专利名称：一种采用两路供气冷却涡轮机转子盘叶根安装槽的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一般领域的涡轮机转子盘，这种转子盘在其周缘提^W叶根的安装 槽。本发明特别涉及到一种可以有效冷却这种安装槽的装置。
背景技术：
按照已知方式，涡轮机转子盘，诸如各级低压涡轮中的转子盘，在其周缘都设 有多个用于涡轮动叶片叶根安装的轴向槽。
涡轮工作时，装有叶片的低压涡轮的流动部分会以很高驢传递气体。因此，转子盘中叶根的安装槽会直接处于热气中，为此，必须对这些叶根安装槽进行冷却， 以避免转子盘带来任何损坏。
为此，己知的方法是将一部分在低压涡轮流动部分外部流动的空气引出，通过冷区管路将其引向转子盘内的安装槽中。实际上，每个转子盘的环形凸缘是从转子 盘的上游径向面向上游延伸，并在环形凸缘的周围，安装了固定环。转子盘凸缘和 固定环是这样布置的，即在二者之间形iW形空间，构成了冷却空气扩散腔。该扩 散腔在其上游端经由多个小 L获徵令却空气，这些小孔有规律地分布在转子^l走转 轴的周围，而在其下游端，该扩散空腔则向转子盘的每个槽的底部打开。在涡轮的 气術荒动部分外部流动的空气就通过这些小 U4入到冷却管路的扩散腔室，在所述 腔室内扩散，然后在转子盘内各个槽之间通风，从而对其进行冷却。
然而，这种类型的冷却管路并不會,对转子盘内所有槽进行完全均匀地冷却， ^t转子盘的良好运行是有害的，因此而对转子盘的^也是不利的。人们可以很 容易地了解到，采用这种布置形式，与冷却管路的空气、,小孔直接对准的槽可以 得到良好冷却，而在角度上与冷却管路的空气皿小孔相偏离的那些槽就不能得到 理想冷却。
发明内容
本发明旨在提出一种装置来解决上述缺陷，这种装置可以改善转子盘中針槽 的7賴敞况，从而提高转子盘的使用寿命。一种可对涡轮机转子盘中各个槽进行冷却的装置可以实现这个目的，该装置包括转子盘，其包括在其周缘设有多个实际上为轴向的安装槽，这些槽有规律地分布在转子盘旋转轴的周缘；环形凸缘，自转子盘上游径向面向上游延伸；多个叶片，每个叶片的叶根部分装入转子盘内对应的安装槽内；固定环，其一端与转子盘的上游径向面相抵安装，其环形凸缘则自转子盘的戶皿上游径向面向上游延伸，并且它位于转子盘凸缘的周围，同时与其相互配合形成了环形空间，构成了冷却空气扩散腔室，这个扩散腔室在其下游端向在槽上游端的每个转子盘槽的底部打开；多个进气小孔，有规律地分布在转子盘旋转轴的周围，并在其上游端向扩散 腔室打开；该装置的特征在于，与转子盘上游径向面相抵安装的固定环的端部包括多个 开口 ，该开口分布在转子盘旋转轴的周围并在其上游端向转子盘内每个槽的底部轴 向打开。这样，转子盘内的叶根安装槽就可以获得来自向扩散腔室上游端打开的进气小 孔的空气，同时也可获得来自向各个槽底部直接打开的进气开口的空气。这种转子 盘内各个叶根安装槽的双路供气使得转子盘内所有这些槽都能够完全均匀冷却，从 而有助于延长转子盘的使用寿命。在有禾啲设置中，与转子盘上游径向面相抵安装的固定环的端部还包括多个径 向向外延伸的齿，每个齿都设计用来与叶根的对应齿形戯由向配合。这些齿的使用 可以将叶片轴向固定。此外，空气还可以经由槽上游端在两个相邻齿之间流过而向 转子盘内的槽供气。转子盘内各个槽的冷却从而得到了加强。本发明还提供了一种涡轮机，所述涡轮机包括至少一种如上戶腿用来冷却转子 盘内叶根安装槽的装置。
下面结合附图对本发明进行介绍，本发明的其它特性和优点就会显现出来，但 本发明并不仅限于所述实施例。附图包括图1为安装了构成本发明实施方式的装置的涡轮机的低压涡轮的局部纵向剖面图；图2为剖面图，沿图i所示n-n线剖开；图3A和图3B为图1所示装置的后视图，示出了该装置的安装方法。
具体实施方式
