軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的導(dǎo)向輪葉組件葉片箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片定子。更明確地，本發(fā)明涉及一種形成葉片箱的軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)定子的角扇區(qū)。本發(fā)明同樣涉及一種設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的定子扇區(qū)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中引導(dǎo)流動(dòng)的功能通過設(shè)有葉片的定子部分來(lái)保證。具體地，在設(shè)置葉片的導(dǎo)向輪葉組件的協(xié)助下，流動(dòng)在軸向壓縮機(jī)中轉(zhuǎn)向，葉片在同心套環(huán)之間延伸。由于葉片，外部套環(huán)固定至外部殼體并且內(nèi)部套環(huán)附連至內(nèi)部殼體。
[0003]為了減輕定子，已知在本領(lǐng)域中某些套環(huán)以復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)化定子組件，套環(huán)可以是半套環(huán)或者可以是套環(huán)扇區(qū)，該套環(huán)扇區(qū)遍布渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的角片段。因?yàn)樵撨x擇減小定子的剛度，該缺陷可以通過實(shí)現(xiàn)置于端部至端部的葉片箱形式的定子來(lái)減緩。
[0004]專利文件EP 2 339 120 A1公開了具有葉片箱的軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)向輪葉組件的結(jié)構(gòu)。該箱是附連至內(nèi)部和外部套環(huán)的航空葉片的形式。從而，在建造置于葉片箱之間的葉片的協(xié)助下，形成的箱固定至壓縮機(jī)的外部殼體。但是，該類型的定子的剛性仍然有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明旨在解決由現(xiàn)有技術(shù)造成的至少一個(gè)問題。本發(fā)明同樣旨在提高形成葉片箱的定子的角扇區(qū)的剛度。本發(fā)明同樣旨在提供形成葉片箱的定子的角扇區(qū)的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0007]技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明涉及一種軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片定子的角扇區(qū)，尤其是壓縮機(jī)的葉片定子的角扇區(qū)。該扇區(qū)包括:用于安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體上的圓弧形式的外部套環(huán)，圓弧形式的內(nèi)部套環(huán)，徑向延伸并錨定在套環(huán)中的成排定子葉片，以這樣的方式形成葉片箱，值得注意的是，該箱的至少一個(gè)葉片包括置于套環(huán)之一的厚度中的錨定腳，以這樣的方式將葉片錨定至所述套環(huán)以產(chǎn)生剛性的箱。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，每個(gè)箱葉片包括在徑向方向上在套環(huán)之間延伸的輪葉，垂直于徑向方向并且大致相對(duì)于相關(guān)的葉片輪葉的弦垂直地延伸的錨定腳。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，置于同一葉片端部的錨定腳是大致平的和大致彎曲的，或者根據(jù)所述葉片的弦彼此平行的或交錯(cuò)的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，套環(huán)的至少一個(gè)包括葉片被錨定所在的成排的開口，至少一個(gè)錨定腳置于在兩套環(huán)的另一個(gè)的徑向相對(duì)一側(cè)的開口中。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，錨定腳在相鄰葉片之間的空間的大部分寬度范圍在相鄰葉片的方向上延伸，優(yōu)選地，錨定腳占據(jù)相鄰葉片之間空間寬度的全部。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，至少一個(gè)或每個(gè)錨定腳與相關(guān)套環(huán)的表面齊平，優(yōu)選地，每個(gè)葉片端部包括至少一個(gè)錨定腳。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，至少一個(gè)套環(huán)，可能是外部套環(huán)的，以具有有機(jī)基質(zhì)和纖維預(yù)型體的復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且/或者，至少一個(gè)套環(huán)，可能是內(nèi)部套環(huán)，以具有有機(jī)基質(zhì)和一般以隨機(jī)方式導(dǎo)向的纖維或短纖維的復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選地，預(yù)型體的纖維接合兩個(gè)相鄰的葉片。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，扇區(qū)包括三個(gè)到六個(gè)之間的箱葉片，優(yōu)選地，包括四個(gè)箱葉片，該葉片由金屬制成，可能是鈦的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，套環(huán)是從上游至下游在箱葉片之間具有恒定厚度的金屬條的形式，扇區(qū)包括在內(nèi)部套環(huán)的內(nèi)表面上的可磨材料的環(huán)形層，優(yōu)選地，可磨層覆蓋箱葉片的內(nèi)部端部。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，每個(gè)箱葉片包括在至少一個(gè)其徑向端部處的至少兩個(gè)錨定腳，優(yōu)選地，兩個(gè)錨定腳之一位于葉片的兩個(gè)軸向端部的其中一個(gè)處的葉片的前側(cè)，并且兩個(gè)錨定腳中的另一個(gè)位于葉片的兩個(gè)軸向端部的另一個(gè)處的葉片的后側(cè)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，箱葉片包括置于同一徑向端部的至少兩個(gè)錨定腳以及至少兩個(gè)錨定腳之間的連結(jié)件，優(yōu)選地，該連結(jié)件平行于葉片的輪廓延伸。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，可能是內(nèi)部套環(huán)的兩個(gè)套環(huán)的另一個(gè)包括相對(duì)于兩個(gè)套環(huán)的另一個(gè)朝葉片突出的錨定粧，該葉片錨定至粧，以這樣的方式錨定至兩個(gè)套環(huán)的另一個(gè)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，套環(huán)和定子葉片限定通道以在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使流動(dòng)轉(zhuǎn)向。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，至少一個(gè)或每個(gè)預(yù)型體的纖維相對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向方向大致取向在+45°和-45°。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，短纖維具有小于5.00mm的長(zhǎng)度，優(yōu)選地小于1.00mmo
