[发明专利]涡轮机的压缩机复合环形壳体

说明书

本发明涉及一种涡轮机的压缩机的复合环形壳体，包括：壁，其大致为圆形或者圆弧；安装凸缘，其从所述壁的一侧沿径向延伸，与所述壁一起形成边缘；主纤维加强件(38)，其以连续的方式沿着所述壁和凸缘延伸，在所述边缘的区域形成倾斜的、圆形的部分；辅助纤维加强件(56)，其沿着所述边缘延伸；以及基质。所述辅助加强件(56)包括芯，所述芯沿着所述边缘延伸，以占据所述边缘与主加强件(38)的倾斜部分之间的体积。本发明还涉及一种包括复合环形壳体的涡轮机，以及一种制造涡轮机的复合环形壳体的方法。

技术领域

本发明涉及一种轴向涡轮机的复合外部环形壳体。更精确地说，本发明涉及一种轴向涡轮机的具有圆形壁、径向环形凸缘以及在它们接合处的尖锐边缘的复合环形壳体；该复合件包括纤维预型件。本发明还涉及一种包括复合环形壳体的轴向涡轮机。本发明还涉及一种制造轴向涡轮机的复合环形壳体的方法。

背景技术

以减轻涡轮机为目的，其某些通常由金属制造的组件可以由复合材料制造。结构组件比如支撑件和壳体可以由复合材料制造。具体地，压缩机(特别是低压)的外部壳体可以由复合材料制造。

这样的壳体通常具有支撑环形排叶片的圆筒部，以及径向延伸的环形安装凸缘。该凸缘允许将压缩机壳体组装在中间鼓风机壳体上并且安装环形分离鼻。壳体的内表面使得环状流沿着压缩机被引导，并且为此必须具有平滑的表面；而没有突起。此约束要求尖锐边缘被制造在安装凸缘的区域中。

压缩机的复合外部壳体可以由通过基质而致密化的预型件制造。该预型件可以由相互堆叠在顶部上的一叠纤维片形成，这些片在圆筒部和安装凸缘上延伸。一旦定位在模具中，该预型件就被布置在具有旨在重新制造所需形式壳体的边缘的注射模具中。堆叠的预制件在模具的边缘区域中形成圆角，并且在该位置留有空的空间。在注射过程中，该空间由没有通过纤维得到加强的树脂占据。因此，复合壳体在该位置具有弱点。

成形涡轮机复合壳体的预型件的工具在文献GB 2486231 A中是公知的，该壳体在其上游和下游末端具有径向环形凸缘。该预型件包括形成在成形工具中的一叠褶皱，以便制造环形凸缘。为了在成型过程中限制凸缘下方的预型件圆角的外观，该工具包括形成凸缘的移动块；预型件预先布置在其中创建抽吸的膜中。这种方法使得有可能更接近所希望的几何形状，尽管这的确需要昂贵的工具。此外，由预型件所占据的圆角取决于更低褶皱的厚度。圆角可能因为抽吸而扭曲。

文献EP 1 900 502 A1公开了一种涡轮机的环形复合组件。该组件具有环形体和在其末端的环形凸缘，以及在该凸缘内部中的环形尖锐边缘。该复合组件包括多个纤维加强件，其中之一在边缘区域磨破，使得将纤维分配在凸缘和环形体之间的接合处。本文献的方法能够将纤维分配在接合处，但产生了不均匀的纤维密度。这种不均匀性降低了复合部件的机械强度，特别是响应于施加至凸缘的弯曲作用力。

发明内容

技术问题

本发明的目的是克服由现有技术所提出的问题中的至少一个。本发明的目的还在于加强安装凸缘和涡轮机复合外部环形壳体的圆形壁之间的环状接合。本发明的目的还在于尽可能地加强涡轮机复合外部环形壳体的环形凸缘下方的尖锐边缘。

技术方案

本发明涉及一种涡轮机特别是低压压缩机的复合环形壳体，包括：壁，其大致为圆形或者圆弧；安装凸缘，其从所述壁的一侧沿径向延伸，与所述壁一起形成边缘；主纤维加强件，其以连续的方式沿着所述壁和凸缘延伸，形成同样在所述边缘的区域中是圆形的倾斜部分；以及辅助纤维加强件，其沿着所述边缘延伸；基质(matrix)；其特征在于，所述辅助加强件包括芯，所述芯沿着所述边缘延伸，以占据所述边缘与主加强件的倾斜部分之间的体积。

根据本发明的有利的实施方式，所述辅助加强件的芯包括优选编织或纺织的束，在适当情况下以三维方式。