图1为装有构成本发明实施方式的装置的航空涡轮机的低压涡轮的局部纵向剖 面图。当然，本发明可以应用于任何其它类型的涡轮机装置(航空涡轮机或地面涡轮 机)，这种涡轮机装置的转子盘都带有叶糖由向安装槽。图1更确切地示出了低压涡轮的第一级和第二级。第一级包括由多个转子叶片 2组成的转子轮，这些叶片轴向安装在转子盘4上。第二级包括由多个定子叶片6 组成的喷嘴，和位于喷嘴后面由多个转子叶片2'形成的转子轮，转子叶片2'轴向安 装在转子盘4'上。第一和第二涡轮状态的转子盘4和4都以涡轮机的X-X纵轴为中心，并通过有 规律分布在X-X轴线周围的螺栓连接8相互固定。*转子盘4,4'都在其周缘包括多个实际上呈轴向的叶根安装槽10, 10'，这些 槽向转子盘的外部打开并有规律地分布在转子盘旋转轴线的周围(这种旋转轴线与 涡轮机的X-X纵轴相重合)。每个槽都用于轴向安装转子叶片2， 2'(例如通过中间 装配方法)的对应叶根12， 12'(例如纵树形)。*转子盘4，4'还包括环形凸缘14， 14'，其自转子盘径向上游面16， 16'向上游 轴向延伸。凸缘14， 14'是由实际轴向环形部分14a^ 14'a组成，环形部分14a^ 14'a通 过实际径向环形部分14b, 14Td (以下称之为转子盘凸缘上游端)延伸。涡轮第一级的转子盘4还带有环形凸缘18，其自转子盘的下游径向面20向下 游轴向延伸。这个凸缘18用M过如上所述的螺,接8形式将转子盘4固定到第 二级的转子盘4'上。固定环22, 22'与每个转子盘4， 4怖径向上游面16， 16湘抵安装。更确切地说， 每个固定环22， 22'包括实际上为径向的上游端23, 23'，其相对于转子盘的上游径向 面16，16湘抵安装，还包括环形凸缘24，24'，后者向上游径向延伸并设置于转子盘 相应的凸缘14， 14'周围。此外，固定环的凸缘24，24'由环形部分24a^24'a组成，后者实际上呈轴向，延 伸到下游端部23，23'，和上游环形部分24c，24'c，后者实际上成径向(以下称之为 固定环凸缘的上游端)。涡轮第一级的固定环22通过螺,接形式26固定到转子盘4的凸缘14上,从 而将各自的上游端24b， 14b夹紧在一起。第二级的固定环22'通过螺,接形式8固 定到转子盘4'的凸缘14'上，用来将转子盘4,4'固定到一起。为了方便起见，下面介绍仅涉及到涡轮第一级的转子盘4中叶根安装槽10的冷 却管路。自然地，涡轮第二级的转子盘4'中叶根安装+曹10'的7令却管路与第一级的 管路完全相同。固定环22的凸缘24置于转子盘凸缘14的周围，这样，就可以与其相互配合， 形成环形空间28，成为冷却空气扩散腔室。这种扩散腔室28主要在固定环和转子 盘的各自凸缘24， 14的轴向部分24a^ 14a之间形成。扩散腔室28的下游端在槽的上游端部向转子盘4的每个槽10的底部打开。而 在其上游端，扩散腔室通过拧紧螺栓连接部分26而在固定环和转子盘的相应凸缘 24,14的上游端24b， 14b之间封闭。此外，扩散腔室28的空气输入，过多^iS气孔30，这些进气孔有规律地分 布在X-X纵轴的周围，并向扩散腔室的上游端打开。在图2所示的实施方式中，这些进气孔30是在实际径向方向上通m转子盘4 的凸缘14上游端14b加工而成的。显然，这些孔同样也可以通M"固定环22的凸 缘24的上游端24b加工而成。此外，总的来讲，转子盘上进气孔30的数量是可以变化的。为此，在图2所示 实施例中，两个相邻进口孔30之间的角度间隔相当于转子盘中大约八个槽。这样， 每4^t气口 30可以向大约7个槽提{*7令却空气。根据本发明，与转子盘4上游径向面16相抵安装的固定环下游端23上包括多 个孔32 (或称开口)，这些孔沿转子盘的旋转轴方向分布，并在其上游端处向转子 盘每个槽10的底部轴向打开。更确切地说，固定环22下游端23的开口 32数量与转子盘周围的槽10的数量 相同。