本發(fā)明涉及護(hù)罩或平臺(tái)通過插座到葉片的緊固。本發(fā)明還涉及軸向渦輪機(jī)的葉柵結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明提出一種壓縮機(jī)和軸向渦輪機(jī)，特別是飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

渦輪機(jī)包括多個(gè)隔室，所述隔室包含壓縮機(jī)和渦輪機(jī)。壓縮機(jī)對(duì)齊的多個(gè)定子葉片的環(huán)形排，在適當(dāng)情況下，所述定子葉片設(shè)置懸掛有在上述葉片的內(nèi)端部的內(nèi)護(hù)罩。這些護(hù)罩連接多個(gè)連續(xù)葉片和磨損性材料的支撐層，所述支撐層提供與轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)密封。

內(nèi)護(hù)罩能夠以各種方式懸掛到支撐它的葉片。護(hù)罩可以在保持板的幫助下而被錨定，所述保持板穿過形成在葉片端部中的開口而粘結(jié)。然而，這種技術(shù)需要復(fù)雜的操作，以適當(dāng)?shù)胤胖妹總€(gè)板?？商娲兀瑑?nèi)護(hù)罩可具有一系列通過增強(qiáng)件擴(kuò)展的開口。材料然后施加在增強(qiáng)件與葉片之間，以將它們連接起來。

文獻(xiàn)EP2196629A1公開了一種軸向渦輪機(jī)的壓縮機(jī)，其包括定子葉片的環(huán)形排和緊固在葉片內(nèi)端部的內(nèi)護(hù)罩。內(nèi)護(hù)罩是分段的，并且由復(fù)合材料制成。它具有通過緊固插座延伸的環(huán)形排的開口，所述緊固插座用于葉片的端部。相當(dāng)大的空間形成在葉片的內(nèi)端部與插座的內(nèi)表面之間。該空間容納允許連接的材料。然而，這種連接的強(qiáng)度是有限的。由于渦輪機(jī)的振動(dòng)，可能發(fā)生連結(jié)的丟失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所造成的問題中的至少一個(gè)。更確切地，本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)護(hù)罩的緊固。本發(fā)明的另一目的是用插座確保護(hù)罩到葉片的緊固。

技術(shù)解決方案

容易理解的是，本發(fā)明的一個(gè)主題是軸向渦輪機(jī)(特別是軸向渦輪機(jī)的壓縮機(jī))的葉片，該葉片包括：壁，它包括：旨在徑向界定渦輪機(jī)的環(huán)形流的引導(dǎo)面，和緊固插座；翼型件，它包括：緊固在插座中的部分，和意圖偏轉(zhuǎn)環(huán)形流的空氣動(dòng)力學(xué)部分，值得注意的是，它還包括在翼型件與插座之間的界面處的粘結(jié)層，以便將翼型件通過粘結(jié)緊固到壁。

