體28的邊緣76延伸達主加強件38。
[0100]主纖維加強件38以連續(xù)的方式沿著壁38和凸緣30延伸，在邊緣區(qū)域形成傾斜的、大致圓形的部分。芯58沿著邊緣76延伸，使得占據(jù)邊緣與主加強件38傾斜部分之間的體積。交界處71可以具有大致彎曲的且大體平坦的輪廓。加強件(38和56)可以配置成使得殼體28在凸緣30和壁34之間的接合處80和/或沿著接合處80的表面具有連續(xù)均勻的纖維密度。此均勻性提高了殼體28的機械強度和耐力，其可以經(jīng)受振動，并且在渦輪機的運行期間在高于170°C的溫度下經(jīng)受化學(xué)侵蝕。
[0101]圓形交界面的總半徑和/或壁的厚度比尖銳邊緣的半徑大1%，優(yōu)選的是大2%，更優(yōu)選的是大4%，并且在適當(dāng)情況下大6%。
[0102]殼體28具有形成凸角的尖銳邊緣76。該邊緣可以被整合到渦輪機中，而無需額外的機械加工。邊緣76可以是大致垂直的，這允許在與相應(yīng)邊緣對準(zhǔn)時產(chǎn)生光滑的接合處。兩個邊緣接合在一起能夠在不存在可能對流動的平滑性產(chǎn)生不利影響的任何突起的情況下提供用于引導(dǎo)流動的表面。此接合還能夠形成沒有粗糙度的安裝區(qū)，例如考慮到其的定位和安裝以便能夠?qū)χ渲稳~片平臺。
【主權(quán)項】
1.一種渦輪機⑵特別是低壓壓縮機⑷的復(fù)合環(huán)形殼體(28)，包括: -壁(34)，其大致為圓形或者圓??； -安裝凸緣(30)，其從所述壁(34)的一側(cè)沿徑向延伸，與所述壁一起形成邊緣(76)； -主纖維加強件(38)，其以連續(xù)的方式沿著所述壁和凸緣延伸，并且在所述邊緣的區(qū)域形成傾斜的、圓形部分； -輔助纖維加強件(56)，其沿著所述邊緣(76)延伸；以及 _基質(zhì); 其特征在于， 所述輔助加強件(56)包括芯(58)，所述芯沿著所述邊緣(76)延伸，以占據(jù)所述邊緣與主加強件(38)的傾斜部分之間的體積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體(28)，其特征在于，所述輔助加強件(56)的芯(58)包括優(yōu)選編織或紡織的束，在適當(dāng)情況下以三維方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述輔助加強件(56)的芯的橫截面具有大致三角形形式的輪廓，在適當(dāng)情況下，直角三角形的直角布置在尖銳邊緣(76)的區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述主加強件(38)和輔助加強件(56)在所述壁(34)的整個徑向厚度上和/或在所述安裝凸緣(30)的整個軸向厚度上基本接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述輔助加強件(56)的芯包括纖維(60)，所述纖維從所述邊緣(76)徑向延伸直至所述主加強件(38)，所述輔助加強件(56)的芯優(yōu)選地具有垂直于其延長部的均勻纖維密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述安裝凸緣是環(huán)形安裝凸緣(30)和/或軸向安裝凸緣，所述環(huán)形殼體(28)優(yōu)選的是在半圓上延伸的環(huán)形半殼，其包括橫向地布置在圓筒部(34)上的軸向凸緣和布置在所述圓筒部(34)的軸向末端的相對環(huán)形凸緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述輔助加強件(56)的芯(58)的纖維(60)基本上平行于所述邊緣(76)延伸，所述輔助加強件(56)的纖維(60)的每個部分優(yōu)選地相對于所述邊緣以小于40°、更優(yōu)選的是小于20°的角度傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述輔助加強件(56)的芯包括纖維(60)，所述纖維具有與所述主加強件(56)相同的性質(zhì)，所述主加強件(38)的纖維￠0)和所述輔助加強件(56)的芯的纖維優(yōu)選的是具有相同的長度和/或相同的直徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述主加強件(38)的纖維和所述輔助加強件(56)的芯的纖維在主加強件(38)和輔助加強件(56)之間的交界面(71)相互交織，所述加強件的纖維優(yōu)選地布置在所述交界面上相互交織的纖維束中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的殼體(28)，其特征在于，所述主加強件(38)和所述輔助加強件(56)的芯各自具有均勻密度的纖維(60)，所述加強件的纖維的密度的比值優(yōu)選地在0.5和1.50之間；優(yōu)選地在0.80和1.20之間；更優(yōu)選地在0.95和1.05之間。
