BRPI1015980B1 - elemento de distribuidor de turbina em uma única peça de material compósito, processo de fabricação do mesmo, distribuidor de turbina, e, turbina a gás - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE DISTRIBUIÇÃO DE TURBINA EM UMA ÚNICA PEÇA DE MATERIAL COMPÓSITO, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO MESMO, DISTRIBUIDOR DE TURBINA, E, TURBINA A DE GÁS. A invenção refere-se a um elemento de distribuidor de turbina comportado um setor (20; 60) de plataforma interna anula, um setor (30; 70) da plataforma externa anular e pelo menos uma pá (10a, 10b, 50a, 50b) estendendo-se entre os setores de plataforma e ligada aos mesmos. O elemento de distribuidor é de uma peça única de material compósito compreendendo um reforço fibroso densificado por uma matriz pelo menos parcialmente de cerâmica e o reforço fibroso compreende um estrutura fibrosa tecida por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas apresentando uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor e em partes a periferia da pá.

Description

ELEMENTO DE DISTRIBUIDOR DE TURBINA EM UMA ÚNICA PEÇA DE MATERIAL COMPÓSITO, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO MESMO, DISTRIBUIDOR DE TURBINA, E, TURBINA A GÁS FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se um distribuidor de turbina de material compósitode matriz cerâmica ou matriz pelo menos parcialmente de cerâmica, designado a seguir por material de CMC.

[0002] O domínio de aplicação da invenção é mais particularmente o das turbinas a gás aeronáuticas ou industriais.

[0003] A melhoria dos desempenhos e a diminuição das emissões poluentes das turbinas a gás conduz a visar temperaturas de combustão cada vez mais elevadas.

[0004] Para partes quentes de turbina a gás, portanto, propôs-se utilizar materiais de CMC devido às suas propriedades termoestruturais notáveis, ou seja, a associação de propriedades mecânicas que os tornam aptos a constituir elementos de estrutura e a sua capacidade de conservar estas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas. Os materiais de CMC são formados tipicamente de um reforço fibroso de fibras refratárias, como fibras de carbono ou de cerâmica, densificado por uma matriz de cerâmica ou pelo menos parcialmente de cerâmica. Como é conhecido, uma interfase pode estar presente entre as fibras e a matriz para assegurar uma função de desfragilização do material compósito por desvio de fissuras ocorrendo ao seu nível. Tal interfase pode ser de carbono pirolítico (PyC), nitreto de boro (BN) ou de carbono dopado com boro (BC). Interfases de desfragilização do mesmo modo tipo podem também ser incorporadas na matriz, entre fases de matriz cerâmica. Em todos os casos, pelo menos a fase externa de matriz é de cerâmica.

[0005] O documento EP 0.399.879 mostra um distribuidor de turbina de CMC realizado nas várias partes montadas, a saber um cubo de pás e anéis denteados que encerram cavilhas formadas nas extremidades radiais das pás. As partes constitutivas do distribuidor de turbina são obtidas por usinagem de peças maciças de CMC, o que provoca grandes perdas de matéria e provoca múltiplas rupturas de fibras do reforço fibroso do CMC.

[0006] O documento EP 1.087.103 mostra um elemento de distribuidor de turbina com várias pás estendendo-se entre um setor de plataforma interna anular e um setor de plataforma externa anular. Cada pá é formada em duas partes: uma parte de CMC a reforço fibroso trançado do lado da borda de ataque e uma parte de cerâmica maciça do lado da borda de fuga. Os setores de plataforma são de CMC com um reforço fibroso formado de estratos sobrepostos. O reforço trançado da parte de CMC das pás prolonga-se além das extremidades longitudinais da pá para inserir-se entre estratos do reforço fibroso dos setores de plataforma. O elemento de distribuidor está, portanto, em parte apenas de CMC e o reforço fibroso está em várias partes separadas que devem ser montadas.

[0007] O documento JP 2003-148 de 105 mostra igualmente um elemento de distribuidor em uma única peça de material compósito de matriz cerâmica. O reforço fibroso é por parte obtida a partir de um esboço tecido na forma de faixa tendo uma parte central tubular destinada a formar uma preforma de pá e prolongada em cada uma das suas extremidades por abas situadas face a face. As abas são desdobradas de parte e outra da parte central e montadas por costura a estratos fibrosos obtidos separadamente para formar preformas de plataformas internas e externas. A estrutura fibrosa que ocupa todo o volume do elemento de distribuidor está, portanto, em várias partes separadas que devem ser montadas umas nas outras.

[0008] O documento WO 91/15357 mostra um elemento de distribuidor de turbina realizado em uma única peça de material compósito de matriz cerâmica. O reforço fibroso é obtido a partir de um esboço na forma de faixa que pode ser tecida, mas preferivelmente é de malha. A faixa é dobrada sobre ela mesma para obter uma preforma fibrosa para o elemento de distribuidor. Na parte que corresponde a uma pá, a dobra é realizada de modo que duas bordas de um segmento da faixa venham em posição justaposta e sejam ligadas por costura. Nota-se, portanto, uma descontinuidade no reforço fibroso tecido ou feito de malha na periferia da pá ao longo de uma linha que se estende na direção longitudinal da pá. Tal descontinuidade é inconveniente de um ponto de vista mecânico.