術(shù)語“葉柵”應(yīng)理解為是指使得可以引導(dǎo)流動(dòng)的剛性表面。

本發(fā)明的另一主題是軸向渦輪機(jī)(特別是軸向渦輪機(jī)的壓縮機(jī))的葉柵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括：壁，其目的是徑向界定渦輪機(jī)的環(huán)形流，并包括緊固插座；緊固在緊固插座中并且相對(duì)于所述壁徑向延伸的葉片，以及在葉片與插座之間的界面處的緊固層，值得注意的是，該界面包括與緊固層接觸的凹凸，從而確保通過材料接合的錨定，以便將葉片緊固在壁上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，與該緊固層接觸的凹凸形成在葉片和/或插座上，并且所述凹凸優(yōu)選地軸向分布。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，葉片包括壓力表面和吸力表面，凹凸在插座內(nèi)分布在壓力表面和/或吸力表面上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，葉片包括在插座內(nèi)的彎曲表面和/或拱頂表面，所述表面中的至少一個(gè)或每個(gè)接收凹凸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，插座包括入口、出口和將入口連接到出口的密封通道，所述入口和出口徑向相對(duì)，并且各自具有彎曲的葉片的空氣動(dòng)力學(xué)剖面形狀，并且通道優(yōu)選地徑向穿過壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，插座圍繞葉片，在適當(dāng)情況下以連續(xù)的方式圍繞；優(yōu)選地，插座總體以大致抱住葉片的輪廓徑向成型，所述輪廓具有凸邊。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，緊固層是粘結(jié)層，并且所述緊固層優(yōu)選地是插座與葉片之間的密封件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，緊固層圍繞葉片，并且在適當(dāng)情況下，所述界面由緊固層填充。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，葉片包括前緣和后緣，前緣和/或后緣形成鋒利的邊緣或多個(gè)邊緣，并且在適當(dāng)情況下，緊固層是與各個(gè)鋒利邊緣接觸的彈性材料和/或聚合物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，翼型件相對(duì)于所述壁徑向延伸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，壁是單體和/或一體地形成的；優(yōu)選地，該壁包括形成引導(dǎo)面的腹板，腹板和插座是單體和/或一體地形成的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述凹凸包括修圓的表面。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，形成在葉片上的凹凸是凹部，其優(yōu)選地是彎曲的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述緊固層包括彈性體，在合適情況下，該彈性體是硅氧烷。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述或每個(gè)環(huán)形密封件適合于與渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的唇配合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，凹凸中的至少一個(gè)或每個(gè)在其接收表面上形成圓形或方形或多邊形壓痕。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，界面具有軸向地一個(gè)布置在另一個(gè)之后和/或徑向地一個(gè)布置在另一個(gè)之上的多個(gè)凹凸，在適當(dāng)情況下，所述凹凸形成在同一表面上。因此，界面在厚度上具有多個(gè)變化，這增加了材料的接合。

本發(fā)明的另一主題是渦輪機(jī)的壓縮機(jī)，特別是飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，所述壓縮機(jī)包括有插座的內(nèi)護(hù)罩，借助于緊固密封件緊固在插座中的環(huán)形葉片排，值得注意是，葉片和/或插座包括接合緊固密封件的凹凸。

本發(fā)明的另一主題是軸向渦輪機(jī)的壓縮機(jī)，特別是低壓壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)包括至少一個(gè)葉柵結(jié)構(gòu)，值得注意的是，所述或每個(gè)葉柵結(jié)構(gòu)是根據(jù)本發(fā)明的，并且所述壓縮機(jī)優(yōu)選地包括布置在一個(gè)或多個(gè)環(huán)形葉片排中的多個(gè)葉片。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁是一系列葉柵結(jié)構(gòu)所共用的，所述葉柵結(jié)構(gòu)例如在同一環(huán)行排中是連續(xù)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁是緊固到多個(gè)葉片上的護(hù)罩或角度護(hù)罩段。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁是緊固到同一排的多個(gè)葉片上的內(nèi)護(hù)罩或角度內(nèi)護(hù)罩段。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁是有有機(jī)基質(zhì)的復(fù)合壁，并且，在適當(dāng)情況下，有具有小于10mm長度的纖維，優(yōu)選地小于3mm。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁包括內(nèi)表面和至少一個(gè)環(huán)形密封件，特別是覆蓋所述內(nèi)表面的至少一個(gè)可磨損材料層，在適當(dāng)情況下，所述環(huán)形密封件與多個(gè)插座或每個(gè)插座接觸。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁包括沿徑向和/或軸向在距所述插座的一定距離處的環(huán)形密封件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述壁包括旋轉(zhuǎn)輪廓，該旋轉(zhuǎn)輪廓具有主要沿軸向延伸的基座或從基座的上游和下游徑向向內(nèi)延伸的兩個(gè)徑向延伸部；延伸部的每個(gè)內(nèi)徑向端部包括環(huán)形密封件，特別是可磨損密封件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，插座形成至少一個(gè)環(huán)形插座排，優(yōu)選地形成多個(gè)環(huán)形插座排。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，容納在插座中的葉片部分具有相對(duì)于所述壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜至少5°的平均弦，優(yōu)選地傾斜至少10°。因此，緊固密封件受壓地工作，并限制剪切力。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所述插座是端部開放的，葉片正好從插座中穿過，并且葉片優(yōu)選地包括布置在所述插座的任一側(cè)上的長度相同的兩個(gè)部分。

