[发明专利]用于涡轮机整体叶盘的改进壳体和装配有所述壳体的涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及提供航空引擎推动力的涡轮机领域。

更加特别地，本发明涉及用于这种涡轮机的整体叶盘的壳体。

背景技术

民用运输机的推动力必须遵守两个有时相互矛盾的条件：

－第一，巡航时提供良好的空气动力性能；

－以及在起飞和降落阶段遵守越来越严格的声学认证标准。

这个最后条件包括寻求用于减小在起飞和降落时由飞机产生的噪音的优选解决方案。由飞机涡轮机产生的总噪音的主要分量源自存在于涡轮机风机中发生的涡流。这些涡流源自风机壳体和风机叶片的径向外部端部之间的间隙，这使得在此处形成气流湍流。

结果，目的是研发一种涡轮机，所述涡轮机的壳体和包括整体叶盘的风机设计成使得尤其在起飞和降落期间由风机产生的噪音最小化，而同时又不会使得巡航时空气动力性能有任何下降。

就这一点而言，已经研发了一种壳体，所述壳体的与移动叶片相对的内表面改良成使得湍流减小并且因此降低因这种湍流而产生的噪音。

例如在文献FR2929349和FR2940374中已经提出了针对壳体表面所作出的改良，其旨在减小风机叶片与壳体的噪声相互作用。

FR 2940374提出了一种整体叶盘壳体，其包括与叶片相对的腔。使得腔相对于叶片成适当尺寸并且相对于叶片放置腔，使得尤其在这个文献中所述腔适于提供改进的空气动力性能并且降低噪音。

FR 2929349提出了一种整体叶盘壳体，所述整体叶盘壳体在其内表面上包括多条圆周槽(围绕壳体的轴线对称的绕转槽)。而且，这些 槽的横截面的表面从第一槽朝向最后一条槽减小，所述第一槽位于壳体的上游处，所述最后一条槽相对位于更下游侧。

在文献US 2011/0311354中，制成在壳体中的腔连接多条狭槽。

在文献EP 0754864中，将高压流体注入到连接多条狭槽的腔中，以便产生与涡轮机中的流相对的流。因此，所形成的狭槽和腔不会获取涡轮机中的气流的一部分，以便减小湍流。

已经证明通过将槽布置在所述内表面中针对壳体的内表面所作出的改良有用。但是，在这些槽中实施的多个流动模拟实验提出的是：因为相对于彼此独立，所以这些槽并非同样地全部有助于气动增益。

特别地，相对于那些位于上游处的槽，仅仅位于壳体最远下游处的槽允许低气动增益。

例如，显而易见的是，关于包括四条接续槽的壳体提到的气动增益基本等于仅仅包括三条接续槽的壳体获得的增益。

因此需要进一步通过壳体的表面改良或者壳体处理来获得气动增益，以便推动提高风机的声学性能并且促进增大位于下游的槽对气动增益的贡献。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种整体叶盘壳体改正上述问题，所述整体叶盘壳体呈现了相对于现有技术提高的气动性能。

为此，本发明的目的是一种用于涡轮机的整体叶盘的壳体，其包括耐磨材料的内部涂层和多条圆周狭槽，所述多条圆周狭槽布置在所述涂层中，所述壳体还包括圆周腔，所述圆周腔制成在耐磨材料的涂层中，所述狭槽终结于所述腔中并且在所述腔和壳体的内表面之间延伸。

有利但是可选的，本发明还能够包括以下特征中的至少一个：

－作为耐磨材料的涂层其厚度介于20mm和25mm之间，腔在这个厚度中的高度介于5mm和10mm之间。

－腔通过相对于狭槽向上游错开延伸到耐磨材料的涂层中，所述 狭槽位于所述壳体上的最高处，并且狭槽的数量介于4条和8条之间。

－在耐磨材料的涂层的厚度中，每条狭槽的高度介于10mm和15mm之间。

－每条狭槽的宽度介于2mm和6mm之间。

－两条接续狭槽之间的间隔介于0.5mm和3mm之间。

－狭槽中的每一条均在角度介于70°和110°的平面中延伸。

本发明的另一个目的是涡轮机，所述涡轮机包括如在前述权利要求中的任意一项中声明权益的整体叶盘和整体叶盘壳体。

有利地但是可选地，根据本发明的涡轮机还能够包括以下特征中的至少一个：

－壳体的腔因相对于叶片的前缘向上游错开一介于2mm和10mm之间的距离而与轮的叶片的径向外端相对。

－位于壳体最高处的狭槽相对于叶片的前缘向上游错开一介于1.5mm和3.5mm的距离。

附图说明

从以下描述中本发明的其它特征、目的和优势将变得显而易见，以下描述仅仅为阐释性而非限制并且必须参照附图考虑，其中：

图1是根据本发明的包括移动整体叶盘和壳体的涡轮机的轴向截面；