專利名稱：由cmc所制成的渦輪機(jī)分配器元件，制造它的方法，包括它的分配器和燃?xì)鉁u輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由復(fù)合材料所制成的渦輪機(jī)噴管，該復(fù)合材料具有陶瓷基體或至少部分是陶瓷的基體，并且下面稱作CMC材料。本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域更特別地是用于航空或工業(yè)的燃?xì)鉁u輪機(jī)。
背景技術(shù)：
改進(jìn)燃?xì)鉁u輪機(jī)的性能和減少它們的污染排放正在引起所設(shè)想的更高的燃燒溫度。對(duì)于燃?xì)鉁u輪機(jī)的發(fā)熱部分，已經(jīng)提出的建議是使用CMC材料，因此它們明顯的熱結(jié)構(gòu)特性，即，因?yàn)樗鼈兿嚓P(guān)聯(lián)使它們適于構(gòu)建結(jié)構(gòu)元件的機(jī)械特性與在高溫時(shí)保存這些機(jī)械特性的能力。CMC材料通常是使用纖維增強(qiáng)材料形成的，該纖維增強(qiáng)材料是由耐火纖維，諸如碳纖維或陶瓷纖維制成，并且用陶瓷或至少部分是陶瓷的基體來(lái)致密。公知，界面相可以存在于纖維和基體之間以通過(guò)偏轉(zhuǎn)到達(dá)界面相的裂縫來(lái)進(jìn)行復(fù)合材料的脆化釋放功能。這種界面相可以由熱解炭(PyC)、氮化硼(BN)或硼摻碳(BC)制成。相同類型的脆化釋放界面相也可以摻入到陶瓷基體相之間的基體內(nèi)。在任何情況下，至少基體的外相是陶瓷的。文獻(xiàn)EPO 399 879公開了 CMC渦輪機(jī)噴管，它由多個(gè)組裝在一起的部分，S卩，帶有葉片和齒形環(huán)的輪轂組成，該齒形環(huán)接合凸榫，該凸榫形成在葉片的徑向端。通過(guò)加工固體CMC部件獲得渦輪機(jī)噴管的組件，因此引起了很大的材料損失，并且導(dǎo)致CMC中纖維增強(qiáng)中纖維的多個(gè)破裂。文獻(xiàn)EPl 087 103公開了具有多個(gè)葉片的渦輪機(jī)噴管元件，該葉片在內(nèi)環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)和外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)之間延伸。每個(gè)葉片都由兩部分組成在前緣旁帶有編織的纖維增強(qiáng)材料的CMC部分，和在后緣旁的固體陶瓷部分。平臺(tái)扇區(qū)由CMC組成，該CMC帶有由疊加的層所構(gòu)建的纖維增強(qiáng)。每個(gè)葉片的CMC部分的編織增強(qiáng)延伸超出葉片的縱向端以插入在平臺(tái)扇區(qū)的纖維加強(qiáng)層之間。噴管元件因此部分地僅僅由CMC制成，而纖維增強(qiáng)是由需要組裝在一起的多個(gè)分開的部分組成。文獻(xiàn)JP 2003-148 105同樣地公開了由單件陶瓷基體復(fù)合材料制造的噴管元件。纖維增強(qiáng)是部分地獲自條帶形式的編織坯體，該坯體具有用于形成葉片預(yù)制件的管狀中心部分，該部分在其每端都延伸有互相面對(duì)的折翼。折翼在中心部分的每側(cè)上展開，并且縫合它們以分別獲得纖維層，以形成內(nèi)和外平臺(tái)預(yù)制件。占據(jù)噴管元件的整個(gè)體積的纖維結(jié)構(gòu)因此由需要互相組裝在一起的多個(gè)分開的部分組成。文獻(xiàn)WO 91/15357公開了由陶瓷基體復(fù)合材料制成單件的渦輪機(jī)噴管元件。從條帶形式的坯體獲得纖維增強(qiáng)，該條帶形式的坯體可以是機(jī)織的，但是優(yōu)選針織的。對(duì)折條帶以獲得噴管元件的纖維預(yù)制件。在對(duì)應(yīng)于葉片的部分，通過(guò)下述方式折疊一段條帶的兩個(gè)邊緣占有并置位置，并且通過(guò)縫合連接在一起。因此，沿著在葉片縱向方向延伸的線條，在每個(gè)葉片外圍處，在機(jī)織或針織纖維增強(qiáng)中存在不連續(xù)性。這種不連續(xù)性從機(jī)械的視點(diǎn)看是不利的。文獻(xiàn)EPO 466 602也公開了由通過(guò)纖維預(yù)制件致密所獲得的CMC所制成的單件噴管元件。通過(guò)成形疊置的層或三維編織織物獲得預(yù)制件。噴管元件包括具有非對(duì)稱根部分的葉片，并且不帶有內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)，該扇區(qū)在它們與葉片連接的區(qū)域的每側(cè)上延伸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供不具有上述缺點(diǎn)的CMC噴管元件。通過(guò)由復(fù)合材料制造的單片渦輪機(jī)噴管元件達(dá)到該目的，該復(fù)合材料包含由基體致密的纖維增強(qiáng)，該基體至少部分是陶瓷的，噴管元件包括內(nèi)環(huán)線平臺(tái)扇區(qū)，外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)，和在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸和連接兩者的至少一個(gè)葉片，平臺(tái)扇區(qū)在它們與葉片或每個(gè)葉片的連接區(qū)的每側(cè)上延伸，噴管元件顯著特征在于纖維增強(qiáng)包括纖維結(jié)構(gòu)，該纖維結(jié)構(gòu)由三維或多層編織法所編織并在噴管元件的整個(gè)體積上和葉片或每個(gè)葉片的整個(gè)周邊上具
有連續(xù)性。在噴管元件的整個(gè)體積上編織的增強(qiáng)纖維結(jié)構(gòu)的存在，所述結(jié)構(gòu)在噴管元件的整個(gè)體積上具有連續(xù)性，即，不是通過(guò)組裝多個(gè)分別獲得的部分構(gòu)成的，并且在葉片或每個(gè)葉片的全部周邊上都具有連續(xù)性，即，在所述周邊中沒(méi)有任何編織的中斷，這些都有利于獲得好的機(jī)械性能。此外，它可以直接獲得單件增強(qiáng)纖維結(jié)構(gòu)。葉片或每個(gè)葉片可以是實(shí)心的，或者它可以具有沿著葉片整個(gè)長(zhǎng)度延伸并且向外開口直到平臺(tái)扇區(qū)內(nèi)的內(nèi)縱向通道。也有利地，噴管元件包括至少兩個(gè)在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸的葉片，和包括紗線的纖維結(jié)構(gòu)，該紗線沿著連續(xù)的路徑行走，該路徑沿著第一平臺(tái)扇區(qū)的一部分，沿著第一葉片，沿著另一個(gè)或第二平臺(tái)扇區(qū)的一部分，沿著第二葉片，然后沿著第一平臺(tái)扇區(qū)的一部分連續(xù)地延伸。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種能夠制造上述渦輪機(jī)噴管元件的方法。該方法包括·通過(guò)三維或多層編織法來(lái)制造編織的單件纖維坯體，該坯體在縱向方向上包括至少一個(gè)模式，該模式包括形成葉片預(yù)制件還體的第一段，在第一段的一個(gè)縱向端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼的第二段，在第一段的另一端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼的第二段;·第二段的折翼和第一段之間在第一段每側(cè)上其第一端之間相對(duì)樞轉(zhuǎn)，以引起第二段的折翼基本上垂直于第一段延伸，以及第三段的折翼和第一段之間在第一段每側(cè)上其第二端之間相對(duì)樞轉(zhuǎn)，以引起第三段的折翼基本上垂直于第一段，這樣來(lái)展開坯體；·成形展開的坯體以獲得噴管元件的纖維預(yù)制件，該纖維預(yù)制件具有通過(guò)成形第一段獲得的至少葉片預(yù)制件形成部分和從折翼獲得的平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件形成部分；和·用至少部分地是陶瓷的基體致密預(yù)制件，這樣就獲得了帶有纖維增強(qiáng)的單件渦輪機(jī)噴管元件，該纖維增強(qiáng)包括纖維預(yù)制件，該纖維預(yù)制件在噴管元件的整個(gè)體積上以及葉片或每個(gè)葉片的整個(gè)周邊上具有連續(xù)性。
優(yōu)選地，坯體制造有第二段和第三段，該第二段和第三段的寬帶要大于第一段的寬度并且該寬度側(cè)向延伸超過(guò)第一段的側(cè)邊緣。在這種情況下并且有利地，在第二和第三段的至少之一中，兩個(gè)折翼中每個(gè)折翼形成有補(bǔ)翼，該補(bǔ)翼在非折疊狀態(tài)中延長(zhǎng)折翼的部分，該折翼側(cè)向突出超過(guò)第一段的縱向邊緣，沿著所述邊緣延伸，同時(shí)與該邊緣分開，并且當(dāng)展開坯體時(shí)，使折翼的補(bǔ)翼與其它折翼的補(bǔ)翼互相地重疊?；ハ嘀丿B的補(bǔ)翼可以結(jié)合在一起，例如通過(guò)縫合或通過(guò)嵌入紗線或針來(lái)結(jié)合在一起。也優(yōu)選地，纖維坯體制成具有所述模式重復(fù)的單件，第一模式的第三段和連續(xù)的第二模式的第二段互相延伸和互相連續(xù)，同時(shí)展開還體時(shí)，使第一模式的第一段相對(duì)于第一模式的第三段在一個(gè)方向上樞轉(zhuǎn)，使第二模式的第一段在相反的方向上相對(duì)第二模式的第二段進(jìn)行樞轉(zhuǎn)以使第一和第二模式的第一段基本上互相平行。在這種情況下，當(dāng)展開坯體時(shí)，引起第一模式的第二段的折翼和連續(xù)的模式的第三段的折翼互相延伸以能夠形成平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件的一部分。坯體展開后，已經(jīng)互相延伸的折翼結(jié)合在一起，例如通過(guò)縫合或通過(guò)嵌入紗線或針來(lái)結(jié)合在一起。有利地，當(dāng)進(jìn)行坯體的多層編織時(shí)，在兩層之間形成非互相連接的區(qū)域以在第二段的兩個(gè)折翼之間和第一段的兩個(gè)折翼形成分離。也是有利地，在坯體的多層編織期間，在都沿著第一段的兩層之間形成非相互連接的區(qū)域，該非相互連接的區(qū)域僅僅在第一段寬度的一部分上延伸，距離其縱向邊緣一段距離，這樣成形后，它形成了帶內(nèi)通道的葉片纖維預(yù)制件，該內(nèi)通道在預(yù)制件的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。本發(fā)明也提供了渦輪機(jī)噴管，它包括多個(gè)并置的噴管元件，每個(gè)噴管元件都如上所述或者是通過(guò)上述方法獲得的。本發(fā)明也提供了裝有這種渦輪機(jī)噴管的燃?xì)鉁u輪機(jī)。


通過(guò)閱讀下面參考附圖，通過(guò)非限制性示例所給出的說(shuō)明，可以更好地理解本發(fā)明，其中圖I是燃?xì)鉁u輪機(jī)的一部分的軸向半剖面的部分示意圖。圖2是渦輪機(jī)噴管元件的立體示意圖。圖3是用于制造本發(fā)明第一實(shí)施方式中由CMC所制成的渦輪機(jī)噴管元件的纖維預(yù)制件的編織纖維坯體的示意圖。圖4、圖5和圖6是沿圖3的平面IV、V和VI的縱向剖面示意圖。圖7、圖8、圖9和圖10沿圖3的平面VII、VIII、IX和X的剖面示意圖。圖11表示準(zhǔn)備用于展開的圖3坯體的示意圖。圖12和圖13分別表示部分地和完全地展開時(shí)的圖11的坯體。圖14是成形展開的圖13的坯體后噴管元件預(yù)制件的立體示意圖。圖15表示制造由CMC所制成的渦輪機(jī)噴管元件的方法中連續(xù)的步驟。圖16是編織條帶的示意圖，由該條帶可以切出圖13中所示類型的坯體。圖17、圖18和圖19每個(gè)都表示用于圖3纖維坯體的部分的多層編織的兩個(gè)連續(xù)平面和對(duì)應(yīng)于圖7、圖8和圖9的剖面的示意圖。圖20是用于制造本發(fā)明第二實(shí)施方式中由CMC所制成的渦輪機(jī)噴管元件的纖維預(yù)制件的編織纖維坯體的示意圖。圖21是沿圖20平面XXI的縱向剖面視圖。圖22是表示準(zhǔn)備用于展開的圖20和圖21的坯體的側(cè)面正視圖。圖23和圖24分別表示部分地和完全地展開時(shí)的圖22坯體。圖25是用于制造本發(fā)明第三實(shí)施方式中由CMC所制成的渦輪機(jī)噴管元件的纖維
預(yù)制件的編織纖維坯體的示意圖。圖26沿圖25的平面XVI的縱向剖面示意圖。圖27是表示準(zhǔn)備用于展開的圖25和圖26的坯體的側(cè)面正視圖。圖28表示完全地展開時(shí)圖27的坯體。圖29是另一個(gè)噴管元件的立體示意圖。和圖30是表示用于制造圖29中所示類型的噴管元件的纖維預(yù)制件的編織坯體的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明更特別地涉及用于航空或用于工業(yè)上的燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)噴管。圖I是雙軸燃?xì)鉁u輪機(jī)中高壓(HP)渦輪機(jī)2的一部分和低壓(LP)渦輪機(jī)4的一部分的軸向半剖面的部分示意圖。HP渦輪機(jī)2通過(guò)HP渦輪機(jī)噴管3接收來(lái)自于燃燒室的氣體(箭頭F)。LP渦輪機(jī)4接收HP渦輪機(jī)2下游的氣體，并且包括多個(gè)渦輪機(jī)級(jí)，每個(gè)渦輪機(jī)級(jí)都包括LP渦輪機(jī)噴管，諸如5和轉(zhuǎn)子葉輪。HP和LP渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉輪以公知的方式通過(guò)各自共軸的軸分別地驅(qū)動(dòng)HP壓縮機(jī)以及LP壓縮機(jī)或風(fēng)扇。HP和LP渦輪機(jī)的噴管安裝在外殼上。每個(gè)噴管包括部分地確定氣流流道的內(nèi)和外環(huán)形平臺(tái)，以及在平臺(tái)之間延伸并且與其連接的多個(gè)靜葉片。葉片可以具有各自的內(nèi)縱向通道，該通道形成氣流道用于冷卻氣體。渦輪機(jī)噴管制造為單件或制造為并置的多個(gè)元件以構(gòu)建完整噴管，每個(gè)元件包括內(nèi)平臺(tái)扇區(qū)，外平臺(tái)扇區(qū)以及在它們之間延伸和連接它們的一個(gè)或多個(gè)葉片，這是已知的。在該實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于由多個(gè)并置的噴管元件組成的HP渦輪機(jī)噴管或LP渦輪機(jī)噴管。更通常地，本發(fā)明應(yīng)用于單軸或多軸燃?xì)鉁u輪機(jī)中的渦輪機(jī)噴管。圖2表示根據(jù)本發(fā)明可以制造的渦輪機(jī)噴管元件的實(shí)施例。渦輪機(jī)噴管元件E包括內(nèi)環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)20，外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)30以及在所示實(shí)施例中，在平臺(tái)扇區(qū)20和30之間延伸，并且與它們兩個(gè)連接的兩個(gè)葉片IOa和10b?？梢钥闯銎脚_(tái)扇區(qū)在與葉片連接的連接區(qū)的每側(cè)上延伸。葉片具有各自的縱向通道12a和12b，該通道在葉片端部向外開口，在平臺(tái)扇區(qū)20和30的外表面中。在位于上游和下游(氣流的流動(dòng)方向)的它們端部的一個(gè)和/或另一個(gè)端部，平臺(tái)扇區(qū)可以具有突出部分，諸如凸緣26、36或凸邊28,380參考圖3到圖10，它們表示纖維結(jié)構(gòu)或坯體100，通過(guò)它們可以獲得用于制造圖2中所示的渦輪機(jī)噴管元件的纖維預(yù)制件，元件制成CMC單件。如下所述，通過(guò)多層編織制造坯體100。在縱向方向A上，坯體100包括圖3中通過(guò)虛線分別表示的兩個(gè)相似的連續(xù)模式Ma和Mb。模式Ma包括第一段110a，在第一段IlOa的第一縱向端延伸的第二段120a，和在第一段IlOa的另一個(gè)縱向端延伸的第三段130a。以相似的方式,模式Mb包括第一段IlOb,在第一段IlOb的第一縱向端延伸的第二段120b，和在第一段IlOb的另一個(gè)縱向端延伸的第三段130b。段130a和120b相互延伸，并且相互連續(xù)。段I IOa和IlOb用于形成葉片IOa和IOb的纖維預(yù)制件部分。段IlOa和IlOb在該實(shí)施例中幾乎具有相同的寬度1，該寬度I基本上是恒定的。然而，段IlOa和IlOb可以給出變化的寬度以反映變化橫向維度的葉片IOa和10b，這是在所述橫向維度變化顯著的情況下。在該實(shí)施例中，段120a、130a、120b、130b同樣地幾乎都具有相同的寬度L，該寬度L基本上是恒定的。寬度L大于寬度I。段120a和130a在段IlOa每側(cè)上側(cè)向地延伸超過(guò)段IlOa的縱向邊緣。相似地，段120b和130b在段IlOb每側(cè)上側(cè)向地延伸超過(guò)段IlOb的側(cè)向邊緣。如圖4到圖10所示，在坯體100的一個(gè)縱向端，段120a在分離區(qū)123a的每側(cè)上形成互相面對(duì)的并連接段IlOa第一端的兩個(gè)折翼121a和122a。相似地，在坯體100的另一個(gè)縱向端，段130b在分離區(qū)133b的每側(cè)上形成互相面對(duì)的并連接段IlOb第二端的兩個(gè)折翼131b和132b。在段IlOa的每側(cè)上，折翼121a和122a延伸有補(bǔ)翼12Γ a和122' a,這兩個(gè)補(bǔ)翼沿著段IlOa的縱向邊緣延伸有限的距離，同時(shí)與其分離。同樣地，在段130b的每側(cè)上，折翼131b和132b延伸有補(bǔ)翼13Γ b和132' b，這兩個(gè)補(bǔ)翼沿著段130b的縱向邊緣延伸有限的距離，同時(shí)與其分離。在坯體100的中心部分，段130a因此形成位于分離區(qū)133a的每側(cè)上和連接段IlOa的第二端的兩個(gè)面對(duì)的折翼131a和132a，段120b形成位于分離區(qū)123b的每側(cè)上和連接段IlOb的第一端的兩個(gè)面對(duì)的側(cè)翼121b和122b。進(jìn)行多層編織后通過(guò)進(jìn)行切割，或者以下面所解釋的方式，通過(guò)在多層編織期間設(shè)置非相互連接的區(qū)可以獲得面對(duì)的折翼之間的分離區(qū) 123a、133a、123b 和 133b。段IlOa和IlOb中每個(gè)段在其整個(gè)長(zhǎng)度上都具有各自的分離區(qū)112a或112b，該分離區(qū)通過(guò)僅僅中間部分將該段分成兩個(gè)面對(duì)的部分，分離區(qū)終止于距離段IlOa或IlOb的縱向邊緣的一段距離處。分離區(qū)112a和112b用于使葉片中縱向通道12a和12b能夠形成，并且它們與它們將要連接的折翼之間的分離區(qū)位于相同的水平上。進(jìn)行多層編織后通過(guò)進(jìn)行切割，或者以下面所解釋的方式，通過(guò)在進(jìn)行多層編織時(shí)設(shè)置非相互連接的區(qū)可以獲得分離區(qū)112a和112b。下面參考圖11到15描述由坯體100形成噴管元件預(yù)制件的方法。在坯體100的整個(gè)寬度上和其厚度的一部分上形成橫向切口 134，以分開折翼132a和122b的端部(圖11)。