[0009] O documento EP 0.466.602 descreve também um elemento de distribuidor em uma única peça de CMC obtido por densificação de uma preforma fibrosa. A preforma é obtida por conformação de estratos sobrepostos ou uma textura tecida tridimensional. O elemento de distribuidor compreende uma pá com talões assimétricos e não com plataformas internas e externas estendendo-se de uma parte e outra da zona de conexão com a pá.

OBJETO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A invenção tem por objetivo fornecer um elemento de distribuidor de CMC que não apresenta os inconvenientes mencionados acima.

[0011] Este objetivo é atingido graças a um elemento de distribuidor em uma única peça de material compósito de matriz pelo menos parcialmente de cerâmica comportando um setor de plataforma interna anular, um setor de plataforma externa anular e pelo menos uma pá que se estende entre os setores de plataforma e conectada aos mesmos, os setores de plataforma estendendo-se de parte e outra da zona de conexão com a ou cada pá, o elemento de distribuidor sendo notável em que o reforço fibroso compreende uma estrutura fibrosa tecida por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas apresentando uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor e sobre toda a periferia da ou de cada pá.

[0012] A presença em todo o volume do elemento de distribuidor de uma estrutura fibrosa tecida de reforço apresentando uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor, ou seja, não formada por montagem das várias partes obtidas separadamente, e apresentando uma continuidade sobre toda a periferia da ou de cada pá, ou seja, sem interrupção da tecelagem sobre esta periferia, contribui para conferir um bom comportamento mecânico. Por outro lado, pode-se obter diretamente uma estrutura fibrosa de reforço em uma única peça.

[0013] A ou cada pá pode ser maciça ou pode apresentar uma passagem longitudinal interna que se estende por todo o comprimento da pá e que se abre no nível dos setores de plataforma.

[0014] Com vantagem ainda, o elemento de distribuidor compreende pelo menos duas pás estendendo-se entre os setores de plataforma e a estrutura fibrosa compreende fios que seguem um trajeto contínuo se estendendo sucessivamente ao longo de uma parte de um ou primeiro setor de plataforma, ao longo de uma primeira pá, ao longo uma parte do outro ou segundo setor de plataforma, ao longo de uma segunda pá depois ao longo de uma parte do primeiro setor de plataforma.

[0015] De acordo com outro dos seus aspectos, a invenção visa fornecer um processo permitindo a fabricação de um elemento de distribuidor de turbina tal como acima foi definido.

[0016] Tal processo compreende:

• - a fabricação de um esboço fibroso em uma única peça tecida por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas comportando, em uma direção longitudinal, pelo menos um padrão incluindo um primeiro segmento formando um esboço de preforma de pá, um segundo segmento que prolonga o primeiro segmento a uma extremidade longitudinal deste formando duas abas situadas face a face, e um terceiro segmento prolongando o primeiro segmento a outra extremidade do mesmo formando duas abas situadas face a face,
• - o desdobramento do esboço com pivotamento relativo entre as abas do segundo segmento e do primeiro segmento, de uma parte e outra do mesmo em sua primeira extremidade, para conduzir as abas do segundo segmento sensivelmente perpendicularmente ao primeiro segmento, e com pivotamento relativo entre as abas do terceiro segmento e do primeiro segmento, de uma parte e outra do mesmo à sua segunda extremidade, para conduzir as abas do terceiro segmento sensivelmente perpendicularmente ao primeiro segmento,
• - a conformação do esboço desdobrado para obter uma preforma fibrosa do elemento de distribuidor com pelo menos uma parte formando preforma de pá obtida pela conformação de um primeiro segmento e partes formando preformas de setores de plataforma obtidas a partir das abas, e
• - a densificação da preforma por uma matriz pelo menos parcialmente de cerâmica de modo que um elemento de distribuidor de turbina em uma única peça seja obtido com um reforço fibroso compreendendo a preforma fibroso que apresenta uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor e sobre toda a periferia da ou de cada pá.

[0017] Preferivelmente, o esboço é realizado com um segundo segmento e um terceiro segmento tendo larguras superiores à do primeiro segmento estendendo-se lateralmente para além do nível das bordas laterais do primeiro segmento.

[0018] Com vantagem então, em um pelo menos do segundo e terceiro segmento, as duas abas são formadas cada uma com asas que, ao estado não desdobrado, prolongam as partes das abas que fazem projeção lateralmente além do nível das bordas longitudinais do primeiro segmento se estendendo ao longo destas bordas sendo separadas ao mesmo tempo das mesmas, e as asas de uma aba são conduzidas em recobrimento mútuo com as asas de outra aba quando do desdobramento do esboço. As asas em recobrimento mútuo podem ser ligadas uma à outra, por exemplo, por costura ou por implante de fios ou de agulhas.

[0019] Preferivelmente ainda, o esboço fibroso é realizado em uma única peça com repetição do referido padrão, o terceiro segmento de um primeiro padrão e o segundo segmento de um segundo padrão consecutivo estando no prolongamento e a continuidade de um do outro e, quando do desdobramento do esboço, faz-se pivotar em um sentido o primeiro segmento do primeiro padrão em relação ao terceiro segmento do primeiro padrão e faz-se pivotar em sentido oposto o primeiro segmento do segundo padrão em relação ao segundo segmento do segundo padrão a fim de conduzir os primeiros segmentos do primeiro e do segundo padrão sensivelmente paralelamente um ao outro.

[0020] Neste caso, quando do desdobramento do esboço, uma aba do segundo segmento do primeiro padrão e uma aba do terceiro segmento de um padrão consecutivo são conduzidas no prolongamento um do outro para poder formar uma parte de preforma de setor de plataforma. Após desdobramento do esboço, as abas conduzidas no prolongamento um do outro podem ser ligadas uma na outra, por exemplo, por costura ou por implante de fios ou de agulhas.

[0021] Com vantagem, quando da tecelagem em múltiplas camadas do esboço, zonas desconexão entre duas camadas são dispostas para formar as separações entre as duas abas de um segundo segmento e entre as duas abas de um terceiro segmento.

[0022] Com vantagem ainda, quando da tecelagem em múltiplas camadas do esboço, uma zona de desconexão entre duas camadas é disposta totalmente ao longo do primeiro segmento, a zona de desconexão se estendendo sobre uma parte apenas da largura do primeiro segmento, em distância das bordas longitudinais do mesmo, de modo a, após conformação, formar uma preforma fibrosa de pá com uma passagem interna que se estende por todo o comprimento da preforma.

[0023] A invenção visa também um distribuidor de turbina de CMC compreendendo uma pluralidade de elementos de distribuidor justapostos, cada elemento de distribuidor como definido acima ou sendo obtido por um processo tal como foi definido acima.

[0024] A invenção visa ainda uma turbina a gás munida de tal distribuidor de turbina.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] A invenção será melhor compreendida na leitura da descrição feita a seguir, a título indicativo mas não limitativo, em referência aos desenhos anexos nos quais;

• - a figura 1 é uma vista esquemática muito parcial e em semi-corte axial de uma parte de uma turbina a gás;
• - a figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de um elemento de distribuidor de turbina;
• - a figura 3 mostra esquematicamente um esboço fibroso tecido destinado à fabricação de uma preforma fibrosa para um elemento de distribuidor de turbina de CMC de acordo com um primeiro modo de realização da invenção;
• - as figuras 4, 5 e 6 são vistas esquemáticas em corte longitudinal segundo os planos IV, V e VI da figura 3;
• - as figuras 7, 8, 9 e 10 são vistas esquemáticas em corte transversal segundo os planos VII, VIII, IX e X da figura 3;
• - a figura 11 mostra esquematicamente o esboço da figura 3 preparada para desdobramento;
• - as figuras 12 e 13 mostram o esboço da figura 11 respectivamente parcialmente e completamente desdobrado;
• - a figura 14 é uma vista esquemática em perspectiva de uma preforma de elemento de distribuidor após a conformação do esboço desdobrado da figura 13;
• - a figura 15 indica etapas sucessivas de um processo de fabricação de um elemento de distribuidor de turbina de CMC;
• - a figura 16 mostra esquematicamente uma faixa tecida na qual esboços como o da figura 3 podem ser recortados;
• - figuras 17, 18 e 19 mostram cada uma esquematicamente dois planos consecutivos de armadura de tecelagem em múltiplas camadas para partes do esboço fibroso da figura 3 que corresponde aos cortes das figuras 1, 8 e 9;
• - a figura 20 mostra esquematicamente um esboço fibroso tecido destinado à fabricação de uma preforma fibrosa para um elemento de distribuidor de turbina de CMC de acordo com um segundo modo de realização da invenção;
• - a figura 21 é uma vista esquemática em corte longitudinal de acordo com o plano XXI da figura 20;
• - a figura 22 mostra esquematicamente o esboço das figuras 20 e 21 preparado para desdobramento em elevação lateral;
• - as figuras 23 e 24 mostram o esboço da figura 22 respectivamente parcialmente e completamente desdobrado;
• - a figura 25 mostra esquematicamente um esboço fibroso tecido destinado à fabricação de uma preforma fibrosa para um elemento de distribuidor de turbina de CMC de acordo com um terceiro modo de realização da invenção;
• - a figura 26 é uma vista esquemática em corte longitudinal de acordo com o plano XVI da figura 25;
• - a figura 27 mostra esquematicamente o esboço das figuras 25 e 26 preparado para desdobramento em elevação lateral;
• - a figura 28 mostra o esboça da figura 27 completamente desdobrado;
• - a figura 29 é uma vista esquemática em perspectiva de outro elemento de distribuidor; e
• - a figura 30 mostra esquematicamente um esboço tecido destinado à fabricação de uma preforma fibrosa para um elemento de distribuidor como o da figura 29 realizado de CMC.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES

[0026] A invenção visa mais particularmente um distribuidor de turbina para turbina a gás aeronáutica ou industrial.

[0027] A figura 1 mostra muito esquematicamente em semi-corte axial uma parte de turbina de alta pressão (HP) 2 e uma parte de turbina de baixa pressão (BP) 4 em uma turbina a gás com dois corpos. A turbina HP 2 recebe os gases (seta F) procedentes de uma câmara de combustão via um distribuidor de turbina HP 3. A turbina BP 4 recebe os gases a jusante da turbina HP 2 e compreende uma pluralidade de etapas de turbina compreendendo cada um distribuidor de turbina BP como 5 e uma roda móvel. As rodas móveis das turbinas HP e BP acionam um compressor HP e um compressor BP ou um ventilador via árvores respectivas coaxiais, de modo conhecido bem em si.

[0028] Os distribuidores das turbinas HP e BP são montados em cárteres. Eles comportam uma plataforma interna e uma plataforma externa anulares, que definem parcialmente a veia de escoamento de fluxos gasosos, e uma pluralidade de pás fixas estendendo-se entre as plataformas sendo ligadas às mesmas. As pás podem apresentar uma passagem longitudinal interna formando um canal de escoamento de ar de resfriamento.

[0029] É conhecido de realizar distribuidores de turbina em uma única peça ou vários elementos que são justapostos para formar um distribuidor completo, cada elemento compreendendo um setor de plataforma interna, um setor de plataforma externa e uma ou várias pás se estendendo entre estes e sendo ligadas aos mesmos.

[0030] A invenção é aplicável aqui a um distribuidor de turbina HP ou a um distribuidor de turbina BP formado dos vários elementos de distribuidores justapostos. Mais geralmente, ela é aplicável um distribuidor de corpo turbina em uma turbina a gás de monocorpo ou múltiplos corpos.

[0031] A figura 2 mostra um exemplo de elemento de distribuidor de turbina que pode ser realizado de acordo com a invenção.

[0032] O elemento de distribuidor de turbina E compreende um setor 20 de plataforma interna anular, um setor 30 de plataforma externa anular e, no exemplo ilustrado, duas pás 10a, 10b estendendo-se entre os setores de plataforma 20, 30 sendo conectadas aos mesmos. Nota-se que os setores de plataforma estendem-se de parte e outra das zonas de conexão com as pás. As pás apresentam passagens longitudinais 12a, 12b que se abrem nas extremidades das pás, no nível das superfícies externas dos setores de plataforma 20, 30. A uma e/ou a outra das suas extremidades a montante e a jusante (no sentido do escoamento do fluxo gasoso), os setores de plataforma podem apresentar relevos como rebordos 26, 36 ou biqueiras 28, 38.

[0033] Faz-se referência agora às figuras 3 a 10 que mostram uma estrutura fibrosa ou esboço 100 a partir da qual pode ser obtida uma preforma fibrosa para realizar um elemento de distribuidor de turbina tal como foi mostrado pela figura 2 em uma única peça de CMC.

[0034] O esboço 100 é elaborado por tecelagem em múltiplas camadas, como descrito depois. Na direção longitudinal A, o esboço 100 compreende dois padrãos sucessivos similares Ma e Mb que, na figura 3 são mostrados separados por uma linha em pontilhados.

[0035] O padrão Ma inclui um primeiro segmento 110a, um segundo segmento 120a que prolonga o segmento 110a a uma primeira extremidade longitudinal do mesmo e um terceiro segmento 130a que prolonga o segmento 110a á sua outra extremidade longitudinal. De modo similar, o padrão Mb inclui um primeiro segmento 110b, um segundo segmento 120b que prolonga o segmento 110b a uma primeira extremidade longitudinal do mesmo e um terceiro segmento 130b que prolonga o segmento 110b á sua outra extremidade longitudinal. Os segmentos 130a e 120b situam-se no prolongamento e na continuidade um do outro.

[0036] Os segmentos 110a e 110b são destinados a formar partes de preforma fibrosa para as pás 10a, 10b. Os segmentos 110a e 110b têm aqui aproximadamente uma mesma largura I sensivelmente constante. No entanto, pode-se conferir aos segmentos 110a e 110b uma largura variável que reflete uma dimensão transversal variável das pás 10a, 10b, quando esta dimensão transversal varia sensivelmente. Os segmentos 120a, 130a, 120b, 130b tem igualmente aqui aproximadamente uma mesma largura L sensivelmente constante. A largura L é superior à largura I. Os segmentos 120a e 130a estendem-se lateralmente além do nível das bordas longitudinais do segmento 110a, de cada lado deste. Do mesmo modo, os segmentos 120b e 130b estendem-se lateralmente além do nível das bordas longitudinais do segmento 110b, de cada lado do mesmo.

[0037] Como o mostram as figuras 4 a 10, a uma extremidade longitudinal do esboço 100, o segmento 120a forma duas abas 121a, 122a que estão situadas em frente uma da outra e de uma parte e outra de uma zona de separação 123a e se conectam no nível da primeira extremidade do segmento 110a. Do mesmo modo, na outra extremidade longitudinal do esboço 100, o segmento 130b forma duas abas 131b, 132b que estão situadas em frente uma da outra de parte e outra de uma zona de separação 133b e conectadas no nível da segunda extremidade do segmento 110b. De cada lado do segmento 110a, as abas 121a e 122a prolongam-se por asas 121 a, 122’a que se estendem em uma distância limitada ao longo das bordas longitudinais do segmento 110a sendo separadas das mesmas. Do mesmo modo, de cada lado do segmento 130b, as abas 131b e 132b prolongam-se por asas 131 ‘b, 132 ' b estendendo-se em uma distância limitada ao longo das bordas longitudinais do segmento 130b sendo separadas das mesmas.

[0038] Na parte central do esboço 100, o segmento 130a forma também duas abas situadas face a face 131a, 132a situadas de uma parte e de outra de uma zona de separação 133a e conectadas no nível da segunda extremidade do segmento 110a e o segmento 120b forma duas abas situadas face a face 121b, 122b localizadas de uma parte e de outra de uma zona de separação 123b e conectadas no nível da primeira extremidade do segmento 110b. As separações 123a, 133a, 123b e 133b entre as abas situadas face a face podem ser obtidas por incisões praticadas após tecelagem das múltiplas camadas ou, como explicado depois, por disposição de zonas de desconexão quando da tecelagem das múltiplas camadas.

[0039] Cada um dos segmentos 110a e 110b apresenta sobre todo o seu comprimento uma zona de separação, respectivamente 112a, 112b, que divide o segmento em duas partes em frente, sobre uma parte mediana apenas, a zona de separação terminando em distância das bordas longitudinais dos segmentos 110a ou 110b, as zonas de separação 112a, 112b são destinados a permitir a formação das passagens longitudinais 12a, 12b das pás e elas se localizam no mesmo nível que as zonas de separação entre abas as quais elas se conectam. As zonas de separação 112a, 112b podem ser obtidas por cortes praticados após a tecelagem em múltiplas camadas ou, como explicado depois, disposição de zonas de desconexão quando da tecelagem em múltiplas camadas.

[0040] A formação da preforma de elemento de distribuidor a partir do esboço 100 será agora descrita em referência ás figuras 11 a 15.

[0041] Uma incisão transversal 134 é praticada sobre toda a largura do esboço 100 e uma parte da sua espessura para separar as extremidades das abas 132a, 122b (figura 11). Além disso, as espessuras das asas 121’a, 122’a, 131’b, 132' b são reduzidas por retirada de material para permitir sua superposição quando do desdobramento posterior do esboço 100 sem formar uma sobre-espessura notável em relação à espessura das abas. As espessuras das asas podem ser diminuídas sensivelmente pela metade, como ilustrado, ou progressivamente, em bisel. Reduções de espessuras similares são praticadas nas extremidades das abas 121a e 131b. Nota-se que as abas 131a e 121b continuam ligadas umas nas outras em sua extremidade comum.

[0042] Como mostrado pelas setas da figura 11, faz-se pivotar as abas 121a, 122a de cada lado do segmento 110a, na primeira extremidade do mesmo, para conduzi-las sensivelmente perpendicularmente ao segmento 110a e faz-se pivotar as abas 131b e 132b de cada lado do segmento 110b, na segunda extremidade do mesmo, para conduzi-las sensivelmente perpendicularmente ao segmento 110b. As asas 121’ a e 122’ chegam em recobrimento mútuo, assim como as asas 131 ' be e 132 'b. Além disso, faz-se pivotar a aba 132a em relação ao segmento 110a, na segunda extremidade da mesma para conduzi-la sensivelmente perpendicularmente ao segmento 110a e faz-se pivotar a aba 122b em relação à primeira extremidade do segmento 110b para conduzi-la sensivelmente perpendicularmente ao segmento 110b. A forma do esboço 100 é então mostrado pela figura 12.

[0043] As setas da figura 12 mostram a continuação do desdobramento com pivotamento do conjunto formado pelas abas 121a, 122a, pelo segmento 110a e pela aba 132a na segunda extremidade do segmento 110a e pivotamento do conjunto formado pelas abas 131b e 132b, o segmento 110b e a aba 122b na primeira extremidade do segmento 110b. Como mostrado pela figura 13, os segmentos 110a e 110b são assim conduzidos sensivelmente paralelamente um ao outro e as extremidades afinadas das abas 121a e 131b entram em recobrimento mútuo.

[0044] Para facilitar o comportamento do esboço desdobrado na forma mostrada pela figura 13, as asas em recobrimento mútuo 121’a e 122’a, assim como 131 'b e 132‘b, e as extremidades em recobrimento mútuo das abas 121a e 131b podem ser ligadas, por exemplo, por pontos de costura (125, 135 e 126), outros modos de ligação podem ser utilizados, por exemplo, o implante de fios ou de agulhas.

[0045] Como mostrado pela figura 13, o esboço desdobrado tem uma forma próxima da do elemento de distribuidor a realizar. A conformação da preforma de elemento de distribuidor é realizada por conformação por meio de uma ferramenta compreendendo elementos de conformação das preformas dos setores de plataforma interna e externa, dos elementos de conformação da geometria externa das preformas das pás e dos elementos de conformação de suas passagens internas longitudinais, estes últimos elementos de conformação penetrando nas zonas de separação 112a, 112b.

[0046] A figura 14 mostra esquematicamente a preforma 140 obtida que permite a obtenção do elemento de distribuidor da figura 2. A parte formando preforma 120 da plataforma interna é formada pela aba 132a, as abas 131a, 121b (que continuam ligadas umas nas outras em sua extremidade comum) e a aba 122b. A parte formando preforma 130 da plataforma externa é formada pelas abas 122a, 121a, 131b e 132b. As partes de preformas das pás são formadas pelos segmentos 110a, 110b. Para obter, as extremidades das preformas de plataforma, partes tendo uma forma próxima de biqueiras, incisões 127, 137 podem ser praticadas como mostrado na figura 13.

[0047] Etapas sucessivas de um processo de fabricação do elemento de distribuidor da figura 2 de CMC são resumidas na figura 15.

[0048] Na etapa 151, uma faixa fibrosa 150 como a da figura 16 é tecida por tecelagem tridimensional (3D) ou tecelagem em múltiplas camadas compreendendo um alinhamento de esboços fibrosos 100 consecutivos. No exemplo ilustrado, os esboços 100 têm a sua direção longitudinal A orientada no sentido do urdume, ou seja, na direção longitudinal da faixa 150. Em variante, elas poderiam ser orientadas em sentido de trama, na direção transversal da faixa 150. Além disso, vários alinhamentos paralelos de esboços podem ser tecidos na largura da faixa 150.

[0049] A faixa 150 é tecida com fios de fibras cerâmicas, por exemplo, fios de fibras à base de SiC tais como, por exemplo, fornecidos pela empresa japonesa Nippon Carbon sob a denominação “Nicalon”. A utilização de fios formados de fibras de carbono é, contudo, possível.

