用于轴流式涡轮发动机的结构壳体制造技术

一种用于轴流式涡轮发动机的结构壳体，该壳体包括：外环(50)；内毂(52)；和多个支柱(54)，从毂(52)径向延伸到环(50)，其中环(50)用焊接在一起的多个角节段(55、56、57、58，59)制造。节段周向地按不同角度延伸，一些节段按角度比其他的更大。结构壳体适于涡轮发动机的两个压缩机之间的中间壳体。

Structure Shell for Axial Turbine Engine

【技术实现步骤摘要】
用于轴流式涡轮发动机的结构壳体
本专利技术涉及用于轴流式叶轮机械的壳体。更具体地，本专利技术涉及涡轮机结构壳体且具体涉及压缩机结构壳体。
技术介绍
轴流式叶轮机械压缩机壳体可以包括基本上包括外环、内毂和被称为“支柱”的支柱的结构壳体，该支柱在毂和环之间径向延伸。结构壳体通常是单件铸造零件。在有制造缺陷的情况下，整个零件必须抛弃，且这会是非常昂贵的。文件WO2004/083605A1公开一种涡轮机定子。定子用多个相同角节段制造，组装并焊接在一起。每一个角节段包括外环部分、内毂部分和两个一半的支柱。仅通过组装两个邻近的角节段即可形成支柱。支柱的前端边缘由此用焊珠(weldbead)形成，其不具有完美可控的几何形态。定子的效率因此不是最佳的。还有，这需要复杂的焊接过程，最后，从后勤保障的角度看，相同的角节段更适于通过一个且仅一个制造商或转包商制造，这在供应方面并不灵活。
技术实现思路
技术问题本专利技术目的是解决现有技术问题中的至少一个。更具体地，本专利技术的目的是增加涡轮机的效率，以简化结构壳体的组装，并通过不将组件限制为完全相同的零件而提出一种不受制造条件限制的设计。方案本专利技术涉及用于轴流式叶轮机械的结构壳体，具体是用于飞机涡轮喷气发动机，壳体包括：外环；内毂，可以是单体的；和多个支柱，从内毂径向延伸到外环，其中外环用成对地焊接在一起且可以径向焊接到支柱的多个角节段制造。结构壳体形成涡轮发动机的支承结构。根据本专利技术的有利实施例，角节段中的至少两个在不同角度上延伸，角节段中的一个优选比角节段中的另一的角度大至少两倍、三倍或四倍。由此，从环的轴线观察，每一节段延伸所遵循的角度可以不同。根据本专利技术的有利实施例，壳体包括至少五个角节段，跨80到100°(优选90°)角度的至少三个大角节段和跨30°到60°(优选45°)角度的至少两个小角节段。替换地，壳体可以包括至少三个或至少四个节段，其中的至少一个分别为严格大于120°或90°的角度。根据本专利技术的有利实施例，至少三个大角节段中的至少一个插置在至少两个小角节段中的两个之间。根据本专利技术的有利实施例，壳体包括附接环，其目的是固定到飞机挂架，附接环设置在最大角度节段上，和/或最小角节段上没有附接环。根据本专利技术的有利实施例，至少两个、优选三个角节段用不同材料制造。根据本专利技术的有利实施例，每一个支柱包括焊接到内毂的内端和焊接到外环的外端。这些焊接过程可容易地在外环上辨认出。根据本专利技术的有利实施例，壳体包括与角节段整体形成的紧固凸缘。这些凸缘可以在上游或下游，且目的是附接到低压压缩机(上游)或高压压缩机(下游)。凸缘可以包括例如螺钉这样的接收紧固器件的径向部分和设置有用于可变定子叶片轴的孔的环形部分。根据本专利技术的有利实施例，内毂是单件的和/或每一个支柱是中空且单件的，和/或每一个支柱与角节段整合。根据本专利技术的有利实施例，内毂用几个角部分的组件形成，两个邻近角部分的接触表面限定连结平面。毂的接触表面连结平面中的至少一个相对于通过外环的角节段之间的焊接部限定的每一个连结平面成角度地偏移。替换地，毂的角部分可以通过按相似角度延伸而成角度地与环的节段对准。两个节段之间或两个部分之间的连结平面可以共面并沿壳体的半径对准。替换地，至少一个或所有连结平面可以不同。根据本专利技术的有利实施例，毂具有外表面，优选是大致圆锥形的，在其上布置凹部，以用于焊接支柱。一实施例也可以涉及用于组装结构壳体的套件，该套件包括多个外环角节段、内毂和支柱。本专利技术还涉及具有低压压缩机、高压压缩机和在低压压缩机和高压压缩机之间的中间通路的轴流式叶轮机械，其中中间通路包括根据如上所述实施例中之一的结构壳体。根据本专利技术的有利实施例，每一个支柱轴向尺寸比径向尺寸更长，例如至少两倍长或更长。本专利技术还涉及用于轴流式叶轮机械的结构壳体，特别是用于飞机涡轮喷气发动机的风扇支撑壳体，该壳体包括：外环；内毂；和成环形排的支柱，与内毂和外环径向连接，其中外环包括角节段和角焊接部，该角焊接部成角度地将每一个角节段连接到其邻近的角节段，以便形成围绕内毂的回路。