此外，通過(guò)移除材料來(lái)減少補(bǔ)翼12Γ a,122/ a、13f b和132; b的厚度，以使它們?cè)陔S后的坯體100展開期間能夠被重疊，而與折翼的厚度比較，不會(huì)形成明顯額外的厚度。補(bǔ)翼的厚度實(shí)際上可以被減少到一半，如所示，或者它們可以被逐步地減少以形成斜面。在折翼121a和131b的端部進(jìn)行相似的厚度減少。應(yīng)該觀察到折翼131a和121b通過(guò)它們共有的端部保持連接在一起。如圖11中箭頭所示，引起折翼121a和122a在在段IlOa的每側(cè)上其第一端樞轉(zhuǎn)，以引起它們基本上垂直于段110a，并且引起折翼131b和132b在段IlOb的每側(cè)上在其第二端樞轉(zhuǎn)，以引起它們基本上垂直于段110b。補(bǔ)翼12Γ a和122' a互相重疊，如補(bǔ)翼131' b和132' b互相重疊一樣。此外，引起折翼132a相對(duì)段IlOa在其第二端樞轉(zhuǎn)，以引起它基本上垂直于段IlOa延伸，并且引起折翼122b相對(duì)于段IlOb的第一端樞轉(zhuǎn)，以引起它基本上垂直于段IlOb延伸。坯體100的形狀然后如圖12中所示。圖12中箭頭表示展開是如何繼續(xù)進(jìn)行折翼121a和122a所形成的組件，段110a，并且在段IlOa的第二端的折翼132a被樞轉(zhuǎn)，繼續(xù)進(jìn)行折翼131b和132b所形成的組件，段IlOb和在段IlOb的第二端的折翼122b也被樞轉(zhuǎn)。如圖13所示，由此引起段IlOa和IlOb基本上互相平行和折翼121a和131b的向下薄端互相重疊。為使如圖13中所示形狀的展開還體更容易地保持形狀,例如,通過(guò)縫合(125、135和126)，相互重疊的補(bǔ)翼12Γ a和122' a，和同樣的131' b和132' b，以及折翼121a和131b的相互重疊端可以連接在一起?？梢允褂闷渌倪B接技術(shù)，例如可以嵌入紗線或針。如圖13中所示，展開的坯體具有接近待要制造的噴管元件的形狀的形狀。通過(guò)加工包括用于成形內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)的預(yù)制件的元件，用于成形葉片預(yù)制件的外形的元件和用于成形它們縱向內(nèi)通道的元件，來(lái)成形噴管元件的預(yù)制件，成形元件穿到分離區(qū)112a和112b 中。圖14是所得到的預(yù)制件140的示意圖，該預(yù)制件140能夠獲得圖2的噴管元件。形成內(nèi)平臺(tái)的預(yù)制件120的部分由折翼132a、折翼131a和121b (它們?cè)谄涔灿卸吮３窒嗷ミB接)和折翼122b形成。形成外平臺(tái)的預(yù)制件130的部分由折翼122a、121a、131b和132b形成。用于葉片的預(yù)制件部分由段IlOa和IlOb形成。為了獲得與平臺(tái)預(yù)制件端部的凸邊的形狀接近的形狀部分，切口 127和137可以通過(guò)圖13中所示的方式形成。在圖15中概述了制造圖2由CMC所制成的噴管元件的方法的連續(xù)步驟。在步驟151中，通過(guò)三維(3D)編織法或通過(guò)多層編織法編織圖16中所示類型的纖維條帶150，以提供一排連續(xù)的纖維坯體100。在所示的實(shí)施例中，坯體100的縱向方向A在經(jīng)向方向，S卩，在條帶150的縱向方向上延伸。在變化形式中，它們可以定向在緯向，在條帶150的橫向方向。此外，在條帶150的寬度上可以編織幾排平行的坯體。用陶瓷纖維紗線，例如，基于SiC的纖維紗線，諸如，例如由日本供應(yīng)商N(yùn)ipponCarbon以“Nicalon”名稱所供應(yīng)的纖維紗線,編織纖維條帶150。然而,可以設(shè)想使用由碳纖維所制成的紗線。圖17、圖18和圖19是放大比例的紗線剖面圖，表示編織的兩個(gè)連續(xù)的平面，用于分別對(duì)應(yīng)于圖7、圖8、圖9的剖面的坯體100的一部分。條帶150包括一組經(jīng)紗層，在該實(shí)施例中這些層的數(shù)量等于8(層C1到C8)，該經(jīng)紗通過(guò)緯紗連接在一起。在所示的實(shí)施例中，編織是用緞面織法或多緞面織法進(jìn)行的多層編織?？梢允褂闷渌愋偷?D或多層編織法，例如使用多平紋編織法或帶有連鎖類型編織的織法的多層織法。這里使用的術(shù)語(yǔ)“連鎖”織法意指用編織進(jìn)行的織法，其中每層經(jīng)紗相互連接多層緯紗，在給定的緯紗列中所有紗線以相同的方式在編織平面中移動(dòng)。在文獻(xiàn)W02006/136755中描述了各種3D或多層編織技術(shù)。在坯體100的段120a中，圖17表示將經(jīng)紗C1到C4層連接在一起的緯紗&到t3，將經(jīng)紗C5到C8層連接在一起的緯紗t5到t7，層C4到C5不連接在一起以留下非相互連接區(qū)，形成折翼121a和122a之間的分離123a。在坯體100的段120b、130a和130b中進(jìn)行相同
的程序。在鄰接段IlOa的第一端的部分中，圖18表示將經(jīng)紗C1到C4層連接在一起的緯紗h到t3，以及將經(jīng)紗C5到C8層連接在一起的緯紗t5到t7。在經(jīng)紗的層C4和C5之間設(shè)置非相互連接的區(qū)，以在折翼121a和122a的補(bǔ)翼12Γ a和122' a之間形成分離123a和以在段IlOa的中心部分中形成分離區(qū)112a。層C4和C5通過(guò)經(jīng)紗t4在段IlOa的側(cè)面部分連接在一起。在鄰近段IlOb的第二端的部分中進(jìn)行相同的程序。在段IlOa的剩余部分中，圖19表示如何在經(jīng)紗的層C4和C5之間設(shè)置中心的非相互連接的區(qū)以在段IlOa的中心部分中形成分離區(qū)112a。如圖18所示，層(；和C5在段IlOa的側(cè)面部分被連接在一起。對(duì)于段IlOb進(jìn)行相同的程序。用于制造段120a、130a、120b和130b的在段IlOa和IlOb的每側(cè)上延伸的經(jīng)紗在段IlOa和IlOb中不被編織。在條帶150中，在連續(xù)坯體之間提供額外長(zhǎng)度的區(qū)101 (圖16)，以提供用于切割的邊緣。在步驟152中，優(yōu)選地處理?xiàng)l帶以排除存在于纖維上漿料，例如，通過(guò)短時(shí)熱處理，并且也用于排除纖維表面上氧化物的存在，例如，通過(guò)氫氟酸處理。在步驟153中，通過(guò)化學(xué)氣相滲透(CVI)在纖維條帶的纖維上形成薄界面相涂層。舉例說(shuō)明，界面相涂層材料是熱解炭(PyC)、氮化硼(BN)或硼摻碳(BC，例如，具有5%到20%的B，平衡的是C)。