[0050] As figuras 17, 18, 19 mostram, em corte de urdume e em escala aumentada, dois planos consecutivos de armadura de tecelagem para as partes do esboço 100 correspondendo aos cortes transversais das figuras 7, 8 e 9, respectivamente.

[0051] A faixa 150 compreende um conjunto de camadas de fios de urdume, o número de camadas sendo aqui, por exemplo, igual a 8 (camadas C1 a C8), os fios de urdume ligados por fios de trama. No exemplo ilustrado, a tecelagem é uma tecelagem em múltiplas camadas realizada com uma armadura de tipo cetim, ou multi-cetim. Outros tipos de tecelagem 3D ou em múltiplas camadas poderão ser utilizados, por exemplo, tecelagem em múltiplas camadas de armadura de múltiplas telas ou uma tecelagem com armadura “interlock. Por tecelagem “interlock, entende-se aqui uma tecelagem com uma armadura na qual cada camada de fios de trama liga as várias camadas de fios de urdume com todos os fios de uma mesma coluna de trama tendo o mesmo movimento no plano da armadura. Diferentes modos de tecelagem 3D ou em múltiplas camadas são descritos notadamente no documento WO 2006/136755.

[0052] A figura 17 mostra, no nível do segmento 120a de um esboço 100, os fios de trama t1 a t3 que ligam juntos as camadas de fios de urdume C1 a C4 e fios de trama t5 a t7 que ligam juntos as camadas de fios de urdume C5 a C8, as camadas C4 e C5 não ligadas entre elas para dispor uma zona de desconexão formando a separação 123a entre as abas 121a e 122a. Procede-se do mesmo modo nos níveis dos segmentos 120b, 130a e 130b do esboço 100.

[0053] A figura 18 mostra, no nível da parte próxima da primeira extremidade do segmento 110a, os fios de trama t1 a t3 que ligam juntas as camadas de fios de urdume C1 a C4 e os fios de trama t5 a t7 que ligam juntas as camadas de fios de urdume C5 a C8. Zonas de desconexão são dispostas entre as camadas C4 e C5 de fios de urdume para formar as separações 123a entre as asas 121’a, 122’ a abas 121a, 122a e para formar a zona de separação 112a na parte central do segmento 110a. As camadas C4 e C5 são ligadas por fios de trama t4 no nível das partes laterais do segmento 110a. Procede-se do mesmo modo no nível da parte vizinha da segunda extremidade do segmento 110b.

[0054] A figura 19 mostra, no nível do resto do segmento 110a a disposição de uma zona central de desconexão entre as camadas C4 e C5 de fios de urdume para formar a zona de separação 112a na parte central do segmento 110a, como na figura 18. As camadas C4 e C5 são ligadas no nível das partes laterais do segmento 110a, como na figura 18. Procede-se do mesmo modo para o segmento 110b. Os fios de urdume estendendo-se de cada lado dos segmentos 110a, 110b para a fabricação dos segmentos 120a, 130a, 120b, 130b não são tecidos no nível dos segmentos 110a, 110b.

[0055] Na faixa 150, das zonas de sobre-comprimento 101 (figura 16) são dispostas entre esboços consecutivos para dispor de margens para o corte.

[0056] Na etapa 152, a faixa é preferivelmente tratada para eliminar o encolamento presente sobre as fibras, por exemplo, por curto tratamento térmico, e para eliminar a presença de óxido na superfície das fibras, por exemplo, por tratamento com ácido fluorídrico.

[0057] Na etapa 153, uma camada fina de revestimento de interfase é formada sobre as fibras da faixa fibrosa por infiltração química em fase gasosa ou CVI (“Chemical Vapor Infiltration”). O material do revestimento de interfase é, por exemplo, carbono pirolítico ou pirocarbono (PyC), o nitreto de boro (BN) ou o carbono dopado com boro (BC com, por exemplo, de 5%at a 20%at de B, o complemento sendo C). A camada fina de revestimento de interfase é preferivelmente de baixa espessura, por exemplo, no máximo igual a 100 nanômetros, ou mesmo igual a 50 nanômetros, de modo a conservar uma boa capacidade de deformação dos esboços fibrosos. Preferivelmente, a espessura é pelo menos igual a 10 nanômetros.

[0058] Na etapa 154, a faixa fibrosa com as fibras revestidas de uma fina camada de revestimento de interfase é impregnada por uma composição de consolidação, tipicamente uma resina eventualmente diluída em um solvente. Pode-se utilizar uma resina precursora de carbono, por exemplo, uma resina fenólica ou furânica, ou uma resina precursora de cerâmica, por exemplo, uma resina polissilazano, polissiloxano ou policarbossilano precursores de SiCN, SiCO e SiC.

[0059] Após secagem por eliminação do solvente eventual da resina (etapa 155), os esboços fibrosos individuais 100 são recortados (etapa 156). Quando do corte, as partes de fios de urdume estendendo-se entre os segmentos 120a e 130a, de uma parte e de outra do segmento 110a, são eliminadas assim como as partes de fios de urdume estendendo-se entre os segmentos 120b e 130b, de uma parte e de outra dos segmentos 110b. Além disso, incisões são praticadas para separar as asas 121’a, 122’a do segmento 110a e para separar as asas 131 ‘b, 132 ' b do segmento 110b.

[0060] Na etapa 157, um esboço fibroso assim recortado é preparado, desdobrado e conformado através de uma ferramenta de conformação, por exemplo, de grafite a fim de obter a preforma 150 como descrito acima em referência às figuras 11 a 14.

