[發(fā)明專利]渦輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580080727.8
• 申請日: 2015-10-01
• 公開（公告）號: CN107636256B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 渡邊文章;八木廣幸
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;C04B35/80;F01D11/00;F01D25/00;F02C7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;舒艷君

本發(fā)明提供的渦輪，能夠以簡單的構(gòu)造抑制施加于渦輪靜翼的熱應力，并且將氣體流路的較大范圍用CMC構(gòu)成，其結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)噴氣式發(fā)動機進一步的性能提高、改善油耗。借助由金屬材料構(gòu)成的吊架(12)的前卡止部(12b)和后卡止部(12c)，將外帶部(21)的前部(21b)和后部(21c)相對于渦輪靜翼(11)卡止，將該吊架(12)安裝于由金屬材料構(gòu)成的渦輪機匣(2)，所述渦輪靜翼(11)以翼部(20)、外帶部(21)以及內(nèi)帶部(22)連續(xù)的形狀且由CMC構(gòu)成。

技術領域

本發(fā)明涉及將由陶瓷基復合材料構(gòu)成的渦輪靜翼安裝于渦輪機匣的渦輪。

背景技術

例如在飛機用噴氣式發(fā)動機中，渦輪暴露于來自燃燒室的高溫高壓氣體中。因此渦輪靜翼等渦輪部件主要使用具有高耐熱性的鎳(Ni)合金(金屬材料)的鑄件。

另一方面，近年來在研究將比金屬材料耐熱性高且輕質(zhì)的陶瓷基復合材料(Ceramic Matrix Composites：以下稱為CMC)應用于渦輪部件。

例如，在專利文獻1中公開了一種將由CMC構(gòu)成的翼部安裝于形成氣體流路的徑向的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的金屬制平臺的渦輪。

專利文獻1：日本特開2007-85342號公報

在上述專利文獻1中，形成氣體流路的平臺為金屬材料，但為了實現(xiàn)噴氣式發(fā)動機進一步的性能提高、改善油耗，希望將也包括平臺部分在內(nèi)的較大范圍用CMC構(gòu)成。

然而，CMC通常是將由陶瓷纖維構(gòu)成的織物進行折彎而成形，并使其浸漬陶瓷基質(zhì)而制造，因此形狀受到制約。例如，CMC難以成形為具有分支部分等的復雜的形狀，即使能夠成形，也有可能導致強度降低等，進而有可能導致作業(yè)工時、成本的增加。

另外，在將安裝于渦輪機匣的渦輪部件單純地從以往的金屬制渦輪部件替換為CMC制渦輪部件的情況下，由于金屬材料與CMC的線性熱膨脹系數(shù)有很大差異，因此存在對線性熱膨脹系數(shù)小的渦輪部件施加較大的熱應力的問題。

本發(fā)明的實施方式是為了解決這樣的問題所做出的，其目的在于提供如下的渦輪，該渦輪能夠以簡單的構(gòu)造，抑制對作為渦輪部件的渦輪靜翼施加的熱應力，并且將氣體流路的盡量大的范圍用CMC構(gòu)成，其結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)噴氣式發(fā)動機進一步的性能提高、改善油耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施方式的渦輪是噴氣式發(fā)動機的渦輪，具備：渦輪靜翼，其由陶瓷基復合材料構(gòu)成，具有：相對于所述噴氣式發(fā)動機的軸心沿徑向延伸的翼部、從所述翼部的外端連續(xù)并相對于所述噴氣式發(fā)動機的軸心向周向的一側(cè)延伸的外帶部、以及從所述翼部的內(nèi)端連續(xù)并向所述周向的一側(cè)延伸的內(nèi)帶部，所述渦輪靜翼繞所述噴氣式發(fā)動機的軸心排列多個而構(gòu)成渦輪噴嘴；支承部件，其由金屬材料構(gòu)成，具有：前卡止部，該前卡止部將所述外帶部中位于氣體上游側(cè)的前部卡止；后卡止部，該后卡止部將所述外帶部中位于氣體下游側(cè)的后部卡止；以及渦輪機匣，其由金屬材料構(gòu)成，供所述支承部件安裝。

根據(jù)使用上述手段的本發(fā)明的實施方式，借助由金屬材料構(gòu)成的支承部件將渦輪靜翼卡止，從而將該支承部件安裝于由金屬材料構(gòu)成的渦輪機匣，所述渦輪靜翼以翼部、外帶部及內(nèi)帶部連續(xù)的形狀并由CMC構(gòu)成。由此能夠以簡單的構(gòu)造抑制施加于渦輪靜翼的熱應力，并且將氣體流路的盡量大的范圍用CMC構(gòu)成，其結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)噴氣式發(fā)動機進一步的性能提高、改善油耗。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的一個實施方式的渦輪的一部分的局部剖視圖。

圖2是渦輪噴嘴分割體的立體圖。

圖3是渦輪靜翼單體的立體圖。

圖4是將分割體分解為渦輪靜翼、吊架及吊架密封件的立體圖。

圖5是將分割體的密封部件分解后的立體圖。