薄界面相涂層優(yōu)選地具有小的厚度，例如，不大于100納米(nm)，或者實(shí)際上不大于50nm，以在纖維坯體中保持良好的變形能力。厚度優(yōu)選地是至少10nm。在步驟154中，用固結(jié)組合物浸潰纖維條帶，該纖維條帶帶有用薄界面相涂層所涂層的纖維，該固結(jié)組合物通常是在溶劑中可以稀釋的樹脂?？梢允褂锰记绑w樹脂，例如，分別作為SiCN、SiCo和SiC前體的聚硅氮烷、聚硅氧烷或聚碳硅烷樹脂。通過(guò)排除任何樹脂溶劑干燥后(步驟155)，切割單個(gè)的纖維坯體100 (步驟156)。在切割期間，排除在段IlOa的每側(cè)上段120a和130a之間延伸的經(jīng)紗部分，如同在段IlOb的每側(cè)上段120b和130b之間延伸的經(jīng)紗部分。此外，制造切口以從段IlOa分開補(bǔ)翼121' a和122' a，和以從段IlOb分開補(bǔ)翼131' b和132' b。在步驟157中，通過(guò)成形工具，例如由石墨所制成的成形工具來(lái)制備、展開和成形用這種方法所切割的纖維坯體，以獲得參考圖11到圖14上述的預(yù)制件150。此后，固化樹脂(步驟158)和熱解固化的樹脂(步驟159)。通過(guò)逐步地升高成形工具中溫度，固化和熱解可以相繼地進(jìn)行。熱解后，獲得纖維預(yù)制件，該纖維預(yù)制件已經(jīng)被熱解殘基固化了。選擇固化樹脂的量以使熱解樹脂充分地與預(yù)制件的纖維結(jié)合在一起，以使預(yù)制件能夠被處理，同時(shí)保持其形狀，而不需要借助于加工工具，優(yōu)選地，盡可能少地選擇固化樹脂的量，這是可以理解的。排除漿料、進(jìn)行酸處理以及在Sic纖維的基質(zhì)上形成界面涂層已經(jīng)是已知的?？梢詤⒖嘉墨I(xiàn)US 5 071 679。如果需要，可以通過(guò)CVI進(jìn)行第二界面相層，以獲得完全的纖維基體界面相，該界面相的厚度足以進(jìn)行復(fù)合材料的脆化釋放功能。第二界面相層可以是選自Pyc、BN和BC的材料，并且它不必與第一界面相層的材料相同。第二界面相層的厚度優(yōu)選地不小于lOOnm。然后，用陶瓷基質(zhì)致密固化的預(yù)制件?？梢酝ㄟ^(guò)CVI進(jìn)行這種致密，以能夠在相同的烘爐中相繼地進(jìn)行第二界面相層的形成和通過(guò)陶瓷基體的致密。通過(guò)陶瓷基體，特別是SiC基體的預(yù)制件的CVI致密是公知的。可以使用包含甲基三氯硅烷(MTS)和氫氣(H2)的反應(yīng)氣體。固化的預(yù)制件放置在密封室里，不需要維持成形的加工工具的幫助，并且將氣體引入密封室。在特別是溫度和壓力可控的條件下，氣體擴(kuò)散到預(yù)制件的孔中以通過(guò)氣體組分之間的反應(yīng)沉積SiC基體。自然地，根據(jù)所期望的復(fù)合材料的性質(zhì)，使用除了陶瓷纖維以外的纖維，例如碳纖維所制成的纖維條帶可以實(shí)施該方法。然后省略用于排除氧化物層的酸處理。同樣地，可以使用除了 SiC基體以外的基體，特別是碳基體或自愈合基體進(jìn)行固化預(yù)制件的CVI致密，自愈合基體材料的例子是Si-B-C三組分體系或碳化硼B(yǎng)4C。可以參考文獻(xiàn)US 5 246 736和US 5 965 266，所述文獻(xiàn)描述了通過(guò)CVI獲得這種自愈合基體。 可以通過(guò)兩個(gè)連續(xù)步驟進(jìn)行致密(步驟161和163)，這兩個(gè)步驟被步驟162所分開，步驟162是加工要制成期望維度的部件。第二次致密步驟不僅用于完成對(duì)復(fù)合材料核心的致密，也用于在加工期間是裸露的任何纖維上形成表面涂層。應(yīng)該觀察到，在固化后及熱解樹脂前，可以在步驟158和159之間進(jìn)行預(yù)加工或修
難
iF. O在變化形式中，在編織纖維條帶150和進(jìn)行處理以排除漿料和氧化物后，可以從纖維條帶切割單個(gè)的纖維坯體100，然后展開每個(gè)纖維坯體，用成形工具進(jìn)行成形，在成形中它被固定住以通過(guò)CVI形成釋放脆化的界面相層。在預(yù)制件還在成形工具中被固定成形時(shí)，通過(guò)部分致密固化它，通過(guò)CVI在纖維表面上形成陶瓷沉積來(lái)進(jìn)行固化。通過(guò)CVI的界面相層的形成以及通過(guò)CVI，通過(guò)陶瓷沉積的固化可以在相同CVI烘爐中相繼地進(jìn)行。成形加工工具優(yōu)選地由石墨制成，并且具有有利于反應(yīng)氣體通過(guò)的孔洞以通過(guò)CVI沉積界面相和沉積陶瓷。當(dāng)固化足以允許處理預(yù)制件，同時(shí)在不需要支持工具幫助的情況下保持其形狀，從成形工具拔出固化預(yù)制件，并且進(jìn)行通過(guò)CVI用陶瓷基體的致密。圖20到圖22表示纖維坯體200，從該坯體200可以獲得纖維預(yù)制件，該纖維預(yù)制件用于制造由CMC所制成單件的渦輪機(jī)噴管元件，該元件包括內(nèi)平臺(tái)扇區(qū)和外平臺(tái)扇區(qū)以及在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸和連接它們兩個(gè)的三個(gè)葉片。在縱向方向A上，坯體200包括三個(gè)相似的模式Ma、Mb和Mc，它們與上述坯體100的模式Ma和Mb相似，并且用虛線分開表示。因此，模式Ma包括用以形成第一葉片的預(yù)制件部分的第一段210a，在第一段210a的第一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼221a和222a的第二段220a，在第一段210a的另一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼231a和232a的第三段230a。模式Mb包括用以形成第二葉片的預(yù)制件部分的第一段210b，在第一段210b的第一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼221b和222b的第二段220b,在第一段210b的另一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼231b和232b的第三段230b。模式Mc包括用以形成第三葉片的預(yù)制件部分的第一段210c，在第一段210c的第一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼221c和222c的第二段220c，在第一段210c的另一縱向端延伸和形成兩個(gè)相互面對(duì)的折翼231c和232c的第三段230c。