由陶瓷基质复合材料制成的涡轮定子叶片的制作方法



1.本发明涉及由陶瓷基质复合材料(“cmc材料”)制成的涡轮叶片,尤其涉及涡轮定子叶片及其制造方法。


背景技术:



2.涡轮分配件或定子是连接到涡轮喷气发动机壳体的零件,其引通或引导主流的气体,即热流。涡轮级包括称为分配件或定子的固定叶片组,后随包括涡轮和运动叶片组成的动叶组或转子。
3.第一级分配件的叶片通常是中空的,以便能够将冷却空气引导至位于轮毂中的转子。该冷却空气的一部分也可期望用于冷却分配件。
4.为了生产涡轮机的热部的这些零件,提出了陶瓷基质复合材料(“cmc”材料),因为它们具有显著的热结构性能。事实上,它们具有机械性能,使其适于构成结构元件,并能够在高温下保持这些性能。另外,这些cmc材料的密度比通常用于涡轮机的热部的各元件的金属材料低得多。因此,它们允许这些零件质量减少而同时适于在高温环境中使用。
5.然而,用cmc材料制造这些中空零件可能有缺点。在制作中空零件时,可能需要使用芯件以保持其形状。因此,在零件加固后,必须能够约束中空零件的空腔的几何形状,以便从中提取芯件。额外的制造困难还与以下事实有关:芯件能够承受与制造范围相关的温度;尽管几何形状没有残留物,但仍可提取芯件;和/或例如能够通过化学降解、熔融或溶解等来移除芯件。
6.希望有一种定子叶片能够承受涡轮机的高温但其重量不增加,同时避免在其制造过程中使用芯件。


技术实现要素:



7.本发明涉及一种由陶瓷基质复合材料制成的涡轮定子叶片,其包括至少一个中空叶片型面并具有后缘和前缘,其特征在于,其包括第一部分和与第一部分不同的第二部分,第一部分包括叶片型面的外弧面,第二部分包括叶片型面的内弧面,第一部分和第二部分通过至少存在于叶片型面的后缘或前缘上的连接接口连接到彼此。
8.具有由两个不同部分形成的叶片允许在其制造期间省去芯件。在组装在一起之前,可以单独制造这两个部分而不需要使用芯件。也能够通过这两个部分的预先加固的预成型件的共同致密化来获得叶片,从而保持这两个部分的形状。下面将详细介绍这两种制造可能性。除了克服与在制造过程期间使用芯件有关的缺点外,本发明还允许在不影响另一部分的情况下,仅在两个部分中的一个上引入功能,如在其中一个部分上进行局部加厚、在两个部分之间或在叶片的同一部分上进行编织变型,从而使叶片更适应所需需求。
9.在一示例性实施例中,叶片包括位于后缘和前缘中的至少一个上的至少一个通气孔,所述至少一个通气孔在叶片型面的内部空间和叶片型面的外部表面之间延伸。
10.在连接接口上生产然后组装叶片的两个部分的事实也允许在叶片制造期间添加
冷却溶液。由通气口操作的冷却是由空气膜进行冷却,也称为“膜冷却”。通气口可处于后缘上,从而允许冷却叶片型面的后缘。替代地或者结合地,通气口可处于前缘上,从而允许冷却叶片型面的内弧面或外弧面。
11.在一示例性实施例中,连接接口包括在第一部分和第二部分之间的重叠区域,该重叠区域存在于叶片型面的至少一个纵向端部上,并且意图存在于涡轮的气流的流路外。
12.在一示例性实施例中,由至少一个机械连接(例如螺栓连接)加强重叠区域。这允许加强叶片的两个部分之间的连接接口,而不会干扰气动流。
13.在一示例性实施例中,叶片还包括至少一个平台,该平台存在于叶片型面的一个纵向端部处,包括与叶片型面的外弧面成一体的第一部分和与叶片型面的内弧面成一体的第二部分,平台的第一部分和第二部分在属于重叠区域的至少一个跨接部分处连接到彼此。
14.这允许加强叶片的两个部分之间的连接接口。
15.在一示例性实施例中,通过例如螺栓连接之类的机械连接加强所述至少一个跨接部分。这允许加强叶片的两个部分之间的连接接口,而不会干扰叶片型面上的气动流。
16.在一示例性实施例中,连接接口包括存在于后缘或前缘中的至少一个上的突出部。
17.本发明还涉及一种制造上述叶片的方法,包括以下步骤:
[0018]-提供意图形成叶片型面的外弧面的第一纤维预制件和意图形成叶片型面的内弧面的第二纤维预制件;
[0019]-通过陶瓷基质使第一纤维预制件和第二纤维预制件致密化;以及
[0020]-通过产生至少存在于叶片型面的后缘或前缘上的连接接口来组装第一致密纤维预制件和第二致密纤维预制件。
[0021]
在一示例性实施例中,组装步骤包括在后缘和前缘中的至少一个上形成在叶片型面的内部空间和叶片型面的外部表面之间延伸的至少一个通气口。
[0022]
在一示例性实施例中,在组装步骤期间产生的连接接口包括第一致密纤维预制件和第二致密纤维预制件之间的重叠区域,该重叠区域存在于叶片型面的至少一个纵向端部上,并且意图存在于涡轮的气流流路之外。
[0023]
在一示例性实施例中,第一纤维预制件和第二纤维预制件共同限定至少一个平台预制件,该平台预制件意图存在于叶片型面的一个纵向端部处,并包括与第一纤维预制件成一体的第一部分和与第二纤维预制件成一体的第二部分,在组装期间,平台预制件的第一部分和第二部分在属于重叠区域的至少一个跨接部分上连接到彼此。
[0024]
在一示例性实施例中,在组装步骤期间产生的连接接口包括存在于叶片型面的后缘和前缘中的至少一个上的突出部。
[0025]
本发明还涉及另一种制造上述叶片的方法,包括以下步骤:
[0026]-提供意图形成叶片型面的外弧面部的第一纤维预制件和意图形成叶片型面的内弧面部的第二纤维预制件;
[0027]-加固第一纤维预制件和第二纤维预制件;
[0028]-将第一加固纤维预制件和第二加固纤维预制件保持就位,在所述加固纤维预制件之间至少有一个用于承载叶片型面的后缘或前缘的区域;以及
[0029]-用共用陶瓷基质将保持就位的第一加固纤维预制件和第二加固纤维预制件共同致密化,连接接口由所述纤维预制件之间的承载区域上的共用陶瓷基质形成。
[0030]
在一示例性实施例中,该方法还包括以下步骤:在共同致密化步骤之前在承载区域上局部施加易挥发材料,以及在共同致密化步骤之后去除易挥发材料,从而在前缘和后缘中的至少一个上形成在叶片型面的内部空间和叶片型面的外部表面之间延伸的至少一个通气口。
[0031]
在一示例性实施例中,连接接口包括在第一致密纤维预制件和第二致密纤维预制件之间的重叠区域,该重叠区域存在于叶片型面的至少一个纵向端部上,并意图存在于涡轮的气流流路之外。
[0032]
在一示例性实施例中,第一纤维预制件和第二纤维预制件共同限定至少一个平台预制件,该平台预制件意图存在于叶片型面的一个纵向端部处,包括与第一纤维预制件成一体的第一部分和与第二纤维预制件成一体的第二部分,在其保持就位时,平台预制件的第一部分和第二部分在属于重叠区域的至少一个跨接部分上接触。
[0033]
在一示例性实施例中,连接接口包括存在于叶片型面的后缘和前缘中的至少一个上的突出部。
[0034]
在一示例性实施例中,无论所实施的制造方法如何,第一纤维预制件和第二纤维预制件都是通过三维编织产生的。
[0035]
根据本发明的定子叶片具有能够以不同方式生产的优点:组装并连接先前单独致密化的第一部分和第二部分,或者在致密化期间通过共用陶瓷基质组装并连接两个纤维预制件。
附图说明
[0036]
通过参考附图给出的以下描述,本发明的其它特征和优点会显现出来,这些附图示出不具有任何限制特征的示例性实施例。
[0037]
[图1]图1示意性且部分地示出了根据本发明第一实施例的涡轮定子叶片相对于纵向方向的剖视图。
[0038]
[图2a]图2a示意性且部分地示出了根据本发明第二实施例的叶片型面的立体图。
[0039]
[图2b]图2b示意性且部分地示出了根据本发明第三实施例的叶片型面的立体图。
[0040]
[图2c]图2c示意性且部分地示出了根据本发明第四实施例的叶片型面的立体图。
[0041]
[图3]图3示意性且部分地示出了根据本发明第五实施例的叶片型面的立体图。
[0042]
[图4]图4示意且部分地示出了根据本发明第六实施例的叶片。
[0043]
[图5]图5示意性且部分地示出了根据本发明第七实施例的叶片的立体图。
具体实施方式
[0044]
在图1至图2c中,存在于叶片的第一部分110、210和第二部分120、220之间的连接接口130和230被放大,以提高其可视性。
[0045]
图1是根据本发明第一实施例的定子叶片的叶片型面的剖视图。该剖面横向于叶片的纵向方向z(平面(xy))截取。
[0046]
叶片由陶瓷复合材料制成,并包括中空叶片型面100。叶片型面100具有后缘bf和
前缘ba。叶片包括形成叶片型面100的外弧面的第一部分110和形成叶片型面的内弧面的第二部分120。叶片的两个部分110和120通过在所示示例中存在于前缘ba上的连接接口130连接到彼此。叶片的两个部分110和120在连接接口130上成一体,以便形成叶片型面100。
[0047]
更一般地,连接接口130存在于后缘bf上或前缘ba上,或既存在于前缘ba上又存在于后缘bf上。
[0048]
叶片型面100的内部容积v在其两个纵向端部之间延伸,并形成用于冷却空气流的循环通道。为了将冷却空气引导至叶片型面100的外部表面或围绕各热零件,叶片可包括通气口101、102、103和104。例如,存在于后缘bf上的通气口101允许冷却后缘bf,存在于内弧面侧上的前缘ba上的通气口102允许冷却叶片型面100的内弧面,而存在于对于104的外弧面侧上和对于103的内弧面侧上的前缘ba上的通气口103和104允许冷却叶片型面100的外弧面。通气口101至104将内部容积v与叶片型面的外部容积连通,以便为冷却空气提供通路。已经示出了存在若干通气口的示例,但当存在单个通气口时,这当然并不偏离本发明的范围。
[0049]
图2a、2b和2c示出了根据本发明在定子叶片上所制的通气口的不同可能布置。
[0050]
在图2a中,通气口240在后缘bf上存在于叶片型面200的整个高度上。因此,叶片的两个部分210和220之间的连接接口230将仅存在于前缘ba上。
[0051]
根据另一示例,通气口241至249存在于叶片型面200的整个高度上,但由两个部分210和220之间的连接区域250和260分隔开。通气口241至245可具有沿其长度基本恒定的截面,例如为圆柱形(见图2b)。替代地,这些通气口的截面可以沿其长度变化,该截面可以在沿叶片型面的外部容积方向运动时增加,如图2c所示。在图2c的示例中,通气口246至249具有圆锥形。在图2b和图2c所示的示例中,通气口241至249沿纵向方向z均匀分布。然而,如果通气口沿纵向方向z的分布不规则,也并不偏离本发明的范围。
[0052]
更一般地,根据叶片及其周围元件的冷却需求在叶片型面的后缘或前缘上对通气口的形状和位置进行调整。
[0053]
为了加强叶片的两个部分110、210和120、220之间的连接,可以改变这两个部分之间的连接接口130、230。图3、4和5示出了叶片的两个部分之间的连接接口的根据本发明的几个示例。
[0054]
在图3中,连接接口301、302包括存在于叶片型面300的后缘bf上和前缘ba上的两个突出部。这种类型的突出部允许加强叶片的两个部分310和320之间的连接接口301、302。
[0055]
还能够在两个突出部301和302中的至少一个上添加通气口。还能够在叶片型面300的后缘bf或前缘ba中的一个上具有突出部,而在另一边缘上具有在叶片型面300的整个高度上延伸的通气口。
[0056]
在图4中,连接接口401包括叶片的第一部分410和第二部分420之间的重叠区域402,该重叠区域402存在于气流的流路403外的叶片型面400的外纵向端上。在该示例中,重叠区域402处于叶片型面400的前缘ba上,但也能够在后缘bf上到相同类型的重叠区域404。
[0057]
此外,图4中所示的重叠区域402设置在叶片型面400的外纵向端上,但也可以将其放置在叶片型面400的内纵向端上。
[0058]
图5中所示的叶片包括叶片型面500和两个部分510和520,这两个部分组装在一起
以形成叶片型面的外弧面和内弧面。其还包括存在于叶片型面500的一个纵向端部处的外部平台530。外部平台530界定流路503。根据本发明的示例性实施例,该平台530包括与叶片的第一部分510成一体的第一部分531和与叶片的第二部分520成一体的第二部分532。在所示示例中,平台530的两个部分531和532在两个跨接部分533和534上连接到彼此。部分531和532重叠在跨接部分533和534上。
[0059]
图5仅示出了叶片的外部平台530。然而,叶片可在叶片型面500的另一纵向端部处包括与外部平台530相对的内部平台,该内部平台包括为外部平台530限定的两个部分。
[0060]
因此,图4和图5描述了涡轮中气体的流路403、503外的叶片的两个部分410、510和420、520之间的连接的加强件。流路外的这种类型的加强件的优点是能够向这些连接接口添加例如螺栓连接件之类的机械连接件,以在不改变叶片型面400、500的气动特性的情况下对其进行加强。
[0061]
下面描述根据本发明的制造叶片的方法的第一示例。
[0062]
在该第一示例中,该方法包括提供两个纤维预制件的第一步骤。第一纤维预制件意图形成叶片型面100的外弧面,因此意图形成图1中所示的叶片的第一部分110。第二纤维预制件意图形成叶片型面100的内弧面,因此意图形成图1中所示的叶片的第二部分120。
[0063]
在第二步骤中,通过陶瓷基质将两个纤维预制件致密化。纤维预制件的陶瓷基质可以全部或部分地通过化学气相渗透、或部分或全部通过液体手段制成。液体技术可以是熔体渗透或聚合物浸渍热解技术。通过上述技术形成陶瓷基质本身是已知的。还能够使用这些技术的组合来形成基质。例如,基质可以包括碳化硅。
[0064]
最后在第三步骤中,由于至少存在于叶片型面的后缘或前缘上的连接接口的产生,第一致密预制件和第二致密预成型件被组装。
[0065]
可以例如通过将粘合剂施加到后缘或前缘上的两个致密纤维预制件上或通过任何其它已知的手段来产生连接接口。
[0066]
根据另一示例,通过在两个致密纤维预制件之间添加接头来形成连接接口。
[0067]
根据一示例性实施例,组装步骤包括在叶片型面的后缘或前缘上形成在叶片型面的内部空间和叶片型面的外部表面之间延伸的至少一个通气口。纤维预制件的形状可以适于产生这些通气口。
[0068]
也可以不通过连接叶片型面的前缘和后缘的某些区来生成通气口。也可以在组装期间使用保持工具来约束通气口尺寸。
[0069]
根据本发明的方法的另一示例性实施例,为了加强两个纤维预制件之间的连接,连接接口包括第一致密纤维预制件和第二致密纤维预制件之间的重叠区域,该重叠区域存在于叶片型面的至少一个纵向端部上,并且意图存在于涡轮的气流的流路之外。
[0070]
为了产生该重叠区域,在纤维预制件的生产过程中对其形状进行调整,以形成所需重叠区域的尺寸。在组装期间,两个致密预制件以与在连接接口上相同的方式在重叠区域上连接。
[0071]
还可以向该重叠区域添加机械连接件,以加强两个纤维预制件之间的连接。
[0072]
根据另一示例性实施例,还允许加强两个纤维预制件之间的连接,两个预制件共同限定至少一个平台预制件,该平台预制件意图存在于叶片型面的一个纵向端部处。平台预制件可以与第一纤维预制件和第二纤维预制件同时生产。其包括与第一纤维预制件成一
体的第一部分和与第二纤维预制件成一体的第二部分。在致密纤维预制件的组装期间,平台的这两个部分在属于涡轮的气流流路之外的重叠区域的至少一个跨接部分上连接到彼此。
[0073]
根据本发明的示例性实施例,为了加强平台预制件的两个部分之间的连接,将例如螺栓连接之类的机械连接添加到跨接部分。这允许在不改变叶片的气动型面的情况下加固两个纤维预制件之间的连接。其还允许在叶片型面的后缘和前缘上放置大量通气口,以改善叶片的冷却能力,同时保持稳健的叶片结构。
[0074]
根据另一示例性实施例,为了加强两个纤维预制件之间的连接,连接接口可包括存在于叶片型面的后缘和/或前缘上的突出部。该突出部可以在两个纤维预制件的生产期间产生,在此期间,两个纤维预制件的后缘和/或前缘轴向延伸(沿图3中的x方向)。在组装两个预制件时,两个致密纤维预制件的后缘和/或前缘的延伸部连接在一起以形成突出部。
[0075]
可以以与叶片的两个部分之间的连接接口相同的方式执行纤维预制件的延伸部的连接。
[0076]
下面描述根据本发明的制造叶片的方法的第二示例。
[0077]
在该第二制造方法中,第一步骤包括提供意图形成叶片型面100的外弧面部(即图1中所示的叶片的第一部分110)的第一纤维预制件,以及用于形成叶片型面100的内弧面部(即图1中所示的第二部分120)的第二纤维预制件。
[0078]
第二步骤包括加固两个纤维预制件,使其能够自支承。组装前的加固步骤消除了用芯件来保持合组装两个纤维预制件的需求。加固包括用加固基质相部分地填充两个纤维预制件的孔隙,允许它们在不借助于保持工具的情况下保持其形状。
[0079]
在第三步骤中,将第一加固纤维预制件和第二加固纤维预制件保持就位,并定位成在存在于叶片型面的后缘上或前缘上的至少一个承载区域上彼此承载。也可以在后缘和/或前缘上具有多个承载区域。
[0080]
然后在第四步骤中,用共用陶瓷基质将两个保持就位的加固纤维预制件共同致密化。连接接口也由所述两个纤维预制件之间的承载区域(或多个承载区域)上的共用陶瓷基质形成。
[0081]
先前针对第一方法描述的致密化技术也可用于第二方法的共同致密化步骤。
[0082]
根据本发明的一示例性实施例,该第二方法还可包括在共同致密化步骤之前在两个加固纤维预制件之间的承载区域上局部施加易挥发材料的步骤,以及在共同致密化后去除易挥发材料的步骤。这些附加步骤允许在叶片型面的后缘或前缘上形成在叶片型面的内部空间和外部表面之间延伸的至少一个通气口。
[0083]
在表面上使用如抗湿材料、如耐火清漆(含氮化硼)之类的易挥发材料或易熔材料,允许避免由该表面的共用基质造成致密化。因此,其允许不连接在该表面上保持就位的两个加固纤维预制件,从而在叶片型面内部和叶片型面外部之间形成通路,例如,以排出冷却气流。
[0084]
根据本发明的方法的另一示例性实施例,为了加强两个纤维预制件之间的连接,连接接口包括两个致密纤维预制件之间的重叠区域,该重叠区域存在于叶片型面的至少一个纵向端部上,并且意图存在于涡轮的气流的流路之外。为了形成该重叠区域,调整所提供的两个纤维预制件的形状,并且由共有陶瓷基质制成该区域上的两个预制件之间的连接。
[0085]
还能够向该重叠区域添加例如螺栓连接之类的机械连接,以加强两个纤维预制件之间的连接。
[0086]
为了加强两个预制件之间的连接,这两个预制件共同限定至少一个平台预制件,该平台预制件意图存在于叶片型面的一个纵向端部处。该平台预制件包括与第一纤维预制件成一体的第一部分和与第二纤维预制件成一体的第二部分。当两个加固的纤维预制件保持就位时,平台预制件的两个部分在属于重叠区域的跨接部分上接触。平台预制件的两个部分通过共用陶瓷基质在重叠区域上连接。还可以将加强装置添加到其以改善该区域中的连接。
[0087]
根据示例性实施例,为了加强平台预制件的两个部分之间的连接,将例如螺栓连接之类的机械连接添加到跨接部分。这在不改变叶片的气动型面的情况下加固两个纤维预制件之间的连接。
[0088]
根据本发明的方法的另一示例性实施例,为了加强两个纤维预制件之间的连接,连接接口可包括存在于叶片型面的后缘或前缘中的至少一个上的突出部。该突出部来自两个纤维预制件在其生产期间在后缘和/或前缘上的轴向延伸(沿图3的方向x),以及在共同致密化期间两个预制件延伸部的共用陶瓷基体造成的连接。
[0089]
无论是第一制造方法还是第二制造方法,都可以通过三维编织来生成第一纤维预制件110和第二纤维预制件120。用于形成预制件的线材可以是陶瓷、特别是碳化硅或碳。预制件例如可以在成形工具中成形。
[0090]
根据本发明的另一示例性实施例,无论方法如何,都可以通过覆盖多个单向纤维网或者二维或三维织物层来获得第一预制件和第二预制件。
[0091]
无论是第一制造方法还是第二制造方法,第一纤维预制件和第二纤维预制件都可以包括“凹口”,楔形物或其它保持工具可以放置在其中,以避免在这些凹口上沉积材料,从而在后缘和/或前缘上形成通气口。使用楔形物或任何其它保持工具的优点是能够校准通气口的尺寸。