本發(fā)明的另一主題是軸向渦輪機(jī)，特別是飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，包括至少一個(gè)葉柵結(jié)構(gòu)，值得注意的是，所述或每個(gè)結(jié)構(gòu)是根據(jù)本發(fā)明的，并且所述渦輪機(jī)優(yōu)選地包括根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)。

一般地，本發(fā)明的每個(gè)主題的有利實(shí)施例也適用于本發(fā)明的其他主題。在可能的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的每個(gè)主題可以與其他主題相結(jié)合。

所提供的優(yōu)勢(shì)

本發(fā)明使得可以通過緊固層增加葉片與插座之間的錨定，因?yàn)樗浞掷昧瞬牧系慕雍稀３似淇赡艿恼澈闲再|(zhì)之外，緊固由層的剪切強(qiáng)度保證。容納凹凸部的葉片部是彎曲的，其結(jié)果是，它的凹凸部承受不同分布的拉伸壓縮和剪切力。緊固層中的任何破損將能夠更加發(fā)展。

本發(fā)明使得可以使用形成材料塊的材料，在適當(dāng)情況下，具有減少的粘結(jié)。如果葉片或護(hù)罩段需要更換，則緊固層的移除被簡化，因?yàn)樗鼛缀鯖]有粘住。熱塑性層可因此通過熱處理移除，從而降低或消除了必要的物理和/或化學(xué)操作。在插座的熔融溫度下熔融的任何其他材料可以是合適 的。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸向渦輪機(jī)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)壓縮機(jī)的示意圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的葉柵結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的葉柵結(jié)構(gòu)沿圖3中示出的軸線4-4的剖面圖。

具體實(shí)施方式

在后面的描述中，術(shù)語內(nèi)或內(nèi)部和外或外部涉及相對(duì)于軸向渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線的位置。軸向方向?qū)?yīng)于沿著所述渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。

圖1以簡化的方式示出了軸向渦輪機(jī)。在這種特定情況下所涉及的是能夠施加推力用于推進(jìn)飛機(jī)的雙流渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)2包括第一壓縮級(jí)(稱為低壓壓縮機(jī)5)、第二壓縮級(jí)(稱為高壓壓縮機(jī)6)、燃燒室8和一個(gè)或多個(gè)渦輪級(jí)10。在操作過程中，渦輪機(jī)10的機(jī)械動(dòng)力經(jīng)由中心軸傳遞到轉(zhuǎn)子12，其施加運(yùn)動(dòng)到兩臺(tái)壓縮機(jī)5和6。后者包括與定子葉片排相關(guān)聯(lián)的多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排。轉(zhuǎn)子繞其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸線14由此使得能夠產(chǎn)生空氣流，并將后者逐步壓縮到燃燒室8。降壓裝置(Stepdown means)可以提高傳遞到壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。

通常被稱為風(fēng)扇16的入口鼓風(fēng)機(jī)被聯(lián)接到轉(zhuǎn)子12，并產(chǎn)生被分成初級(jí)流18和次級(jí)流20的空氣流，所述初級(jí)流通過渦輪機(jī)的上述各級(jí)，而次級(jí)流20通過沿機(jī)器的環(huán)形管道(部分地示出)，以便隨后與初級(jí)流在渦輪機(jī)出口處會(huì)合。次級(jí)流可以被加速，以產(chǎn)生反推作用力。初級(jí)流18和次級(jí)流20是環(huán)形流，并被引導(dǎo)通過渦輪機(jī)的殼體。為此，殼體具有可以在內(nèi)部和外部的圓筒形壁或護(hù)罩。

圖2是貫穿軸向渦輪機(jī)的壓縮機(jī)的剖視圖，諸如圖1的軸向渦輪機(jī)。壓縮機(jī)可以是低壓壓縮機(jī)5?？梢栽谀抢镉^察到風(fēng)扇16的一部分，和用于初級(jí)流18與次級(jí)流20的分離鼻22。轉(zhuǎn)子12包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片排24，在這種情況下是三個(gè)。

