本發(fā)明涉及如使飛機(jī)用渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)主體部側(cè)與風(fēng)扇殼體連結(jié)的靜葉片結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在如上述的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)中通常具備向發(fā)動機(jī)主體部內(nèi)導(dǎo)入空氣的動葉片、對由該動葉片導(dǎo)入的空氣流動進(jìn)行整流的靜葉片。在該靜葉片中存在僅要求整流功能的情況、不但整流功能還要求連結(jié)構(gòu)成發(fā)動機(jī)主體部的風(fēng)扇框架與風(fēng)扇殼體的結(jié)構(gòu)體功能。

該靜葉片在圓周方向上排列多個而設(shè)置，在各靜葉片的端部上形成沿圓周方向延伸的管套，這些各靜葉片的管套彼此對接。

在此，在渦輪靜葉片中，在由靜葉片以及管套而形成的流道內(nèi)流經(jīng)高溫氣體，但如果在管套彼此對接的端面上存在高溫氣體大致垂直碰撞的部分，則存在在該部分上產(chǎn)生由高溫氧化而導(dǎo)致的腐蝕的可能性。

因此，開發(fā)通過成為通過導(dǎo)流葉片確定該管套之間的接縫部分的端面的沿高溫氣體的流線的形狀、在導(dǎo)流葉片背側(cè)的管套端面上使高溫氣體從垂直方向上的碰撞減少而謀求高溫氧化部分的減少的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2004-92612號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

上述專利文獻(xiàn)1中記載的渦輪靜葉片是將高溫氣體的整流作為目的的結(jié)構(gòu)且由單體材料構(gòu)成。因此，該靜葉片的兩端部與管套形成一體而構(gòu)成。另一方面，靜葉片有在需要充足的剛性、強(qiáng)度的葉片部與不需要高剛性、強(qiáng)度的管套部改變使用的材料而個體化，從而謀求輕量化與降低成本的情況。尤其不僅整流功能還要求結(jié)構(gòu)體功能的靜葉片例如在風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片上具有結(jié)構(gòu)體功能的情況下，由于在葉片部上不僅是空氣動力負(fù)載還需要作為結(jié)構(gòu)體的剛性、強(qiáng)度，所以，進(jìn)一步輕量化、降低成本的效果大。

因此，開發(fā)代替專利文獻(xiàn)1中那樣的管套、在各靜葉片間設(shè)置不同的襯墊(整流罩)而形成空氣流道的結(jié)構(gòu)。該襯墊由于以從背側(cè)以及腹側(cè)夾入靜葉片的方式對接地設(shè)置，因此在靜葉片的前緣以及后緣上形成分割線。

可是，特別是相對于靜葉片的前緣側(cè)空氣動力性的重要，在靜葉片的前緣側(cè)產(chǎn)生間隙、臺階就會產(chǎn)生渦流，而導(dǎo)致產(chǎn)生壓力損失這樣的問題。

本發(fā)明中的至少一個實(shí)施方式用于解決這樣的問題，作為其目的在于提供一種在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)中用靜葉片和襯墊形成空氣流道、且能夠抑制由襯墊之間的間隙、臺階而產(chǎn)生的壓力損失的靜葉片結(jié)構(gòu)以及使用該靜葉片結(jié)構(gòu)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。

用于解決課題的方法

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在涉及本發(fā)明中至少一個實(shí)施方式的靜葉片結(jié)構(gòu)中，具備渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼體、上述渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)主體部、連結(jié)上述殼體主體和上述發(fā)動機(jī)主體部的多個靜葉片、在鄰接的上述靜葉片的端部之間形成流道面的多個襯墊，鄰接的上述襯墊彼此夾持上述靜葉片而對接，形成于上述靜葉片的前緣側(cè)的上述襯墊之間的分割線沿流線方向。

發(fā)明效果

根據(jù)使用上述機(jī)構(gòu)的本發(fā)明中至少一個實(shí)施方式，用由復(fù)合材料形成的靜葉片和襯墊形成空氣流道、且能夠抑制由襯墊之間的間隙、臺階而導(dǎo)致的壓力損失。

附圖說明

圖1是采用涉及本發(fā)明的一實(shí)施方式的靜葉片結(jié)構(gòu)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的前側(cè)上部中的局部剖視圖。