段230a和220b相互延伸和是相互連續(xù)的，如同段230b和220c—樣。在每個(gè)模式中，第二和第三段具有大于第一段寬度的寬度，并且它們延伸超過(guò)其縱向邊緣的水平。在段210a的每側(cè)上，折翼221a和222a以與坯體100的折翼121a和122a相同的方式延伸有補(bǔ)翼221' a和222' a。相似地，在段230c的每側(cè)上，折翼231c和232c以與坯體100的折翼131b和132b相同的方式延伸有補(bǔ)翼231' c和232' C。段210a、210b和210c具有基本上恒定的相同寬度。然而，當(dāng)所構(gòu)建的噴管元件中葉片的橫向維度變化很大時(shí)，它們也可以具有變化的寬度。以與段IlOa和IlOb相同的方式，每個(gè)段210a、210b和210c沿著其整個(gè)長(zhǎng)度都具有各自的分離區(qū)212a、212b或212c，該分離區(qū)僅僅形成在中間部分。這些分離區(qū)終止于與段210a、210b和210c的縱向邊緣的一段距離處，并且它們達(dá)到折翼之間的分離區(qū)。
以與坯體100相同的方式，從包含一排或多排坯體的連續(xù)編織條帶切割坯體200。編織是3D或多層類型編織。如上所述，或者通過(guò)編織后的切割，通過(guò)在編織期間提供非相互連接的區(qū)，可以形成段220a、230a、220b、230b、220c和230c的折翼之間的分離區(qū)和段210a、2IOb和210c的中間部分中的分離區(qū)。如圖22中所示，通過(guò)制造切口 234和235，準(zhǔn)備用于展開的坯體200，以分離折翼232a和222b的端部，和以分離折翼231b和221c的端部。以和用于坯體100的方式相同的方式，在補(bǔ)翼22Γ a、222' a、231' c和232' c中，以及在折翼221a、231b和231c的端部中也可以進(jìn)行厚度的減少，以在展開坯體后疊置它們時(shí)避免額外的厚度。折翼231a和221b在它們的端部保持連接在一起，和折翼232b和222c —樣。圖23 表示樞轉(zhuǎn)折翼 221a, 222a,、232a、222b、231b、221c、231c 和 232c 后，坯體 200部分地被展開，如圖22中箭頭所示，折翼然后基本上垂直于縱向方向A延伸。圖24表示由折翼221a和222a，段210a和折翼232a所形成的組件和由折翼231b，段210b和折翼222b所形成的組件以及由折翼231c和232c，段210c和折翼221a所形成的組件已經(jīng)樞轉(zhuǎn)后，完全展開狀態(tài)的坯體200，如圖23中箭頭所示。相互重疊的折翼的補(bǔ)翼和端部通過(guò)縫合或通過(guò)嵌入紗線或針可以結(jié)合在一起。通過(guò)成形工具來(lái)成形展開的坯體，該成形工具具有用于成形內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件的元件，用于成形葉片預(yù)制件外部形狀的元件和用于成形它們縱向內(nèi)通道的元件，后面的成形元件穿入到分離區(qū)212a、212b和212c中。因此可以獲得噴管元件預(yù)制件，其中內(nèi)平臺(tái)預(yù)制件部分由折翼232a、折翼231a和221b、折翼222b、折翼232c和折翼231c制成，外平臺(tái)預(yù)制件部分由折翼222a、折翼221a、折翼231b、折翼232b和222c和折翼221c所制成，葉片預(yù)制件部分由段210a、210b和210c所形成?？梢孕纬汕锌?227和237以在平臺(tái)預(yù)制件的一個(gè)端部獲得凸邊的形狀。用于構(gòu)建由CMC所制成的噴管元件的完整方法可以按照參考圖15所描述的方法。圖25和圖26表示纖維坯體300，由該纖維坯體300可以獲得用于制造CMC單件的渦輪機(jī)噴管的纖維預(yù)制件，該噴管帶有內(nèi)平臺(tái)扇區(qū)、外平臺(tái)扇區(qū)和在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸并且連接兩者的單個(gè)葉片。在縱向方向A上，坯體300包括模式M，該模式M包括用于形成渦輪機(jī)噴管葉片的預(yù)制件部分的第一段310，在第一段310的一個(gè)縱向端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼321和322的第二段320，在第一段310的另一個(gè)縱向端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼331和332的第三段330。段320和330的寬度大于段310的寬度，并且它們延伸超過(guò)了其縱向邊緣。在段310的每側(cè)上，以坯體100的折翼121a和122a相同的方式，折翼321和322延伸有補(bǔ)翼32Γ和322 ^，同時(shí)以坯體100的折翼131b和132b相同的方式，折翼331和332延伸有331'和 332'。段310的寬度基本上是恒定的。然而，可以給出變化的寬度，這樣當(dāng)所述橫向維度顯著地變化時(shí)，放映渦輪機(jī)噴管葉片變化的橫向維度。段310在其整個(gè)寬度上具有僅在中間部分中所形成的分離區(qū)312，該分離區(qū)終止于距離段310的縱向邊緣一段距離處。以和坯體100相同的方式，從包含一排或多排坯體的連續(xù)編織條帶切割坯體300。編織是3D或多層編織的類型。如上所述，或者通過(guò)編織后形成切割，通過(guò)編織期間設(shè)置非相互連接的區(qū)來(lái)形成折翼321和322之間、折翼331和332之間以及段310中的分離區(qū)。 如圖27所示，通過(guò)在補(bǔ)翼32Γ ,322/、33Γ和332'中形成厚度減少來(lái)準(zhǔn)備用于展開的坯體300，以避免展開坯體后疊置它們時(shí)的額外厚度。圖28表示如圖27中箭頭所示，通過(guò)樞轉(zhuǎn)折翼321、322、331和332所展開的坯體300，然后折翼基本上垂直于縱向方向A延伸。相互重疊的補(bǔ)翼32Γ和322 ^通過(guò)縫合或通過(guò)嵌入紗線或針可以結(jié)合在一起，如同補(bǔ)翼33Γ和332' —樣。通過(guò)成形工具來(lái)成形展開的坯體，該成形工具具有用于內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件的成形元件，用于葉片預(yù)制件外部形狀的成形元件和用于葉片預(yù)制件中縱向內(nèi)通道的成形元件，后面的成形元件穿入到分離區(qū)312中。