低壓壓縮機(jī)5包括多組引導(dǎo)葉片，在這種情況下是四組，其中每組都 包含至少一個(gè)定子葉片排26。引導(dǎo)葉片組與風(fēng)扇16或者與轉(zhuǎn)子葉片排24相關(guān)聯(lián)，以便平整空氣流18，從而將流的速度轉(zhuǎn)換為靜壓力。

定子葉片26從外殼體28基本上沿徑向延伸，并且可以被緊固并在螺栓的輔助下固定在那里。它們彼此有規(guī)律地間隔開并在流18中具有相同角度取向。有利地，同一排的葉片是相同的。每個(gè)定子葉片26具有配置為能夠偏轉(zhuǎn)初級(jí)流的空氣動(dòng)力學(xué)部分的徑向堆疊。

至少一組或每組引導(dǎo)葉片可包括壁30，特別是內(nèi)部護(hù)罩30。壁30在插座32的輔助下緊固到定子葉片的內(nèi)端部。至少一個(gè)或每個(gè)護(hù)罩可以是圓形的或由角度段形成。壁可以由部分形成，各部分分配給定子葉片，這些部分可以是葉片平臺(tái)。葉片和壁或至少一個(gè)壁部分的組合可形成葉柵結(jié)構(gòu)34。渦輪機(jī)和/或壓縮機(jī)5可以包括排列在一個(gè)或多個(gè)環(huán)形排中的多個(gè)葉柵結(jié)構(gòu)34。

壁30因此必須連接的多個(gè)葉片，因?yàn)樗痪o固到那里。壁30可以包括聚合物材料，特別是有有機(jī)基質(zhì)的復(fù)合材料。復(fù)合材料可以填充有短纖維，也就是說填充有平均長度小于10mm的纖維，優(yōu)選地小于5mm，更優(yōu)選地小于2mm。壁30當(dāng)然可以由金屬制成。護(hù)罩(也就是說壁30)可以通過添料加工而模制或制造，以便產(chǎn)生復(fù)雜形狀，例如在插座32中的底切。

圖3示出壓縮機(jī)的葉柵結(jié)構(gòu)34的輪廓圖，例如圖2所示的壓縮機(jī)。

壁30可包括繞渦輪機(jī)14的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的輪廓。該輪廓可以包括連接到葉片26的基座36，例如中央基座36?；?6主要沿軸向延伸，并且可相對(duì)于軸線14大幅傾斜。輪廓還可以包括兩個(gè)徑向延伸部38，一個(gè)在上游，一個(gè)在下游。它們中的每個(gè)從基座36朝向轉(zhuǎn)子12延伸，特別是朝向轉(zhuǎn)子12的環(huán)形肋40(也被稱為唇40)延伸。它們可朝向內(nèi)部彼此運(yùn)動(dòng)分開。因此，基座36通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的大致管狀的條帶，而延伸部38產(chǎn)生徑向凸緣。壁30的這種配置具有軸向細(xì)長的外觀。

壁30可以包括表面42，用于引導(dǎo)和/或限定渦輪機(jī)的環(huán)狀流18。該表面42(例如外表面)可以是大致管狀的或成形為圓弧。它被布置在插座32與葉片26的翼型件之間。翼型件是葉片26的意圖在流18中徑向延伸的部分，并且它形成了葉片26的徑向大部。

至少一個(gè)或每個(gè)壁30能夠支撐圍繞轉(zhuǎn)子12的動(dòng)態(tài)密封設(shè)備44。至少 一個(gè)或每個(gè)密封設(shè)備44可以包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)形密封層46，所述環(huán)形密封層46與轉(zhuǎn)子12的外表面配合，特別是與它的唇40配合。密封層46可以由在與唇40接觸時(shí)解聚成粉末的耐磨材料(即易碎材料)生產(chǎn)。由此，密封設(shè)備44能夠以與轉(zhuǎn)子12接觸而不損壞它；它可以因此被設(shè)計(jì)為盡可能接近轉(zhuǎn)子12，從而可以優(yōu)化動(dòng)態(tài)密封。至少一個(gè)或每個(gè)密封層46可以由壁30的輪廓的一個(gè)徑向延伸部38承載。這樣的構(gòu)造并且從文獻(xiàn)EP2801702A1中是公知的

