[发明专利]具有承受高应力的柔性区域的涡轮机定子扇区

说明书

一种涡轮机定子扇区(100)，包括沿径向方向(D_R)在第一端(110a)与第二端(110b)之间，以及沿轴向方向(D_A)在前缘(111)与后缘(112)之间延伸的多个叶片(110)。该扇区还包括连接到叶片的第一端(110a)的内护罩(120)以及连接到叶片的第二端(110b)的外护罩(130)。该扇区包括形成内护罩或外护罩的全部或部分的至少一个环形部分(140)。该环形部分包括第一隔板(141)和第二隔板(142)，所述第一隔板(141)存在于与叶片(110)的第一端(110a)或第二端(110b)的接合处，所述第二隔板(142)沿径向方向(D_R)通过包括多个切口(1430)的三维结构(143)与第一隔板保持间隔。

技术领域

本发明涉及例如飞机涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机这样的航空涡轮机的压缩机的矫直器的通用领域。

背景技术

涡轮机压缩机包括几个压缩级，每个压缩级都由安装在转子轴上的环形列的叶片以及通过矫直器形成，所述矫直器由径向地安装在涡轮机的环形外壳上的多个叶片形成。

压缩机矫直器通常是扇区化的，即由环绕压缩机的纵轴端对端地周向地设置的几个角扇区组成。更准确地，如图1所示，每个矫直器扇区10包括一个在另一个内侧同轴地布置的内护罩11和外护罩12，以及在这些护罩之间径向地延伸并通过其各自的径向端13a和13b连接到这些护罩的几个叶片13。此外，在每个其轴向端，每个矫直器扇区10的外护罩12分别包括用于将扇区装配到涡轮机的外壳的突出接片121和122。

在操作中，这种类型的矫直器扇区承受静态和振动的许多机械载荷。特别地，在矫直器扇区上观察到强烈的振动响应，矫直器扇区可能随时间致使扇区损坏(裂纹、破裂等)。这些机械载荷基本支撑在叶片的前缘和后缘以及内外护罩之间的接合区域，所述接合区域对应于图2所示的区域Z1、Z2、Z3和Z4。事实上，这些接合区域对应于扇区中的厚重部件和薄部件之间的材料体积的突然变化。这导致接合区域处的刚度，所述区域然后变成坚固机械应力的区域，这可导致矫直器扇区的损坏，甚至破坏。

文件US2007172349中描述了一种用于降低在叶片的前缘和后缘与矫直器扇区的外护罩之间的接合处的机械应力的解决方案。然而，本文件中提到的解决办法并不完全地令人满意。特别地，在振动方面，这种解决方案并不能在叶片的前缘和后缘以及内外护罩之间的接合区域处提供足够的阻尼。

发明目的和概述

因此，本发明的主要目的是通过提出一种涡轮定子扇区来弥补这种类型的缺点，所述定子扇区包括沿径向方向在第一端和第二端之间以及沿轴向方向在前缘和后缘之间延伸的多个叶片，所述扇区进一步包括连接到叶片的第一端的内护罩以及连接至叶片的第二端的外护罩，其特征在于，所述扇区至少包括一个形成所述内护罩或外护罩的全部或部分的环形部分，所述至少一个环形部分包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板存在于与所述叶片的第一或第二端的接合处，所述第二隔板沿径向方向通过包括多个切口的三维结构与所述第一隔板保持间隔。

通过提供额外的柔性，所述环形部分允许明显地改进在叶片端部和所述内外护罩之间的接合处的定子扇区的机械强度。因此，在这些应力较大的接合区域更好地补偿和/或吸收了很大的静应力和动应力。

所述环形部分可沿轴向方向和/或沿涡轮定子扇区的周向方向形成所述内护罩或所述外护罩的全部或部分。

根据本发明的定子扇区的一种特定特征，第一隔板的厚度小于1mm。因此，在与叶片的第一或第二端的接合处具有更大的柔性。

根据本发明定子扇区的另一特定特征，所述三维结构包括横档或空腔的阵列。

根据本发明的定子扇区的另一特定特征，所述外护罩的下游端由环形部分形成，所述环形部分的第一隔板在所述叶片的后缘处连接到叶片的第二端。