技术特征:


1.一种由陶瓷基质复合材料制成的涡轮定子叶片,包括至少一个中空叶片型面(100、200、300、400、500),并具有后缘(bf)和前缘(ba),其特征在于,所述涡轮定子叶片包括第一部分(110、210、310、410、510)和与所述第一部分不同的第二部分(120、220、320、420、520),所述第一部分包括所述叶片型面的外弧面,所述第二部分包括所述叶片型面的内弧面,所述第一部分和所述第二部分通过至少存在于所述叶片型面的后缘或前缘上的连接接口(130、230、250、260、301、302、401)连接到彼此,所述连接接口包括在所述第一部分(410)和所述第二部分(420)之间的重叠区域(402),所述重叠区域存在于所述叶片型面(400)的至少一个纵向端部上,并意图存在于涡轮的气流流路(403)之外,其中所述叶片还包括至少一个平台(530),所述平台存在于所述叶片型面(500)的一个纵向端部处,包括与所述叶片型面的所述外弧面(510)成一体的第一部分和与所述叶片型面的所述内弧面(520)成一体的第二部分(520),所述平台的所述第一部分和第二部分在属于所述重叠区域的至少一个跨接部分(533、534)上连接到彼此。2.根据权利要求1所述的涡轮定子叶片,其特征在于,所述涡轮定子叶片在所述后缘和所述前缘中的至少一个上包括至少一个通气口(101、102、103、104、240至249),所述至少一个通气口在所述叶片型面的内部空间(v)和所述叶片型面的外部表面之间延伸。3.根据权利要求1或2中任一项所述的涡轮定子叶片,其特征在于,所述连接接口(301、302)包括存在于所述叶片型面(300)的后缘和前缘中的至少一个上的突出部。4.一种制造根据权利要求1至3中一项所述的涡轮定子叶片的方法,包括以下步骤:-提供意图形成所述叶片型面(100、200、300、400、500)的所述外弧面(110、210、310、410、510)的第一纤维预制件和意图形成所述叶片型面的所述内弧面(120、220、320、420、520)的第二纤维预制件;-通过陶瓷基质使所述第一纤维预制件和所述第二纤维预制件致密化;以及-通过产生至少存在于所述叶片型面的所述后缘(bf)或所述前缘(ba)上的连接接口(130、230、250、260、301、302、401)来组装所述第一致密纤维预制件和所述第二致密纤维预制件。5.根据权利要求4所述的制造涡轮定子叶片的方法,其特征在于,所述组装步骤包括在所述后缘和所述前缘中的至少一个上生成至少一个通气口(101、102、103、104、240至249),所述至少一个通气口在所述叶片型面的内部空间(v)和所述叶片型面的外部表面之间延伸。6.根据权利要求4或5中任一项所述的制造涡轮定子叶片的方法,其特征在于,所述连接接口(401)包括在所述第一致密纤维预制件(410)和所述第二致密纤维预制件(420)之间的重叠区域(402),所述重叠区域存在于所述叶片型面(400)的至少一个纵向端部上,并意图处于涡轮的气流流路(403)之外。7.根据权利要求6所述的制造涡轮定子叶片的方法,其特征在于,所述第一纤维预制件(510)与所述第二纤维预制件(520)共同限定至少一个平台预制件(530),所述平台预制件意图存在于所述叶片型面(500)的一个纵向端部处,并包括与所述第一纤维预制件成一体的第一部分(531)和与所述第二纤维预制件成一体的第二部分(532),在组装期间,所述平台预制件的所述第一部分和所述第二部分在属于所述重叠区域的至少一个跨接部分(533、534)上连接到彼此。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的制造涡轮定子叶片的方法,其特征在于,所述连接接口(301、302)包括存在于所述叶片型面(300)的后缘和前缘中的至少一个上的突出部。9.一种制造根据权利要求1至3中一项所述的涡轮定子叶片的方法,包括以下步骤:-提供意图形成所述叶片型面(100、200、300、400、500)的所述外弧面部(110、210、310、410、510)的第一纤维预制件和意图形成所述叶片型面的所述内弧面部(120、220、320、420、520)的第二纤维预制件;-加固所述第一纤维预制件和所述第二纤维预制件;-将所述第一加固纤维预制件和所述第二加固纤维预制件保持就位,在所述加固纤维预制件之间至少有一个用于承载所述叶片型面的所述后缘(bf)或所述前缘(ba)的区域;以及-用共用陶瓷基质将保持就位的所述第一加固纤维预制件和所述第二加固纤维预制件共同致密化,所述连接接口(130、230、250、260、301、302、401)由所述纤维预制件之间的所述承载区域上的共用陶瓷基质形成。10.根据权利要求9所述的制造叶片的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:在所述共同致密化步骤之前在所述承载区域上局部施加易挥发材料,以及在所述共同致密化步骤之后去除易挥发材料,从而在所述前缘和所述后缘中的至少一个上形成在所述叶片型面的内部空间(v)和所述叶片型面的外部表面之间延伸的至少一个通气口(101、102、103、104、240至249)。11.根据权利要求9或10中任一项所述的制造叶片的方法,其特征在于,所述连接接口(401)包括在所述第一致密纤维预制件(410)和所述第二致密纤维预制件(420)之间的重叠区域(402),所述重叠区域存在于所述叶片型面(400)的至少一个纵向端部上,并意图处于涡轮的气流流路(403)之外。12.根据权利要求11所述的制造涡轮定子叶片的方法,其特征在于,所述第一纤维预制件(510)和所述第二纤维预制件(520)共同限定至少一个平台预制件(530),所述平台预制件意图存在于所述叶片型面(500)的一个纵向端部处,并包括与所述第一纤维预制件成一体的第一部分(531)和与所述第二纤维预制件成一体的第二部分(532),在其保持就位时,所述平台预制件的所述第一部分和所述第二部分在属于所述重叠区域的至少一个跨接部分(533、534)上接触。13.根据权利要求9至12中任一项所述的制造叶片的方法,其特征在于,所述连接接口(301、302)包括存在于所述叶片型面(300)的后缘和前缘中的至少一个上的突出部。14.根据权利要求4至13中任一项所述的制造叶片的方法,其特征在于,由三维编织生成所述第一纤维预制件和所述第二纤维预制件。