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變體，密封件包括填充在基座36與壁30的延伸部38之間的環(huán)形空間的層。該層(例如可磨損層)可以與插座32接觸，并在適當(dāng)情況下，關(guān)閉它的開口。密封件也可以與每個(gè)緊固層接觸。

壁30憑借它的緊固套筒32(例如設(shè)置在基座36處)連接到葉片26。一排或每排中的每一個(gè)葉片26因此可以緊固到壓縮機(jī)的壁30。為了改善緊固，并在適當(dāng)情況下改善密封，葉片與插座之間的界面被緊固層堵塞。在葉片-插座界面處的凹凸48的輔助下，保持被進(jìn)一步改善，所述凹凸48能夠在界面中徑向和軸向分布。

根據(jù)本發(fā)明，葉柵結(jié)構(gòu)34可以在關(guān)于圖1呈現(xiàn)的渦輪機(jī)的任何葉柵上形成。葉柵結(jié)構(gòu)34在這里被描述為定子的一部分，但它也可以是一個(gè)轉(zhuǎn)子的一部分。在這里僅示出了葉片26的一個(gè)端部。然而，可以想象在兩個(gè)壁(諸如外殼體和內(nèi)護(hù)罩)上的插座的輔助下連接葉片的兩個(gè)端部，界面各自具有凹凸和緊固層?；旌暇o固是可以想象的，因?yàn)橛谢旌系娜~片排。

圖4示出了葉柵結(jié)構(gòu)34沿圖3中示出的軸線4-4的剖面圖。緊固層50將插座32從定子葉片26分開。

插座32形成圍繞葉片26的一個(gè)端部的套筒。它可以形成密封的連續(xù)導(dǎo)管。以這種方式，它可以接收例如糊狀或液體形式的緊固層50。它的內(nèi)表面的輪廓是從葉片26的輪廓衍生的，并且它包括側(cè)52，例如壓力側(cè)，它是拱頂形的，以增加葉片-插座保持力。

凹凸48在葉片26的壓力面54和吸力面56上都有分布。第一個(gè)可以是彎曲并且凹入的。第二個(gè)可以是拱頂形并且凸出的。凹凸部也可以在插座32的內(nèi)表面上形成，在這種情況下，所述表面圍繞并且面向葉片26的端部。葉片26的某些凹凸48可以與插座32的凹凸相對(duì)，這使得能夠在一些地方減薄緊固層50而在其他地方加厚，以形成更強(qiáng)的材料體。緊固層抱 住葉片和插座，并且特別地抱住凹凸。

凹凸48在葉片26和插座32的表面上軸向分布。它們可以形成臺(tái)階和腔。凹凸48抱住緊固層，反之亦然，以便通過材料接合確保錨定。它們形成緊固層50上的厚度變化。它們也可以形成在其各自植入表面(54；56)上突出的凸臺(tái)或齒。

緊固層50圍繞葉片26，以連續(xù)方式抓握在其周圍，使得能夠保持葉片26與它的插座32之間的空間，例如，以避免它們之間的接觸，使它們隔離。特別是，緊固層50的包封前緣58的延伸部和后緣60的延伸部。緊固層50可以是聚合物材料，使得能夠抵抗前緣58和后緣60的尖銳突出方面。因此，緊固層50將來自邊緣(60；58)的應(yīng)力朝向插座分配，以便保護(hù)邊緣。

緊固層50可以是粘結(jié)層50。它可以是以糊狀形式施用的材料，該材料然后硬化以便將葉片26錨定在插座32中。緊固層50也可以形成穿過由插座32界定的通道的密封件。它可以是彈性體，諸如硅氧烷/硅酮。