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，每個(gè)葉片的錨定腳設(shè)置在相對(duì)于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角展現(xiàn)出葉片弦的逆傾斜的軸線上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，套環(huán)適于限定在它們之間的通道以引導(dǎo)在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的環(huán)形流動(dòng)的角度部分。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，在箱葉片之間在預(yù)型體中的數(shù)值大多數(shù)的的纖維從一個(gè)葉片開口延伸至相鄰的葉片開口。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，葉片包括在各套環(huán)之間延伸的輪葉，每個(gè)輪葉包括前部邊緣、尾部邊緣、前表面和后表面，所述各表面從前部邊緣延伸至尾部邊緣，粧置于輪葉的延伸處。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，至少一個(gè)或每個(gè)粧的徑向高度大于相關(guān)粧的最大厚度，優(yōu)選地，至少一個(gè)或每個(gè)粧的徑向高度大于葉片的寬度。
[0028]葉片的寬度垂直于其弦測(cè)量。例如，對(duì)于給定的輪廓，其可以是距弦最遠(yuǎn)的葉片的點(diǎn)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，每個(gè)錨定腳的長(zhǎng)度大于葉片的平均寬度。
[0030]錨定腳的長(zhǎng)度可以是其主要的尺寸并且/或者通過定子的圓周和/或垂直于葉片的弦測(cè)量。[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，復(fù)合材料包括可能是PEI或PEEK的有機(jī)樹脂以及碳纖維或玻璃纖維。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，至少一個(gè)或者每個(gè)錨定腳長(zhǎng)于它的寬度。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，角扇區(qū)描述為小于半圓，優(yōu)選地，小于圓的八分之一，更有選地，小于圓的二十分之一。
[0034]錨定腳在箱葉片上的存在不是本發(fā)明的實(shí)質(zhì)方面。
[0035]本發(fā)明同樣涉及一種軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片定子的角扇區(qū)，尤其是壓縮機(jī)的葉片定子的角扇區(qū)。該扇區(qū)包括:用于安裝在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體上的圓弧形式的外部套環(huán)，圓弧形式的內(nèi)部套環(huán)，在套環(huán)之間徑向延伸的成排的定子葉片，該葉片被錨定至套環(huán)，以這樣的方式使得扇區(qū)形成能夠限定套環(huán)之間通道的葉片箱，值得注意的是，至少一個(gè)或每個(gè)套環(huán)包括箱葉片之一的錨定粧，粧在突出至通道中的葉片的徑向延伸處。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，套環(huán)或每個(gè)套環(huán)包括設(shè)置成排的數(shù)個(gè)葉片錨定粧，該錨定粧是葉片錨定至其中的管和/或該粧包括由葉片包圍的翼。
[0037]本發(fā)明同樣涉及一種包括定子角扇區(qū)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，值得注意的是，至少一個(gè)或每個(gè)角扇區(qū)符合本發(fā)明，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括角扇區(qū)固定在其上的殼體，以及置于定子角扇區(qū)之間以便形成交替構(gòu)造的接合葉片，該接合葉片固定至殼體并固定至定子角扇區(qū)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一有利的實(shí)施方式，殼體是具有有機(jī)基質(zhì)和具有疊層纖維層的纖維增強(qiáng)材料的復(fù)合外部殼體，葉片箱或者每個(gè)葉片箱固定至所述外部殼體，至少一個(gè)或者每個(gè)外部套環(huán)包括固定至外部殼體的開口，可能設(shè)置有金屬孔眼，該開口置于箱的葉片之間。
[0039]提供的優(yōu)點(diǎn)
[0040]本發(fā)明允許增加箱和定子的剛度，可能是獨(dú)立存在的接合葉片。錨定腳的詳細(xì)構(gòu)造增加了阻礙效果。事實(shí)上，它們的位置導(dǎo)致在套環(huán)厚度中的內(nèi)部安裝。在復(fù)合套環(huán)的情況下，腳完成纖維在基質(zhì)中的增強(qiáng)作用。錨定腳限制葉片相對(duì)于套環(huán)的轉(zhuǎn)移，如一個(gè)套環(huán)相對(duì)于另一個(gè)的周向運(yùn)動(dòng)。
[0041 ]例如，在外側(cè)的具有至少一個(gè)葉片端部的雙腳結(jié)構(gòu)可以允許鏈被設(shè)計(jì)穿過相關(guān)的套環(huán)。錨定腳的使用限制在套環(huán)中由錨定占據(jù)的空間，其允許保持套環(huán)的機(jī)械阻力而同時(shí)提尚剛度。
【附圖說明】
[0042]圖1表示根據(jù)本發(fā)明的軸向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0043]圖2是根據(jù)本發(fā)明的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的圖形。
[0044]圖3示出了具有根據(jù)本發(fā)明的定子的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。
[0045]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的套環(huán)。
[0046]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的葉片箱。
[0047]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的接合葉片。
[0048]圖7示出了錨定腳與根據(jù)本發(fā)明的套環(huán)之間的固定物沿在圖4中描繪的軸線7-7的剖面圖。
[0049]圖8描繪了固定至根據(jù)