技术总结


由陶瓷基质复合材料制成的涡轮机定子叶片,包括至少一个具有后缘(BF)和前缘(BA)的中空叶片型面(100、200、300、400、500),叶片包括第一部分(110、210、310、410、510)和与第一部分不同的第二部分(120、220、320、420、520),第一部分包括叶片型面的外弧面,第二部分包括叶片型面的内弧面,第一部分和第二部分通过至少存在于叶片型面的后缘或前缘上的连接接口(130、230、250、260、301、302、401)连接到彼此,连接接口(401)包括第一部分(410)和第二部分(420)之间的重叠区域(402),该重叠区域存在于叶片型面(400)的至少一个纵向端部上并意图存在于涡轮的气流流路(403)之外,叶片还包括至少一个平台(530),平台存在于叶片型面(500)的一个纵向端部上,并包括与叶片型面的外弧面(510)成一体的第一部分(531)和与叶片型面的内弧面(520)成一体的第二部分(520),平台的第一部分和第二部分在属于重叠区域的至少一个跨接部分(533、534)上连接到彼此。534)上连接到彼此。534)上连接到彼此。


技术研发人员:

M

受保护的技术使用者:

赛峰航空陶瓷技术公司

技术研发日:

2021.03.22

技术公布日:

2022/12/16

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