这些开口与槽的底部轴向对准。这样，转子盘内每个槽10就可以经由两个不同气源而获徵令却空气首先，来自扩散腔室28的空气，其次，经由固定环下游端23内形成的开口32输入的空气。 这样，转子盘内各个叶根安装槽在整个转子盘上都能获得均匀冷却。根据本发明的一个有利特性，与转子盘上游径向面16相抵安装的固定环22下 游端23还包括多个径向向外延伸的齿34 (或禾尔锯齿)。如图3A和图3B所示，每个这样的齿34都是用来与涡轮转子叶片2叶根12 的对应齿36(或称尖齿脚向对应配合。此外，固定环的齿34还在其间形成了多个凹 口 38，其尺寸设计成能允许叶根的齿36得以从其中间通过。这样，固定环22上的齿34的应用可以将叶片轴向固定。此外，空气也可以由 两^卩近齿34之间流过，即通过凹口 38，经由槽上游端部进入到转子盘内的槽10 内。转子盘中叶根安装槽的冷却从而得以加强。图3A和图3B示出了固定环22是如何抵靠转子盘上游径向面安装的。在图3A 中，固定环与戶;Mi:游径向端面相抵，同时使得转子盘的下游端23的凹口38与叶 根的齿36实现轴向对准。固定环然后围绕涡轮机纵轴转动直到其齿34与叶根的对 应齿36轴向接触，如图3B所示，这样，就将叶片固定在转子盘的槽内。然后，拧 紧固定环和转子盘各自凸缘上游端之间的螺栓26,确保了固定环牢固固定，防止转 动。
权利要求
1.一种用来冷却涡轮机转子盘叶根安装槽的装置，所述装置包括转子盘(4)，其包括在其周缘，设有多个实际呈轴向的叶根安装槽(10)，这些槽有规律地分布在转子盘旋转轴线(X-X)的周围；环形凸缘(14)，其自转子盘上游径向面(16)向上游延伸；多个叶片(2)，每个叶片的叶根(12)安装在转子盘内对应的叶根安装槽内；固定环(22)，其一端(23)与转子盘的上游径向面(16)相抵安装，其环形凸缘(24)则自转子盘所述上游径向面向上游延伸，并位于转子盘凸缘(14)的周围，并与其相互配合形成了环形空间(28)，构成了冷却空气扩散腔室，这个扩散腔室下游端在槽上游端向每个转子盘叶根安装槽的底部打开；多个进气小孔(30)，有规律地分布在转子盘旋转轴线的周围，并在其上游端向扩散腔室打开；该装置的特征在于，与转子盘(4)上游径向面(16)相抵安装的固定环(22)的端部(23)包括多个开口(32)，它们分布在转子盘旋转轴线的周围并在其上游端向转子盘内每个槽(10)的底部轴向打开。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，与转子盘(4)上游径向風16)相抵安 装的固定环(22)端部(23)还包括多个径向向外延伸的齿(34)，每个齿都用来与叶根 (12)的相应的齿(36)轴向配合，从而将所述叶片轴向固定。
3. —种涡轮机，其特征在于，所述涡轮机包括根据权利要求1 ，利要求2所述 的至少一个可冷却转子盘内叶根安装槽的装置。
全文摘要
本发明涉及一种冷却涡轮机转子盘叶根安装槽的装置，其包括带有多个安装槽(10)和凸缘(14)的转子盘(4)。所述装置还包括叶片(2)，每个叶片的根部(12)安装在相应的槽内，固定环(22)，其一端(23)与转子盘上游径向面(16)相抵安装，以及凸缘(24)位于转子盘凸缘的周围并与其相互配合形成空间(28)，构成了冷却空气扩散腔室，该腔室向每个安装槽的底部打开，还有多个进气孔，在其上游端向扩散腔室打开，与转子盘上游径向面相抵安装的固定环的端部包括多个开口(32)，这些开口在其上游端向转子盘内每个安装槽的底部径向打开。
文档编号F01D5/08GK101333938SQ20081012753
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者克劳德·格哈德·瑞恩·德捷恩, 格尔·劳罗, 瓦勒里·安尼·格劳斯, 让-卢克·索皮祖 申请人:斯奈克玛