這提供了噴管元件預(yù)制件，其中內(nèi)平臺(tái)預(yù)制件部分由折翼331和332制成，外平臺(tái)預(yù)制件部分由折翼321和322制成，葉片預(yù)制件由段310所組成?？梢孕纬汕锌?327和337以在平臺(tái)預(yù)制件的一個(gè)端部獲得凸邊的形狀。用于構(gòu)建由CMC所制成的噴管元件的完整方法可以按照參考圖15所描述的方法。上面的描述涉及具有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)葉片的CMC噴管元件的實(shí)施方式。自然地，通過(guò)形成具有期望數(shù)量的連續(xù)模式，諸如模式Ma、Mb和Mc的纖維坯體，葉片的數(shù)量可以更多。而且，在上面的描述中，所述噴管元件描述為制成帶有一個(gè)或多個(gè)中空葉片，每個(gè)具有縱向內(nèi)通道。然而，本發(fā)明也適于制造帶有一個(gè)或多個(gè)實(shí)心葉片的噴管元件。對(duì)于該實(shí)心葉片，在纖維坯體編織期間，在將要構(gòu)成葉片預(yù)制件的任何部分中提供非相互連接的區(qū)。上面的描述涉及制造圖2中所示類型的噴管元件，其中內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)互相基本上平行地延伸。然而，本發(fā)明也適于下面的情況待制造的CMC噴管元件E'具有互相不平行的內(nèi)和外平臺(tái)元件60和70，如圖29中所示。在該實(shí)施例中，如同圖2中，噴管元件具有在平臺(tái)扇區(qū)60和70之間延伸和與其連接的兩個(gè)葉片50a和50b，該葉片具有沿著它們整個(gè)長(zhǎng)度延伸的縱向通道52a和52b。平臺(tái)扇區(qū)在葉片連接區(qū)的每側(cè)上延伸。通過(guò)展開纖維坯體，諸如圖30中坯體400可以獲得用于制造噴管元件E'的纖維預(yù)制件，使用3D或多層編織法編織該纖維坯體。為了簡(jiǎn)化的原因，坯體400的元件給出了與圖3中具有相同功能的坯體100的元件相同的附圖標(biāo)記。坯體400不同于坯體100，因?yàn)橐粋€(gè)模式的第一段和相同模式的第二和第三段至少之一之間的連接相對(duì)于縱向方向A的法線以非零角度延伸。因此，如圖30中所示，段120a連接段IlOa以相對(duì)于方向A的法線形成非零角度α，并且段130a通過(guò)相對(duì)于方向A的法線形成非零的角度β連接段120a。在該實(shí)施例中，角度α和β具有相反的符號(hào)。以相似的方式，段130b通過(guò)形成基本上等于α的角度來(lái)連接段110b，并且段120b通過(guò)形成基本上等于β的角度來(lái)連接段110b。坯體400以和坯體100相同的方式展開。像坯體100 —樣，從連續(xù)編織的條帶切割坯體400。可以進(jìn)行圖30中虛線所畫出輪廓所限定部分的3D或多層編織，然后進(jìn)行切割以獲得坯體400的外形。也可以在編織期 間在首先地模式第一段和其次地相同模式的第二和第三段的每個(gè)之間的連接處進(jìn)行斜紋路編織。自然地，具有互相不平行的內(nèi)和外平臺(tái)扇區(qū)的CMC噴管元件可以制造成帶有除了2片葉片數(shù)量以外的一些數(shù)量的葉片。
權(quán)利要求
1.一種由復(fù)合材料所制成的單件渦輪機(jī)噴管元件，該復(fù)合材料包括由至少部分地是陶瓷的基體致密的纖維增強(qiáng)，該噴管元件包括內(nèi)環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(20 ;60)，外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(30 ；70)，以及在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸和連接它們兩者的至少一個(gè)葉片(10a、IOb ;50a、50b)，平臺(tái)扇區(qū)在它們與葉片或每個(gè)葉片的連接區(qū)的每側(cè)上延伸，該元件的特征在于纖維增強(qiáng)包括纖維結(jié)構(gòu)，該纖維結(jié)構(gòu)由三維或多層編織法所編織并且在噴管元件的整個(gè)體積上和葉片或每個(gè)葉片的整個(gè)周邊上具有連續(xù)性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴管元件，其特征在于葉片或每個(gè)葉片具有在葉片整個(gè)長(zhǎng)度上延伸和在平臺(tái)扇區(qū)中向外開口的內(nèi)縱向通道(12a、12b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴管元件，其特征在于葉片或每個(gè)葉片是實(shí)心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)噴管元件，其特征在于它包括在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸的至少兩個(gè)葉片(10a、10b ;50a、50b)，并且纖維結(jié)構(gòu)包括紗線，該紗線沿著連續(xù)的路徑行走，該路徑沿著第一平臺(tái)扇區(qū)的一部分，沿著第一葉片，沿著另一個(gè)或第二平臺(tái)扇區(qū)的一部分，沿著第二葉片，然后沿著第一平臺(tái)扇區(qū)的一部分連續(xù)地延伸。
5.—鐘制造由復(fù)合材料所制成的單件渦輪機(jī)噴管元件的方法，該復(fù)合材料包括由至少部分地是陶瓷的基體致密的纖維增強(qiáng)，該噴管元件包括內(nèi)環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(20 ;60)，外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(30 ;70)，以及在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸和連接它們兩者的至少一個(gè)葉片(10a、10b ;50a、50b)，該方法包括通過(guò)三維或多層編織法制造纖維坯體，成形纖維坯體以獲得噴管元件的纖維預(yù)制件，和用至少部分地是陶瓷的基體致密預(yù)制件，該方法特征在于 通過(guò)三維或多層編織法制造編織的單件纖維坯體(100 ；200 ；300 ;400)，該坯體在縱向方向上包括至少一個(gè)模式，該模式包括形成葉片預(yù)制件坯體的第一段(110a、110b、210a、210b、210c ；310),在第一段的一個(gè)縱向端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼(121a_122a、121b-122b ;221a-222a ;221b-222b ;221c、222c ;321-322)的第二段(120a、120b ;220a、220b,220c ;320)，在第一段的另一端延伸和形成互相面對(duì)的兩個(gè)折翼(131a_132a、131b-132b ;231a-232a、231b-232b、231c-232c ;331-332)的第三段(130a, 130b ；230a,230b, 230c ；330)； 第二段的折翼和第一段之間在第一段每側(cè)上其第一端進(jìn)行相對(duì)樞轉(zhuǎn)，以引起第二段的折翼基本上垂直于第一段延伸，以及第三段的折翼和第一段之間在其每側(cè)上其第二端進(jìn)行相對(duì)樞轉(zhuǎn)，以引起第三段的折翼基本上垂直于第一段，這樣來(lái)展開坯體；和 成形展開的坯體以獲得噴管元件的纖維預(yù)制件(140)，該纖維預(yù)制件具有通過(guò)成形第一段獲得的至少一個(gè)葉片預(yù)制件形成部分和從折翼獲得的平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件形成部分； 因此，致密后，用包括纖維預(yù)制件的纖維增強(qiáng)獲得單件渦輪機(jī)噴管元件，該纖維預(yù)制件在噴管元件的整個(gè)體積上以及葉片或每個(gè)葉片的整個(gè)周邊上具有連續(xù)性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于坯體制造成具有第二段和第三段，該第二段和第三段的寬度大于第一段的寬度和側(cè)向地延伸超過(guò)第一段的側(cè)邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于第二和第三段至少之一中，兩個(gè)折翼中每個(gè)折翼形成有補(bǔ)翼(121' a-122' a、131' b-132/ b ；221' a~222' a、231' c-232' c ；321' -322;、331' -332;)，所述補(bǔ)翼在非展開狀態(tài)時(shí)延長(zhǎng)折翼的部分，該折翼側(cè)向地突出超過(guò)第一段的縱向邊緣，沿著所述邊緣延伸，同時(shí)與其分離，當(dāng)展開坯體時(shí)，引起折翼的補(bǔ)翼與另一個(gè)折翼的補(bǔ)翼相互地重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于相互重疊的補(bǔ)翼結(jié)合在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于纖維坯體制成帶有所述模式重復(fù)的單件，第一模式的第三段(130a;230a、230b)和連續(xù)的第二模式的第二段(120b ;220b、220c)互相延伸和互相連續(xù)，同時(shí)展開還體時(shí)，引起第一模式的第一段(110a;210a)相對(duì)于第一模式的第三段(130a ;230a)在一個(gè)方向上樞轉(zhuǎn)，引起第二模式的第一段(110b ；210b)在相反的方向上相對(duì)第二模式的第二段(120a ；220a)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)以使第一和第二模式的第一段基本上互相平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于當(dāng)展開坯體時(shí)，引起第一模式的第二段的折翼(121a ;221a，222b)和連續(xù)的模式的第三段的折翼(131b ;231b，232c)互相延伸以能夠形成平臺(tái)扇區(qū)預(yù)制件的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于展開坯體后，已經(jīng)互相延伸的折翼結(jié)合在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于當(dāng)進(jìn)行坯體的多層編織時(shí)，在兩層之間形成非互相連接的區(qū)域(123a、133a、123b、133b)以在第二段的兩個(gè)折翼之間和第三段的兩個(gè)折翼之間形成分離。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在坯體的多層編織期間，在都沿著第一段的兩層之間形成非相互連接的區(qū)域(112a、112b;212a、212b、212c ;312)，該非相互連接的區(qū)域僅僅在第一段寬度的一部分上延伸，距離其縱向邊緣一段距離，這樣成形后，它形成了帶內(nèi)通道的葉片纖維預(yù)制件，該內(nèi)通道在預(yù)制件的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
14.一種渦輪機(jī)噴管，它包括多個(gè)并置的噴管元件，每個(gè)噴管元件是根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的噴管元件或者是通過(guò)權(quán)利要求5至13中任一權(quán)利要求所述的方法獲得的。
15.一種燃?xì)鉁u輪機(jī)，其裝有權(quán)利要求14所述的渦輪機(jī)噴管。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)噴管元件，該渦輪機(jī)噴管元件包括內(nèi)環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(20；60)，外環(huán)形平臺(tái)扇區(qū)(30；70)，以及在平臺(tái)扇區(qū)之間延伸和與它們兩者連接的至少一個(gè)葉片(10a、10b；50a、50b)。噴管元件包括復(fù)合材料的單件，該復(fù)合材料包括由至少部分地是陶瓷的基體致密的纖維增強(qiáng)，該纖維增強(qiáng)包括纖維結(jié)構(gòu)，該纖維結(jié)構(gòu)由三維或多層編織法所編織并且在噴管元件的整個(gè)體積上和葉片的整個(gè)周邊上具有連續(xù)性。
文檔編號(hào)C04B35/80GK102803657SQ201080027378
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者多米尼克·庫(kù)普, 紀(jì)堯姆·吉恩-克勞德·羅伯特·雷濃 申請(qǐng)人:斯奈克瑪, 斯奈克瑪穩(wěn)固推進(jìn)力公司