根据本专利技术的有利实施例，壳体包括在支柱的每一个径向端部处的径向焊接部。本专利技术还涉及具有高压涡轮机、低压涡轮机和在高压涡轮机和低压涡轮机之间的中间通路的轴流式叶轮机械，特别是中间通路包括根据如上所述实施例中之一的结构壳体，本专利技术还涉及组装结构壳体的方法，包括通过焊接角节段进行连结的步骤，特别是角节段形成根据如上所述实施例中之一的壳体的外环。根据本专利技术的有利实施例，方法包括将内毂组装到每一个支柱的步骤和将每一个支柱组装到角节段的步骤。根据本专利技术的有利实施例，所有支柱组装到毂，随后每一个支柱组装到角节段，角节段已经在支柱组装之前组装在一起。根据本专利技术的有利实施例，所有支柱组装到毂，随后每一个支柱组装到角节段，且随后角节段组装在一起。根据本专利技术的有利实施例，内毂用几个角部分形成，且一个或多个支柱一方面组装到内毂的角部分而另一方面则组装到环的角节段，随后毂的角部分和外环的角节段分别组装在一起。根据本专利技术的有利实施例，至少两个角节段至少部分地通过两个不同制造过程制造，特别是增材制造或铸造。由此，一些角节段可以用给定材料制造，以第一方法制造，而一些其他节段通过另一方法形成。根据本专利技术的有利实施例，方法包括，在组装外环的步骤之前，从库存中选择按两个不同角度延伸的至少两个节段，所选择的节段的角度之和为360°。优点不同尺寸节段的存在特别是可以优化零件的尺寸并降低它们超出尺寸公差的风险。由此，一些节段可通过比其他方法不太精确的一些已知方法制造。较小的零件因此通过在尺寸公差方面在统计学上不太准确的某些过程制造，使得被拒绝的情况下损失不会太大。还可以为不同分包商赋予某些零件的制造任务，且由此向最可靠的制造商托付更大的部件。如果外环是单体的或如果壳体包括模块使得每一个模块包括一部分外环和一部分毂或支柱(如如上所述的现有技术文件中那样)，则所有这些效果将不可能实现。附图说明图1不是根据本专利技术的轴流式叶轮机械；图2是涡轮机压缩机的图；图3是根据本专利技术的套件的视图；图4示出了根据本专利技术的壳体的等轴视图；图5显示外环的图。具体实施方式在以下描述中，术语“内”和“外”是指相对于轴流式叶轮机械的旋转轴线的定位。轴向方向是沿旋转轴线，且径向方向垂直于轴向方向。侧向方向被认为是沿周向。图1代表双流(double-flow)涡轮喷气发动机2。涡轮喷气发动机2包括低压压缩机4、高压压缩机6、燃烧室8和涡轮机10。在操作中，经由中心轴传递到转子12的涡轮机10的机械动力让两个压缩机4和6运动。压缩机具有与多排定子叶片关联的多排转子叶片。转子绕其旋转轴线14的旋转由此可以产生流动到燃烧室8的逐渐压缩的空气。风扇16经由齿轮箱13联接到转子12且产生空气流，该空气流被分为主流18和次流20。主流18和次流20是环形流动的，它们被环箍(ferrules)导通，它们可以是内部环箍和/或外部环箍。图2是例如图1的轴流式叶轮机械的压缩机的截面图。压缩机可以包括低压压缩机4。可以看到风扇16的一部分以及主流动18和次流动20的分离喷嘴22。转子12可以包括多排转子叶片24。低压压缩机4包括至少一个定子级，其含有成环形排的定子叶片26。每一个定子级与风扇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于轴流式叶轮机械的结构壳体，该壳体包括：外环；内毂；和多个支柱，从内毂径向延伸到外环，外环，用焊接到彼此且焊接到支柱的多个角节段制造，其中至少两个角节段按不同角度成角度地延伸。

【技术特征摘要】
2018.02.02 BE BE2018/50631.一种用于轴流式叶轮机械的结构壳体，该壳体包括：外环；内毂；和多个支柱，从内毂径向延伸到外环，外环，用焊接到彼此且焊接到支柱的多个角节段制造，其中至少两个角节段按不同角度成角度地延伸。2.如权利要求1所述的结构壳体，其中所述至少两个角节段按两个相应角度延伸，其中一个角度是另一个角度的至少两倍。3.如权利要求1所述的结构壳体，其中多个角节段包括至少五个角节段，至少五个角节段包括：至少三个大角节段，其每一个按80°到100°的角度延伸；和至少两个小角节段，其它们按30°到60°的角度延伸。4.如权利要求3所述的结构壳体，其中所述至少三个大角节段中的至少一个成角度地布置在所述至少两个小角节段中的两个之间。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：L伯恩，E恩格尔伯特，M皮特斯，
申请(专利权)人：赛峰航空助推器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE