[發(fā)明專利]渦輪環(huán)組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880024487.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110506149B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尼古拉斯·保羅·泰伯樓;塞巴斯蒂安·瑟奇·弗朗西斯·孔格拉泰爾;克萊門(mén)特·讓·皮埃爾·迪福;法布里斯·馬賽爾·諾爾·加林;盧西恩·亨利·雅克·昆內(nèi)亨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賽峰航空器發(fā)動(dòng)機(jī)
• 主分類號(hào): F01D11/00
• 分類號(hào): F01D11/00;F01D11/08;F01D25/24;F04D29/04;F23R3/00
• 代理公司: 中國(guó)商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 周偉明

一種渦輪環(huán)組件，包括形成渦輪環(huán)(1)的環(huán)扇區(qū)(10)和一個(gè)環(huán)支撐結(jié)構(gòu)(3)，每個(gè)環(huán)扇區(qū)(10)均沿由該環(huán)(1)的軸向方向(D_A)和徑向方向(D_R)限定的剖面平面具有形成一環(huán)形底座(12)的一個(gè)部分，所述環(huán)形底座沿徑向方向(D_R)具有內(nèi)表面(12a)和外表面(12b)，第一和第二緊固凸耳(14、16)從所述內(nèi)表面(12a)和外表面(12b)突出，所述結(jié)構(gòu)(3)包括中心護(hù)罩(31)，第一和第二徑向夾具(32、36)從所述中心護(hù)罩(31)突出，每個(gè)環(huán)扇區(qū)(10)的緊固凸耳(14、16)保持在第一和第二徑向夾具(32、36)之間。它包括可拆卸地固定到第一徑向夾具(32)上的第一和第二環(huán)形凸緣(33、34)，第二環(huán)形凸緣(34)包括沿著軸向方向(DA)向上游突出并具有與中心護(hù)罩(31)接觸的徑向支撐(348)的支撐護(hù)罩(346)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種渦輪環(huán)組件，其包括由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料制成的多個(gè)環(huán)扇區(qū)以及一種環(huán)支撐結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域尤其是航空燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域。然而，本發(fā)明適用于其他渦輪機(jī)，例如工業(yè)渦輪。

背景技術(shù)

對(duì)于全金屬渦輪環(huán)組件，有必要冷卻該組件的所有元件，尤其是受到最熱流影響的渦輪環(huán)。這種冷卻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能具有顯著的影響，由于從發(fā)動(dòng)機(jī)的主流獲取所使用的冷卻流。此外，用于渦輪環(huán)的金屬的使用限制了提高渦輪溫度的可能性，然而這會(huì)允許改進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

為了解決這些問(wèn)題，已經(jīng)設(shè)想制造由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(CMC)制成的渦輪環(huán)扇區(qū)，從而克服金屬材料的實(shí)施。

CMC材料具有良好的機(jī)械性能，使它們能夠形成結(jié)構(gòu)元件并且有利地在高溫下保持這些特性。CMC材料的實(shí)施已經(jīng)有利地允許減少在運(yùn)行過(guò)程中施加的冷卻流，并因此提高渦輪機(jī)的性能。此外，CMC材料的實(shí)施有利地允許降低渦輪機(jī)的重量并且減少金屬部件所遭受的熱膨脹影響。

然而，所提出的現(xiàn)有解決方案可以將CMC環(huán)扇區(qū)與環(huán)支撐結(jié)構(gòu)的金屬附接部分組裝在一起，這些附接部分受到熱流影響。因此，這些金屬附接部分經(jīng)受熱膨脹，其可導(dǎo)致CMC環(huán)扇區(qū)的機(jī)械應(yīng)力以及導(dǎo)致其脆化。

此外，公開(kāi)了渦輪環(huán)組件的文獻(xiàn)FR 2 540 939、GB 2 480 766、EP 1 350927、US2014/0271145、US 2012/082540和FR 2 955 898是眾所周知的。

有必要改進(jìn)現(xiàn)有的渦輪環(huán)組件及其安裝，尤其是實(shí)施CMC材料的現(xiàn)有渦輪環(huán)組件，從而減少CMC環(huán)扇區(qū)在渦輪運(yùn)行過(guò)程中受到的機(jī)械應(yīng)力強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種渦輪環(huán)組件，其允許以確定的方式保持每個(gè)環(huán)扇區(qū)，也就是說(shuō)，以便于控制其位置并防止其振動(dòng)，一方面同時(shí)允許環(huán)扇區(qū)以及通過(guò)延伸允許環(huán)在溫度升高和壓力變化的作用下變形，這尤其獨(dú)立于界面金屬部件，以及另一方面同時(shí)改進(jìn)非流路扇區(qū)和流路扇區(qū)之間的密封性并且同時(shí)簡(jiǎn)化操作并減少用于安裝環(huán)組件的其數(shù)量。

本發(fā)明的一個(gè)目的提出一種渦輪環(huán)組件，包括形成渦輪環(huán)的多個(gè)環(huán)扇區(qū)以及一個(gè)環(huán)支撐結(jié)構(gòu)，根據(jù)由所述渦輪環(huán)的軸向方向和徑向方向限定的剖面平面，每個(gè)環(huán)扇區(qū)具有形成環(huán)形底座的一部分，所述環(huán)形底座沿所述渦輪環(huán)的徑向方向具有一個(gè)限定所述渦輪環(huán)的內(nèi)表面的內(nèi)表面以及一個(gè)外表面，第一和第二附接接片從所述外表面突出，所述環(huán)支撐結(jié)構(gòu)包括中心護(hù)罩，第一和第二徑向夾具從所述中心護(hù)罩突出，每個(gè)環(huán)扇區(qū)的第一和第二附接接片保持在所述第一和第二徑向夾具之間。

根據(jù)該目的的通用特征，所述渦輪環(huán)組件包括第一環(huán)形凸緣以及相對(duì)于旨在穿過(guò)所述渦輪環(huán)組件的氣流方向設(shè)置在所述第一環(huán)形凸緣上游的第二環(huán)形凸緣，所述第一環(huán)形凸緣和第二環(huán)形凸緣分別具有第一自由端以及與所述第一端相對(duì)的第二端，所述第一凸緣的第一端抵靠所述第一附接接片，所述第二環(huán)形凸緣的第一端沿軸向方向與所述第一環(huán)形凸緣的第一端間隔，并且所述第二環(huán)形凸緣的第二端包括沿軸向方向在上游突出的上游承載護(hù)罩，所述上游承載護(hù)罩具有與所述環(huán)支撐結(jié)構(gòu)的中心護(hù)罩接觸的徑向軸承。