[发明专利]涡轮环组件

说明书

一种涡轮环组件，包括形成涡轮环(1)的环扇区(10)和一个环支撑结构(3)，每个环扇区(10)在由环(1)的轴向方向(D_A)和径向方向(D_R)限定的剖面平面中具有形成环形底座(12)的一个部分，所述环形底座沿径向方向(D_R)具有一个限定环(1)的内表面的内表面(12a)以及一个外表面(12b)，第一和第二固定接片(14、16)从所述外表面(12b)突出延伸，所述结构(3)包括中心壳体(31)，第一和第二径向凸缘(32、36)从所述中心壳体(31)突出延伸，每个环扇区(10)的第一和第二固定接片(14、16)均保持在所述凸缘之间。它包括可移除地附接到中心壳体(31)的第一径向凸缘(32)并且通过接触支座(330、340)彼此分隔的第一和第二环形凸缘(33、34)。

技术领域

本发明涉及一种涡轮环组件，其包括由陶瓷基质复合材料制成的多个环扇区以及一种环支撑结构。

本发明的应用领域尤其是航空燃气轮机发动机的领域。然而，本发明适用于其他涡轮机，例如工业涡轮。

背景技术

对于全金属涡轮环组件，有必要冷却该组件的所有元件，尤其是受到最热流影响的涡轮环。这种冷却对发动机性能具有显著的影响，由于从发动机的主流获取所使用的冷却流。此外，用于涡轮环的金属的使用限制了提高涡轮温度的可能性，然而这会允许改进航空发动机的性能。

为了解决这些问题，已经设想制造由陶瓷基质复合材料(CMC)制成的涡轮环扇区，从而克服金属材料的实施。

CMC材料具有良好的机械性能，使它们能够形成结构元件并且有利地在高温下保持这些特性。CMC材料的实施已经有利地允许减少在运行过程中施加的冷却流，并因此提高涡轮机的性能。此外，CMC材料的实施有利地允许降低涡轮机的重量并且减少金属部件所遭受的热膨胀影响。

然而，所提出的现有解决方案可以将CMC环扇区与环支撑结构的金属附接部分组装在一起，这些附接部分受到热流影响。因此，这些金属附接部分经受热膨胀，其可导致CMC环扇区的机械应力以及导致其脆化。

此外，公开了涡轮环组件的文献FR 2 540 939、GB 2 480 766、EP 1 350927、US2014/0271145、US 2012/082540和FR 2 955 898是众所周知的。

有必要改进现有的涡轮环组件及其安装，尤其是实施CMC材料的现有涡轮环组件，从而减少CMC环扇区在涡轮运行过程中受到的机械应力强度。

发明内容

本发明旨在提出一种涡轮环组件，其允许以确定的方式保持每个环扇区，也就是说，以便于控制其位置并防止其振动，同时一方面允许环扇区以及通过延伸允许环在温度升高和压力变化的作用下变形，这尤其独立于界面金属部件，以及另一方面改进非流路扇区和流路扇区之间的密封性并且同时简化操作并减少用于安装环组件的其数量。

本发明的一个目的提出一种涡轮环组件，包括形成涡轮环的多个环扇区以及一个环支撑结构，根据由所述涡轮环的轴向方向和径向方向限定的剖面平面，每个环扇区具有形成环形底座的一部分，所述环形底座沿所述涡轮环的径向方向具有一个限定所述涡轮环的内表面的内表面以及一个外表面，第一和第二附接接片从所述外表面突出，所述环支撑结构包括中心护罩，第一和第二径向夹具从所述中心护罩突出，每个环扇区的第一和第二附接接片保持在所述第一和第二径向夹具之间。

根据该目的的通用特征，所述涡轮环组件包括第一环形凸缘以及相对于旨在穿过所述涡轮环组件的气流方向设置在所述第一环形凸缘上游的第二环形凸缘，所述第一环形凸缘和第二环形凸缘分别具有第一自由端以及与所述第一端相对的第二端，所述第一环形凸缘的第一端抵靠所述第一附接接片，所述第二环形凸缘的第一端沿轴向方向与所述第一环形凸缘的第一端间隔，所述第一和第二环形凸缘的第二端可移除地紧固到所述环支撑结构的中心护罩的第一径向夹具，并且所述第一凸缘的第二端和所述第二凸缘的第二端通过接触支座分隔。