽207的尺寸也难以确定，且存在如下的很大风险：密封片从密封槽207脱离，并丢失在空气导管中，结果空气泄漏且可能影响涡轮的其他部件。

发明内容

本发明的目的是提出一种解决现有技术的上述缺点的涡轮机喷嘴。