[0061] Depois, a resina é reticulada (etapa 158) e a resina reticulada é pirolisada (etapa 159). A reticulação e a pirólise podem ser conectadas por elevação progressiva da temperatura no dispositivo de conformação.

[0062] Após pirólise, obtém-se uma preforma fibrosa consolidada pelo resíduo de pirólise. A quantidade de resina de consolidação é escolhida de modo que o resíduo de pirólise ligue as fibras da preforma de modo suficiente para que esta seja manipulável conservando a sua forma sem a assistência de uma ferramenta, sendo notado que a quantidade de resina de consolidação é preferivelmente escolhida tão baixa como possível.

[0063] Etapas de eliminação do encolamento, tratamento ácido e formação de revestimento de interfase para um substrato de fibras SiC são conhecidas. Pode-se fazer referência ao documento EUA 5.071.679.

[0064] Uma segunda camada de interfase pode ser formada por CVI (etapa 160) se necessário para obter globalmente uma interfase fibras-matriz tendo uma espessura suficiente para assegurar uma função de desfragilização do material compósito. A segunda camada de interfase pode ser de material escolhido entre PyC, BN, BC, não necessariamente o mesmo que o da primeira camada de interfase. A espessura da segunda camada de interfase é preferivelmente pelo menos igual a 100 nanômetros.

[0065] Uma densificação por uma matriz cerâmica da preforma consolidada é realizada em seguida, Pode-se realizar esta densificação por CVI, neste caso a formação da segunda camada de interfase e a densificação pela matriz cerâmica podem ser encadeadas em um mesmo forno.

[0066] Uma densificação por CVI de uma preforma por uma matriz cerâmica, notadamente uma matriz SiC, é bem conhecida. Uma fase gasosa reacional contendo metiltriclorossilano (MTS) e o gás hidrogênio (H2) pode ser utilizada. A preforma consolidada é colocada no recinto, sem a ajuda de ferramenta de manutenção da sua forma e a fase gasosa é introduzida no recipiente. Em condições controladas notadamente de temperatura e pressão, a fase gasosa difunde na porosidade da preforma para formar o depósito de matriz SiC por reação entre os seus constituintes.

[0067] Naturalmente, de acordo com a natureza do material compósito desejado, o processo pode ser realizado a partir de uma faixa fibrosa em fibras diferente de cerâmica, por exemplo, fibras de carbono. O tratamento ácido de eliminação de camada de óxido então é omitido.

[0068] Do mesmo modo, a densificação por CVI da preforma consolidada pode ser realizada por uma matriz diferente de SiC, notadamente uma matriz de carbono ou uma matriz auto-cicatrizante, exemplos de fases de matriz auto-cicatrizantes sendo um sistema ternário Si-B-C ou o carboneto de boro B4C. Pode-se fazer referência aos documentos US 5.246.736 e US 5.965.266 que descrevem a obtenção por CVI de tais matrizes auto-cicatrizantes.

[0069] A densificação pode ser realizado em duas etapas sucessivas (etapas 161 e 163) separadas por uma etapa 162 de usinagem nas dimensões desejadas da peça a fabricar. A segunda etapa de densificação permite não somente completar a densificação no núcleo do material compósito, mas também formar um revestimento de superfície sobre as fibras eventualmente colocadas a nu durante a usinagem.

[0070] Nota-se que uma pré-usinagem, ou aparamento, pode ser realizada entre as etapas 158 e 159, ou seja, após reticulação e antes de pirólise da resina.

[0071] Em variante, após tecelagem da faixa fibrosa 150 e tratamento de eliminação do encolamento e do óxido, esboços fibrosos individuais 100 são recortados na faixa fibrosa, depois cada esboço fibroso individual é desdobrado, conformado por um dispositivo de conformação no qual ele é mantida para formar por CVI o revestimento de interfase de desfragilização.

[0072] A preforma sendo sempre mantida conformada no dispositivo de conformação, uma consolidação da preforma por densificação parcial é realizada, a consolidação sendo realizada por formação de depósito cerâmico sobre as fibras por CVI.

[0073] A formação do revestimento de interfase por CVI e a consolidação por depósito cerâmico por CVI podem ser encadeadas em um mesmo forno CVI.

[0074] O dispositivo de conformação é preferivelmente de grafite e apresenta buracos facilitando a passagem da fase gasosa reacional que dá o depósito de interfase e o depósito cerâmico por CVI.

[0075] Quando a consolidação é suficiente de modo que a preforma possa ser manipulada conservando ao mesmo tempo a sua forma sem assistência de dispositivo de manutenção, a preforma consolidada é extraída do conformador e a densificação por uma matriz cerâmica por CVI é realizada.

[0076] As figuras 20 a 22 mostram um esboço fibroso 200 a partir do qual pode ser obtida uma preforma fibrosa que permite realizar um elemento de distribuidor de turbina em uma única peça de CMC com um setor de plataforma interna, um setor de plataforma externa e três pás estendendo-se entre os setores de plataforma e ligadas aos mesmos.

[0077] Na direção longitudinal A, o esboço 200 compreende três padrãos similares Ma, Mb, Mc semelhantes aos padrãos Ma e Mb do esboço 100 descrito acima e mostrados separados por linhas em pontilhados.