11.一種包括復(fù)合環(huán)形殼體(28)的渦輪機(2)，其特征在于，所述復(fù)合環(huán)形殼體(28)是根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的復(fù)合環(huán)形殼體，所述基質(zhì)優(yōu)選的是基于聚醚酰亞胺、環(huán)氧樹脂或聚醚醚酮的有機基質(zhì)；所述主加強件(38)是包括具有碳纖維和玻璃纖維的一疊纖維褶皺(46)的纖維預(yù)型件，每個纖維褶皺包括在至少兩個方向上布置在紡織纖維束中的纖維(60)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪機(2)，其特征在于，它包括中間鼓風(fēng)機殼體(32)、具有環(huán)形排固定葉片(26)和分離鼻(22)的低壓壓縮機(4)，所述環(huán)形殼體(28)在每個軸向末端包括環(huán)形安裝凸緣(30)，其中一個是上游凸緣，一個是下游凸緣，所述環(huán)形殼體(28)在下游方向上其半徑減少，所述環(huán)形殼體(28)優(yōu)選的是各排葉片(26)所固定至的壓縮機(4)的外部主體結(jié)構(gòu)，所述分離鼻(22)通過所述上游凸緣被連接，所述中間鼓風(fēng)機殼體(32)通過所述下游凸緣被連接，所述環(huán)形殼體(28)還包括耐磨材料(36)的環(huán)形層和用于安裝葉片的環(huán)形表面的交替，所述環(huán)形殼體(28)由通過沿軸向延伸的平面而分開的半殼形成。
13.—種制造渦輪機(2)的復(fù)合環(huán)形殼體(28)的方法，所述殼體包括:壁(34)，其具有大致圓形輪廓或者圓??；安裝凸緣(30)，其從所述壁(34)的一側(cè)沿徑向延伸，與所述壁一起形成邊緣(76);其特征在于，所述方法包括以下階段: (a)將輔助加強件(56)定位(107)在注射模具的模制表面￠4)的角部(70)，所述角部形成所述邊緣(76)； (b)通過使主加強件(38)的形式在所述角部(70)的區(qū)域中適于所述輔助加強件(56)，將主加強件(38)對著所述模制表面(64)定位(108)； (c)關(guān)閉所述注塑模具； (d)注射樹脂(74)和聚合所述樹脂(74)； (e)脫模所述殼體(28)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在定位(108)主加強件(38)的階段(b)之前，所述加強件(38)被制造成帶有旨在與所述輔助加強件(56)的接觸表面接觸的圓角(50 ;54)，優(yōu)選的是在階段(b)完成之后，所述主加強件的圓角被壓扁，所述輔助加強件的接觸表面向內(nèi)彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求13至14中任一項所述的方法，其特征在于，在關(guān)閉所述注射模具的階段(c)的過程中，所述主加強件(38)被壓縮和/或所述主加強件(38)和芯(58)被相互壓縮。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種渦輪機的壓縮機的復(fù)合環(huán)形殼體，包括：壁，其大致為圓形或者圓??；安裝凸緣，其從所述壁的一側(cè)沿徑向延伸，與所述壁一起形成邊緣；主纖維加強件(38)，其以連續(xù)的方式沿著所述壁和凸緣延伸，在所述邊緣的區(qū)域形成傾斜的、圓形的部分；輔助纖維加強件(56)，其沿著所述邊緣延伸；以及基質(zhì)。所述輔助加強件(56)包括芯，所述芯沿著所述邊緣延伸，以占據(jù)所述邊緣與主加強件(38)的傾斜部分之間的體積。本發(fā)明還涉及一種包括復(fù)合環(huán)形殼體的渦輪機，以及一種制造渦輪機的復(fù)合環(huán)形殼體的方法。
【IPC分類】F04D29-42
【公開號】CN104712582
【申請?zhí)枴緾N201410773961
【發(fā)明人】B.漢尼卡特
【申請人】航空技術(shù)空間股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月15日
【公告號】CA2880423A1, EP2883688A1, US20150167497