[发明专利]涡轮环组件

说明书

一种涡轮环组件，其包括形成涡轮环(1)的环形扇区(10)和环形支撑结构(3)，每个环形扇区(10)沿着由环(1)的轴向方向(D_A)和径向方向(D_R)限定的截面具有形成环形基座(12)的部分，该环形基座(12)在径向方向(D_R)上具有内表面(12a)和外表面(12b)，第一和第二附接凸片(14、16)从该表面突出，所述结构(3)包括中央护罩(31)，第一和第二径向夹具(32、36)从中央护罩(31)突出，每个环形扇区(10)的附接凸片(14、16)保持在第一和第二径向夹具之间。它包括可拆卸地固定到第一径向夹具(32)的第一和第二环形法兰(33、34)，第二环形法兰(34)包括沿轴向方向(D_A)向上游突出的支撑罩(346)，并具有与中央护罩(31)接触的径向支撑件(348)。

技术领域

本发明涉及一种涡轮环组件，该涡轮环组件包括由陶瓷基复合材料制成的多个环形扇区以及环形支撑结构。

本发明的应用领域尤其是航空燃气涡轮发动机的领域。然而，本发明可应用于其他涡轮机，例如工业涡轮机。

背景技术

在全金属涡轮环组件的情况下，必须冷却组件的所有元件，特别是经受最热流的涡轮环。由于所使用的冷却流取自发动机的主流，因此这种冷却对发动机性能具有重大影响。另外，将金属用于涡轮环限制了增加涡轮机温度的可能性，但是这将允许改善航空发动机的性能。

为了解决这些问题，已经设想生产由陶瓷基复合材料(CMC)制成的涡轮环形扇区以便克服金属材料的实施。

CMC材料具有良好的机械性能，使其能够形成结构元件，并在高温下有利地保留了这些性能。CMC材料的实施有利地允许减少在运行期间施加的冷却流，并因此提高涡轮机的性能。另外，CMC材料的实施有利地允许减小涡轮机的重量并减小金属部件遇到的热膨胀的影响。

但是，提出的现有解决方案可以实现CMC环形扇区与环形支撑结构的金属附接部分的组装，这些附接部分经受热流。因此，这些金属附接部分经历热膨胀，这可能导致CMC环形扇区受到机械应力并使其脆化。

此外，已知文献FR2540939、GB 2480766、EP 1350927、US 2014/0271145、US2012/082540和FR2955898公开了涡轮环组件。

需要改进现有的涡轮环组件及其安装，尤其是需要改进的现有的实施CMC材料的涡轮环组件，以减小在涡轮机运行期间CMC环形扇区承受的机械应力的强度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种涡轮环组件，该涡轮环组件允许以确定性的方式维持每个环形扇区，也就是说，一方面控制其位置并防止其振动，同时允许环形扇区，通过延长环以使其在温度升高和压力变化的影响下变形，这尤其独立于界面金属部件，另一方面，在改善非流路扇区和流路扇区之间的密封性的同时，简化了操作，并减少了安装环组件的数量。

本发明的目的是提出一种涡轮环组件，该涡轮环组件包括形成涡轮环的多个环形扇区和环形支撑结构，每个环形扇区沿由涡轮环的轴线方向和径向方向限定的截面具有形成环形基座的部分，该环形基座在涡轮环的径向方向上具有内表面和外表面，内表面限定涡轮环的内表面，第一和第二附接凸片从该外表面伸出，环形支撑结构包括中央护罩，第一和第二径向夹具从中央护罩伸出，每个环形扇区的第一和第二附接凸片都保持在该第一和第二径向夹具之间。

根据该目的的一般特征，涡轮环组件包括可拆卸地固定到中央护罩的一体式环形法兰，该环状法兰包括第一自由端，耦接至中央护罩的第二端，从第一端延伸的第一部分，在第一部分和第二端之间延伸的第二部分，法兰的第一部分包括彼此不同的第一和第二凸片，第一凸片抵靠第一附接凸片，第二凸片在轴向方向与第一凸片间隔开，相对于旨在通过涡轮环组件的气流方向，第二凸片在第一凸片的上游，并且环形法兰的第二部分包括在轴向方向下游突出的轴承护罩，该轴承护罩具有与环形支撑结构的中央护罩接触的径向轴承。