圖2是風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的整體立體圖。

圖3a是將圖2中的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的葉片基端部擴(kuò)大的立體圖。

圖3b是將風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的葉片前端部擴(kuò)大的立體圖。

圖4a是風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的葉片前端部的分解圖。

圖4b是沿圖3b的a-a線的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1表示涉及本發(fā)明的靜葉片結(jié)構(gòu)的一實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中舉例說明作為構(gòu)成渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的靜葉片的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片。

如圖1所示，在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)1(以下，只稱為發(fā)動機(jī)1)中，在發(fā)動機(jī)主體部2中的發(fā)動機(jī)內(nèi)筒3的軸心側(cè)上形成環(huán)狀的型芯流道4，在作為發(fā)動機(jī)主體部2的外側(cè)部分的風(fēng)扇殼體5的內(nèi)周面以及發(fā)動機(jī)內(nèi)筒3的外周面之間形成旁通流道6(空氣流道)。

在作為該發(fā)動機(jī)1的空氣流上游側(cè)(圖中左側(cè))的前部上，風(fēng)扇盤7通過軸承8可繞未圖示的發(fā)動機(jī)軸心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。該風(fēng)扇盤7一體化地連結(jié)于配置于作為發(fā)動機(jī)1的空氣流下游側(cè)(圖中右側(cè))的后部的未圖示的低壓渦輪中的渦輪轉(zhuǎn)子上。

另外，在該風(fēng)扇盤7的外周面上，多個動葉片10通過嵌合槽7a以等間隔配置于圓周方向上，在位于動葉片10與嵌合槽7a之間的前后上配置襯套11、11。在風(fēng)扇盤7的前部以及后部上，在圓周方向上一體地分別設(shè)置支撐動葉片10的環(huán)狀的護(hù)圈12、13，前部的護(hù)圈12一體化地連結(jié)于前錐體14上，后部的護(hù)圈13同軸且一體化地連結(jié)于與風(fēng)扇盤7的下游側(cè)鄰接的低壓壓縮機(jī)15中的轉(zhuǎn)子16上。

即，在發(fā)動機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)時，通過使多個動葉片10與風(fēng)扇盤7一起旋轉(zhuǎn)而能夠向型芯流道4以及旁通流道6導(dǎo)入空氣。

該發(fā)動機(jī)1在旁通流道6內(nèi)具備多個風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20。多個風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20配置于發(fā)動機(jī)內(nèi)筒3的周圍，對流經(jīng)旁通流道6的旋轉(zhuǎn)空氣流進(jìn)行整流。該風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20使用鈦合金、鋁合金等的金屬材料或?qū)峁袒詷渲驘峥伤苄詷渲c碳素纖維或玻璃纖維等組合而成的復(fù)合材料，在本圖中表示在靜葉片上使用復(fù)合材料的情況。

作為該風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的軸心側(cè)(內(nèi)側(cè))的葉片基端部21通過連結(jié)支架體30連結(jié)于配置于發(fā)動機(jī)內(nèi)筒3的風(fēng)扇框架31的安裝凸緣31a、31a。另外，作為從風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的軸心離開的一側(cè)(外側(cè))的葉片前端部22通過連結(jié)支架體32連結(jié)于配置于風(fēng)扇殼體5的安裝凸緣5a、5a。

另外，在風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣部分的表面上設(shè)置作為用于防止由靜葉片與其它物體碰撞等而產(chǎn)生的磨損的腐蝕防止用金屬的保護(hù)套23。保護(hù)套23如是鈦合金的板材，以覆蓋風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣端的方式粘接。

在此，在圖2中表示風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的整體立體圖，在圖3a中表示將風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片基端部21擴(kuò)大的立體圖，在圖3b中表示將風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片前端部22擴(kuò)大的立體圖，基于以下這些圖關(guān)于風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的襯結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。

在圖2中代表性地表示一個風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20，多個設(shè)置于發(fā)動機(jī)1上的各自的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20，在葉片基端部21上設(shè)置在風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20之間沿圓周方向延伸的內(nèi)襯40，在葉片前端部22上設(shè)置在相鄰的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20之間沿圓周方向延伸的外襯50。各內(nèi)襯40構(gòu)成發(fā)動機(jī)內(nèi)筒3的一部分，各外襯50構(gòu)成風(fēng)扇殼體5的一部分。即，該外襯40以及外襯50形成旁通流道6的流道面的一部分。

