[发明专利]涡轮机涡轮的陶瓷基复合材料涡轮定子扇区与金属支撑件之间的连接

说明书

一种涡轮机(2)的涡轮(1)的定子(4)的、由陶瓷基复合材料制成的扇区(7)，该扇区包括通过至少一个叶片连接的外平台(8)和内平台(9)，所述外平台(8)包括用于附接到金属支撑件(12)的扇区(11)的附接装置(10)，附接装置(10)包括至少一个中心边缘和两个侧边缘，所述中心边缘沿着准线相对于所述侧边缘径向偏移，使得中心边缘径向地位于所述准线的一侧，而侧边缘位于所述准线的另一侧，所述中心边缘和所述中心钩状件彼此径向承靠并径向地位于所述准线的两侧，所述侧边缘和相应的所述侧钩状件彼此径向承靠并且径向地位于所述准线的两侧。

技术领域

本发明涉及涡轮机领域，诸如用于飞行器的涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机，并且更具体地涉及这种涡轮机的涡轮的陶瓷基复合材料涡轮定子与用于涡轮定子的金属支撑件之间的连接。

背景技术

从申请人名下的文献FR-A1-2961850、FR-A1-2887920或FR A1-2913051已知一种涡轮机涡轮，该涡轮机涡轮包括至少一级，该至少一级由扇区化的环形涡轮定子组成，该环形涡轮定子具有一排固定的矫直叶片和可旋转移动的转子轮(也称为叶轮)，该转子轮相对于涡轮中的废气流动方向安装在涡轮定子的下游。

更准确地说，涡轮定子包括两个同轴的环形平台，分别是内环形平台和外环形平台，固定的矫直叶片在这两个环形平台之间延伸。外平台和内平台在它们之间限定出废气穿过的管道的一部分。

通常，涡轮定子的外平台包括附接装置，该附接装置与用凸缘连接到固定的涡轮外壳体的扇区化的环形支撑件的接纳装置配合，然后将该支撑件径向地置于涡轮定子和涡轮壳体之间。

根据已知技术，附接装置包括轴向延伸的上游圆形边缘和下游圆形边缘，上游边缘和下游边缘分别构造成与支撑件的上游钩状件和下游钩状件配合。边缘和相应的钩状件通过锁定装置相对于彼此保持。为了保证涡轮定子和支撑件之间随着时间的连接，换句话说，为了防止边缘在外应力(废气的空气动力、热膨胀等)的作用下从钩状件上脱离，边缘和钩状件通过锁定装置在预应力(或预负荷)下安装。

在涡轮定子的材料和支撑件的材料不同的情况下，即例如陶瓷基复合材料(CMC)涡轮定子和金属支撑件，特别是由于当涡轮机运行时在边缘和钩状件之间的连接处出现很大的局部力，因此施加预应力是重要的，这些力尤其是由于材料关于热应力的不同行为而产生。

使用陶瓷基复合材料显然使得能够使涡轮的质量最小化，并且更通常是使涡轮机的质量最小化。

还应注意，陶瓷基复合材料涡轮定子能比金属涡轮定子承受更高的温度。因此，陶瓷基复合材料涡轮定子提供了在管道中具有更高的废气温度的可能性并且需要较少的冷却空气，这有利于涡轮机的效率。

然而，陶瓷基复合材料涡轮定子的机械强度低于金属涡轮定子的机械强度。上述机械特征使得不可能对组件施加很大的预应力，这是因为否则会使边缘在与锁定装置接触的区域中发生过早磨损。

因此，本发明的目的是提出一种陶瓷基复合材料的涡轮定子和用于该涡轮定子的金属支撑件之间的连接，该连接使得能够补救所遇到的上述困难。

发明内容