[發明專利]渦輪環組件的組裝和拆卸方法

有效

• 申請號: 202080007772.1
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113260771B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 盧西恩·亨利·雅克·昆尼恩;安托萬·克勞德·米歇爾·艾蒂安·丹尼斯;休伯特·讓-伊夫·伊蘭;克萊門特·賈羅賽;尼古拉斯·保羅·泰伯樓
• 申請（專利權）人: 賽峰航空器發動機
• 主分類號: F01D11/12
• 分類號: F01D11/12;F01D25/24;F01D25/28
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 周偉明

所公開的是一種渦輪環組件的組裝/拆卸方法，所述渦輪環組件包括由陶瓷基復合材料制成的渦輪環(1)以及由金屬制成的環支撐結構(3)，所述環支撐結構(3)配備有中心護罩(31)以及至少一個環形板(33)，所述環形板(33)由單件制成，并相對于穿過所述組件的氣流方向(F)布置在所述環(1)的上游，所述板(33)沿徑向方向(Dsubgt;R/subgt;)具有第一自由端(331)以及與第一端(331)相對的第二端(332)，該第二端可移除地緊固到第一徑向凸緣(32)上并結合在中心護罩(31)上。所述組裝/拆卸方法包括，在組裝/拆卸該板(33)之前，使中心護罩(31)和/或至少一個環形板(33)變形的步驟。

技術領域

本發明涉及一種渦輪環組件，其包括陶瓷基復合材料的多個環扇區，以及環支撐結構，更具體說是涉及一種渦輪環組件的組裝和拆卸方法。

本發明的應用領域具體為航空燃氣渦輪發動機領域。然而，本發明也適用于其他渦輪機，例如工業渦輪。

背景技術

對于完全金屬的渦輪環組件，有必要冷卻該組件的所有元件，特別是承受最熱氣流的渦輪環。該冷卻對發動機的性能具有重大影響，因為從發動機的主流抽出了所使用的冷卻流。此外，對于渦輪環使用金屬限制了在渦輪處增加溫度的可能性，然而這會允許改進航空發動機的性能。

為了嘗試解決這些問題，人們已經設想了制備陶瓷基復合材料(CMC)的環扇區。

CMC材料具有良好的機械性能，這使得它們適用于構成結構元件，并且有利地在高溫下保持這些性能。CMC材料的使用已經有利地允許減少運行過程中施加的冷卻流，并且因此改進了渦輪機的性能。此外，CMC材料的使用有利地允許減少渦輪機的質量，并減少金屬部件遭遇的熱膨脹效應。

然而，所提出的現有解決方案可以實現將具有金屬緊固部件的CMC環扇區組裝到環支撐結構，這些緊固部件受到熱氣流的影響。因此，這些金屬緊固部件承受了熱膨脹，這可能導致CMC環扇區的機械應力，并削弱后者。

此外，文獻FR?2?540?939，GB?2?480?766，EP?1?350?927，US?2014/0271145，US2012/082540和FR?2?955?898是已知的，它們公開了渦輪環組件。

需要改進現有渦輪環組件的組裝/拆卸，特別是包括CMC材料的現有渦輪環組件，以降低CMC環扇區在渦輪運行過程中承受的機械應力強度。

使用一種包括CMC環和金屬環支撐結構的渦輪環組件是眾所周知的，除此之外，所述環支撐結構包括中心護罩，下游徑向凸緣和上游徑向凸緣從所述中心護罩延伸，在所述下游徑向凸緣和上游徑向凸緣之間保持有所述環以及一種在徑向凸緣的上游冷縮配合在中心護罩上的環形渦輪板。

該冷縮配合允許在中心護罩和環形板之間保持徑向接觸，從而確保在所有操作點處的徑向接觸，并且因此允許良好的徑向定位。

然而，該冷縮配合可能地相對很大(直徑從幾千分之幾毫米到一毫米)，在環的組裝或拆卸過程中會產生問題。事實上，由于CMC環及其緊固技術的低機械允許值，需要能夠以受控的方式將環形板滑入殼體中。由于組裝和拆卸對于實施檢查很有必要，更是如此，例如在試驗范圍內，或者用于在飛機上使用環組件時更換部件。

對于由冷縮配合所施加的應力，不可能常規地推拉部件以使它們組裝或抽出。事實上，在這種類型的組裝構造中，直接地推或拉部件會是磨損、劃痕或變形的來源，這會產生不可接受的情況。

發明內容