詳細(xì)地說，如圖3a所示，風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片基端部21的一對內(nèi)襯40、40對接并從葉片厚度方向夾入風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20。一個內(nèi)襯40呈具備空氣流上游側(cè)的前邊41、下游側(cè)的后邊42、與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的腹側(cè)連接的腹側(cè)邊43、與背側(cè)連接的背側(cè)邊44的四邊的大致矩形形狀。腹側(cè)邊43以及背側(cè)邊44分別由與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20抵接的抵接部43a、44a、位于比風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20靠前緣側(cè)的前緣部43b、44b、位于后緣側(cè)的后緣部43c、44c構(gòu)成。

在背側(cè)邊44的抵接部44a，呈與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的背側(cè)的表面形狀相應(yīng)地彎曲，前緣側(cè)圍繞風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣而僅僅繞入至腹側(cè)的形狀。在另一方的腹側(cè)邊43的抵接部43a，除了背側(cè)邊44的抵接部44a局部繞入的部分，與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的腹側(cè)表面形狀相應(yīng)地彎曲。

并且，在夾著風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20而使一對內(nèi)襯40、40對接的狀態(tài)下，腹側(cè)邊43以及背側(cè)邊44的兩前緣部43b、44b對接而形成前緣分割線45，兩后緣部43c、44c對接而形成后緣分割線46。前緣分割線45從由風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣向腹側(cè)偏移的位置以與使風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線向前緣側(cè)延長的線平行的方式，即沿流線方向延伸至前邊41。該前緣分割線45中的從風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣向腹側(cè)的偏移量優(yōu)選前緣分割線45與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片面的交點(diǎn)為葉片弦長的1.0％以上且10.0％以下。后緣分割線46從風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的后緣沿使風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線向后緣側(cè)延長的線，即沿流線方向延伸至后邊42。

另外，在風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片前端部22中，如圖3b所示，在該圖3b中也表示連結(jié)支架體32等。風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片前端部22從葉片厚度方向兩側(cè)被作為連結(jié)支架體32的一部分的一對對置壁32a、32b夾持。該對置壁32a、32b在多個位置(圖3b中4個位置)通過螺栓以及螺母連結(jié)于葉片前端部22。包含該對置壁32a、32b的連結(jié)支架體32由鋁合金、鈦合金等金屬構(gòu)成，通過安裝凸緣5a、5b與風(fēng)扇殼體5連結(jié)。并且，在風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的葉片基端部21中，在圖3a中沒有表示連結(jié)支架體30等，但葉片前端部22也與葉片基端部21相同被連結(jié)支架體30的對置壁夾持。

另外，如圖3b所示，風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片前端部22在比對置壁30a、30b靠內(nèi)側(cè)，一對外襯50、50對接并從葉片厚度方向夾入風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20。外襯50也與內(nèi)襯40相同地呈由前邊51、后邊52、腹側(cè)邊53、背側(cè)邊54構(gòu)成的大致矩形形狀，腹側(cè)邊53以及背側(cè)邊54分別由抵接部53a、54a、前緣部53b、54b以及后緣部53c、54c構(gòu)成。

外襯50的背側(cè)邊54的抵接部54a也呈與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的背側(cè)的表面形狀相應(yīng)地彎曲，前緣側(cè)圍繞風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣且僅繞入至腹側(cè)的形狀。在另一方的腹側(cè)邊53的抵接部53a中，除了背側(cè)邊54的抵接部54a局部繞入的部分，與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的腹側(cè)的表面形狀相應(yīng)地彎曲。

另外，在夾著風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20且使一對外襯50、50對接的狀態(tài)下，腹側(cè)邊53以及背側(cè)邊54的兩前緣部53b、54b對接而形成前緣分割線55，腹側(cè)邊53以及背側(cè)邊54的兩后緣部53c、54c對接而形成后緣分割線56。前緣分割線55從由風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣向腹側(cè)偏移的位置以與使風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線向前緣側(cè)延長的線平行的方式，即沿流線方向延伸至前邊51。后緣分割線56從風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的后緣沿使風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線向后緣側(cè)延長的線即沿流線方向延伸至后邊52。

而且，在此，參照圖4a、圖4b，在圖4a中表示風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的葉片前端部的分解圖，圖4b中表示沿圖3b的a-a線的剖視圖。

