轴向涡轮发动机压缩机的导向轮叶组件叶片箱的制作方法

文档序号:9543446阅读:1053来源:国知局
轴向涡轮发动机压缩机的导向轮叶组件叶片箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于轴向涡轮发动机的叶片定子。更明确地,本发明涉及一种形成叶片箱的轴向涡轮发动机定子的角扇区。本发明同样涉及一种设有根据本发明的定子扇区的涡轮发动机。
【背景技术】
[0002]轴向涡轮发动机中引导流动的功能通过设有叶片的定子部分来保证。具体地,在设置叶片的导向轮叶组件的协助下,流动在轴向压缩机中转向,叶片在同心套环之间延伸。由于叶片,外部套环固定至外部壳体并且内部套环附连至内部壳体。
[0003]为了减轻定子,已知在本领域中某些套环以复合材料来实现。为了简化定子组件,套环可以是半套环或者可以是套环扇区,该套环扇区遍布涡轮发动机的角片段。因为该选择减小定子的刚度,该缺陷可以通过实现置于端部至端部的叶片箱形式的定子来减缓。
[0004]专利文件EP 2 339 120 A1公开了具有叶片箱的轴向涡轮发动机的导向轮叶组件的结构。该箱是附连至内部和外部套环的航空叶片的形式。从而,在建造置于叶片箱之间的叶片的协助下,形成的箱固定至压缩机的外部壳体。但是,该类型的定子的刚性仍然有限。