如圖4a的分解圖中詳細(xì)地表示，分別在外襯50的腹側(cè)邊53以及背側(cè)邊54的抵接部53a、54a的邊緣部分安裝橡膠嵌條57a、57b，在腹側(cè)邊53以及背側(cè)邊54的抵接部53a、54a的圓周邊緣部分上安裝管密封件58a、58b。

橡膠嵌條57a、57b以及管密封件58a、58b分別由橡膠等的彈性部件構(gòu)成，例如，通過粘接劑等安裝于外襯50。并且，如圖4b所示，橡膠嵌條57a、57b以填補(bǔ)與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20之間的空隙的方式向風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20側(cè)延伸。另外，管密封件58a、58b以填補(bǔ)與連結(jié)支架體32的對置壁32a、32b之間的空隙的方式設(shè)置于外襯的外側(cè)面。并且，在未圖示的內(nèi)襯40上也與外襯50相同設(shè)置橡膠嵌條以及管密封件。

如此，在形成旁通流道6的內(nèi)襯40以及外襯50上，由于前緣分割線45、55與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線平行且沿流線，所以，流經(jīng)旁通流道6內(nèi)的空氣不會橫穿該前緣分割線45、55而通過。另外，由于在后緣分割線46、56中也沿風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的葉片弦線并沿著流線，所以，流經(jīng)旁通流道6內(nèi)的空氣不會橫穿該后緣分割線46、56而通過。因此，即使由于前緣分割線45、55以及后緣分割線46、56產(chǎn)生間隙、臺階，也能夠抑制渦流的產(chǎn)生而降低壓力損失。

特別地，關(guān)于前緣分割線45、55，從風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣向腹側(cè)偏移，由于內(nèi)襯40以及外襯50的背側(cè)邊44、54的抵接部44a、54a圍繞風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣，因此，在空氣動力面影響大的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20的前緣不會存在分割線，能夠最小限度地抑制壓力損失等的影響。

而且，內(nèi)襯40以及外襯50由于分別通過橡膠嵌條57a、57b與風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20安裝、通過管密封件58a、58b與連結(jié)支架體30、32的對置壁32a、32b安裝，因此，從間隙中不能泄露空氣，而能夠更有效地降低壓力損失。

以上，完成本實(shí)施方式的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

例如，上述實(shí)施方式中的風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片20設(shè)置于渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)1的旁通流道，但也能在渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)中適用于設(shè)置于其他位置的靜葉片。

(本發(fā)明的方案)

本發(fā)明的第一方案具備渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼體、上述渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)主體部、連結(jié)上述風(fēng)扇殼體和上述發(fā)動機(jī)主體部的多個靜葉片、在鄰接的上述靜葉片的端部間形成流道面的多個襯墊，鄰接的上述襯墊彼此夾持上述靜葉片并對接，形成于上述靜葉片的前緣側(cè)的上述襯墊之間的分割線沿流線方向。

本發(fā)明的第二方案在第一方案中，上述襯墊之間的分割線從由上述靜葉片的前緣向腹側(cè)偏移的位置向該襯墊的前邊延伸。

本發(fā)明的第三方案在第二方案中，上述襯墊之間的分割線的從上述靜葉片的前緣向腹側(cè)的偏移量相對于上述靜葉片的葉片弦長為1.0％以上且10.0％以下。

在涉及本發(fā)明中的第四方案的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)中，作為構(gòu)成渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的靜葉片結(jié)構(gòu)能使用第一至第三任一方案的靜葉片結(jié)構(gòu)。

符號說明

1—渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，2—發(fā)動機(jī)主體部，3—發(fā)動機(jī)內(nèi)筒，5—風(fēng)扇殼體，5a—安裝凸緣，6—旁通流道，10—動葉片，20—風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片(靜葉片)，21—葉片基端部，22—葉片前端部，23—保護(hù)套，30、32—連結(jié)支架體，40—內(nèi)襯，41、51—前邊，42、52—后邊，43、53—腹側(cè)邊，43a、44a、53a、54a—抵接部，43b、44b、53b、54b—前緣部，43c、44c、53c、54c—后緣部，44、54—背側(cè)邊，45、55—前緣分割線，46、56—后緣分割線，50—外襯，57a、57b—橡膠嵌條，58a、58b—管密封件。