【发明内容】

[0005]技术问题
[0006]本发明旨在解决由现有技术造成的至少一个问题。本发明同样旨在提高形成叶片箱的定子的角扇区的刚度。本发明同样旨在提供形成叶片箱的定子的角扇区的扭转刚度。
[0007]技术方案
[0008]本发明涉及一种轴向涡轮发动机的叶片定子的角扇区,尤其是压缩机的叶片定子的角扇区。该扇区包括:用于安装在涡轮发动机的壳体上的圆弧形式的外部套环,圆弧形式的内部套环,径向延伸并锚定在套环中的成排定子叶片,以这样的方式形成叶片箱,值得注意的是,该箱的至少一个叶片包括置于套环之一的厚度中的锚定脚,以这样的方式将叶片锚定至所述套环以产生刚性的箱。
[0009]根据本发明的一有利的实施方式,每个箱叶片包括在径向方向上在套环之间延伸的轮叶,垂直于径向方向并且大致相对于相关的叶片轮叶的弦垂直地延伸的锚定脚。
[0010]根据本发明的一有利的实施方式,置于同一叶片端部的锚定脚是大致平的和大致弯曲的,或者根据所述叶片的弦彼此平行的或交错的。
[0011]根据本发明的一有利的实施方式,套环的至少一个包括叶片被锚定所在的成排的开口,至少一个锚定脚置于在两套环的另一个的径向相对一侧的开口中。
[0012]根据本发明的一有利的实施方式,锚定脚在相邻叶片之间的空间的大部分宽度范围在相邻叶片的方向上延伸,优选地,锚定脚占据相邻叶片之间空间宽度的全部。
[0013]根据本发明的一有利的实施方式,至少一个或每个锚定脚与相关套环的表面齐平,优选地,每个叶片端部包括至少一个锚定脚。
[0014]根据本发明的一有利的实施方式,至少一个套环,可能是外部套环的,以具有有机基质和纤维预型体的复合材料来实现,并且/或者,至少一个套环,可能是内部套环,以具有有机基质和一般以随机方式导向的纤维或短纤维的复合材料来实现,优选地,预型体的纤维接合两个相邻的叶片。
[0015]根据本发明的一有利的实施方式,扇区包括三个到六个之间的箱叶片,优选地,包括四个箱叶片,该叶片由金属制成,可能是钛的。
[0016]根据本发明的一有利的实施方式,套环是从上游至下游在箱叶片之间具有恒定厚度的金属条的形式,扇区包括在内部套环的内表面上的可磨材料的环形层,优选地,可磨层覆盖箱叶片的内部端部。
[0017]根据本发明的一有利的实施方式,每个箱叶片包括在至少一个其径向端部处的至少两个锚定脚,优选地,两个锚定脚之一位于叶片的两个轴向端部的其中一个处的叶片的前侧,并且两个锚定脚中的另一个位于叶片的两个轴向端部的另一个处的叶片的后侧。
[0018]根据本发明的一有利的实施方式,箱叶片包括置于同一径向端部的至少两个锚定脚以及至少两个锚定脚之间的连结件,优选地,该连结件平行于叶片的轮廓延伸。
[0019]根据本发明的一有利的实施方式,可能是内部套环的两个套环的另一个包括相对于两个套环的另一个朝叶片突出的锚定粧,该叶片锚定至粧,以这样的方式锚定至两个套环的另一个。
[0020]根据本发明的一有利的实施方式,套环和定子叶片限定通道以在涡轮发动机中使流动转向。
[0021]根据本发明的一有利的实施方式,至少一个或每个预型体的纤维相对于涡轮发动机的轴向方向大致取向在+45°和-45°。
[0022]根据本发明的一有利的实施方式,短纤维具有小于5.00mm的长度,优选地小于1.00mmo
[0023]根据本发明的一有利的实施方式,每个叶片的锚定脚设置在相对于涡轮发动机的旋转角展现出叶片弦的逆倾斜的轴线上。
[0024]根据本发明的一有利的实施方式,套环适于限定在它们之间的通道以引导在涡轮发动机中的环形流动的角度部分。
[0025]根据本发明的一有利的实施方式,在箱叶片之间在预型体中的数值大多数的的纤维从一个叶片开口延伸至相邻的叶片开口。
[0026]根据本发明的一有利的实施方式,叶片包括在各套环之间延伸的轮叶,每个轮叶包括前部边缘、尾部边缘、前表面和后表面,所述各表面从前部边缘延伸至尾部边缘,粧置于轮叶的延伸处。
[0027]根据本发明的一有利的实施方式,至少一个或每个粧的径向高度大于相关粧的最大厚度,优选地,至少一个或每个粧的径向高度大于叶片的宽度。
[0028]叶片的宽度垂直于其弦测量。例如,对于给定的轮廓,其可以是距弦最远的叶片的点。
[0029]根据本发明的一有利的实施方式,每个锚定脚的长度大于叶片的平均宽度。
[0030]锚定脚的长度可以是其主要的尺寸并且/或者通过定子的圆周和/或垂直于叶片的弦测量。[0031 ] 根据本发明的一有利的实施方式,复合材料包括可能是PEI或PEEK的有机树脂以及碳纤维或玻璃纤维。
[0032]根据本发明的一有利的实施方式,至少一个或者每个锚定脚长于它的宽度。
[0033]根据本发明的一有利的实施方式,角扇区描述为小于半圆,优选地,小于圆的八分之一,更有选地,小于圆的二十分之一。
[0034]锚定脚在箱叶片上的存在不是本发明的实质方面。
[0035]本发明同样涉及一种轴向涡轮发动机的叶片定子的角扇区,尤其是压缩机的叶片定子的角扇区。该扇区包括:用于安装在涡轮发动机的壳体上的圆弧形式的外部套环,圆弧形式的内部套环,在套环之间径向延伸的成排的定子叶片,该叶片被锚定至套环,以这样的方式使得扇区形成能够限定套环之间通道的叶片箱,值得注意的是,至少一个或每个套环包括箱叶片之一的锚定粧,粧在突出至通道中的叶片的径向延伸处。
[0036]根据本发明的一有利的实施方式,套环或每个套环包括设置成排的数个叶片锚定粧,该锚定粧是叶片锚定至其中的管和/或该粧包括由叶片包围的翼。
[0037]本发明同样涉及一种包括定子角扇区的涡轮发动机,值得注意的是,至少一个或每个角扇区符合本发明,涡轮发动机包括角扇区固定在其上的壳体,以及置于定子角扇区之间以便形成交替构造的接合叶片,该接合叶片固定至壳体并固定至定子角扇区。
[0038]根据本发明的一有利的实施方式,壳体是具有有机基质和具有叠层纤维层的纤维增强材料的复合外部壳体,叶片箱或者每个叶片箱固定至所述外部壳体,至少一个或者每个外部套环包括固定至外部壳体的开口,可能设置有金属孔眼,该开口置于箱的叶片之间。
[0039]提供的优点
[0040]本发明允许增加箱和定子的刚度,可能是独立存在的接合叶片。锚定脚的详细构造增加了阻碍效果。事实上,它们的位置导致在套环厚度中的内部安装。在复合套环的情况下,脚完成纤维在基质中的增强作用。锚定脚限制叶片相对于套环的转移,如一个套环相对于另一个的周向运动。
[0041 ]例如,在外侧的具有至少一个叶片端部的双脚结构可以允许链被设计穿过相关的套环。锚定脚的使用限制在套环中由锚定占据的空间,其允许保持套环的机械阻力而同时提尚刚度。
【附图说明】
[0042]图1表示根据本发明的轴向涡轮发动机。
[0043]图2是根据本发明的涡轮发动机压缩机的图形。
[0044]图3示出了具有根据本发明的定子的涡轮发动机壳体。
[0045]图4示出了根据本发明的第一实施方式的套环。
[0046]图5示出了根据本发明的第一实施方式的叶片箱。
[0047]图6示出了根据本发明的接合叶片。
[0048]图7示出了锚定脚与根据本发明的套环之间的固定物沿在图4中描绘的轴线7-7的剖面图。
[0049]图8描绘了固定至根据
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