[0078] Assim, o padrão Ma inclui um primeiro segmento 210a destinado a formar uma parte de preforma para uma primeira pá, um segundo segmento 220a prolongando o primeiro segmento 210a a uma primeira extremidade longitudinal do mesmo e formando duas abas 221a, 222a situadas em frente uma da outra, e um terceiro segmento 230a que prolonga o segmento 210a à sua outra extremidade longitudinal e formando duas abas 231a, 232a situadas em frente uma da outra.

[0079] O padrão Mb inclui um primeiro segmento 210b destinado a formar uma parte de preforma para uma segunda pá, um segundo segmento 220b que prolonga o primeiro segmento 210b a uma primeira extremidade longitudinal do mesmo e formando duas abas 221b, 222b situadas em frente uma da outra, e um terceiro segmento 230b que prolonga o segmento 210b em sua outra extremidade longitudinal e formando duas abas 231b, 232b situadas em frente uma da outra.

[0080] O padrão Mc inclui um primeiro segmento 210c destinado a formar uma parte de preforma para uma terceira pá, um segundo segmento 220c que prolonga o primeiro segmento 210c a uma primeira extremidade longitudinal do mesmo e formando duas abas 221c, 222c situadas em frente uma da outra, e um terceiro segmento 230c que prolonga o segmento 210c em sua outra extremidade longitudinal e formando duas abas 231c, 232C situadas em frente uma da outra.

[0081] Os segmentos 230a e 220b estão no prolongamento e na continuidade um do outro, assim como os segmentos 230b e 220c. Em cada padrão, o segundo e os terceiros segmentos têm uma largura superior à do primeiro segmento e estendem-se além do nível das bordas longitudinais deste último. De cada lado do segmento 210a, as abas 221a, 222a prolongam-se por asas 221’a, 222’a, da mesma maneira que as abas 121a, 122a do esboço 100. Do mesmo modo, de cada lado do segmento 230c, as abas 231c, 232c prolongam-se por asas 231 ' c, 232 ' c da mesma maneira que as abas 131b, 132b do esboço 100.

[0082] Os segmentos 210a, 210b, 210c têm uma mesma largura sensivelmente constante. Pode-se, contudo, conferir aos mesmos uma largura variável quando a dimensão transversal das pás do elemento de distribuidor a fabricar varia sensivelmente. Da mesma maneira que os segmentos 110a, 110b, cada um dos segmentos 210a, 210b, 210c apresenta sobre qualquer parte de seu comprimento uma zona de separação, respectivamente 212a, 212b, 212c, formada em uma parte mediana apenas. Estas zonas de separação terminam-se a distância das bordas longitudinais dos segmentos 210a, 210b, 210c e conectam-se ás zonas de separação entre as abas.

[0083] Da mesma maneira que o esboço 100, o esboço 200 é recortado em uma faixa tecida contínua contendo uma ou várias fileiras de esboços. A tecelagem é de tipo 3D ou em múltiplas camadas. As zonas de separação entre as abas dos segmentos 220a, 230a, 220b, 230b, 220c, 230c e nas partes medianas dos segmentos 210a, 210b, 210c podem ser formadas dispondo as zonas de desconexão quando da tecelagem, como descrito acima, ou praticando cortes após a tecelagem.

[0084] Como mostrado pela figura 22, o esboço 200 é preparado para desdobramento praticando incisões 234 e 235 para separar as extremidades das abas 232a, 222b e para separar as extremidades das abas 231b e 221c. Reduções de espessuras são, além disso, praticadas nas asas 221’a, 222’a, 231 ' c, 232 ' c e em partes de extremidade das abas 221a, 231 b e 231c para evitar sobre-espessuras quando de sua superposição posterior no desdobramento do esboço, da mesma maneira que para o esboço 100. As abas 231a e 221b permanecem ligadas em suas extremidades, assim como as abas 232b e 222c.

[0085] A figura 23 mostra o esboço 200 parcialmente desdobrado após pivotamento das abas 221a, 222a, 232a, 222b, 231b, 221c, 231c, 232c como indicado pelas setas da figura 22, as abas vindo sensivelmente perpendicularmente à direção longitudinal A.

[0086] A figura 24 mostra o esboço 200 ao estado completamente desdobrado após pivotamento do conjunto formado pelas abas 221a, 222a, o segmento 210a e a aba 232a, do conjunto formado pela aba 231b, o segmento 210b e a aba 222b e do conjunto formado pelas abas 231c, 232c, o segmento 210c e a aba 221a, de acordo com as setas da figura 23.

[0087] As asas e partes de extremidade de abas em recobrimento mútuo podem ser ligadas por costura ou por implante de fios ou de agulhas.

[0088] O esboço desdobrado é conformado através de uma ferramenta de conformação compreendendo elementos de conformação das preformas de setores de plataformas interna e externa, elementos de conformação da geometria externa das preformas das pás e elementos de conformação das suas passagens internas longitudinais, estes últimos elementos de conformação penetrando nas zonas de separação 212a, 212b e 212c.

[0089] Pode-se assim obter uma preforma de elemento de distribuidor em que; a parte de preforma de plataforma interna é formada pela aba 232a, as abas 231a e 221b, pela aba 222b, a aba 232c e a aba 231 c, a parte de preforma de plataforma externa é formada pela aba 222a, a aba 221a, a aba 231b, as abas 232b e 222c e a aba 221c, e as partes de preformas das pás são formadas pelos segmentos 210a, 210b e 210c, das incisões 227, 237 podem ser praticada para obter formas de biqueiras em uma extremidade das preformas de plataformas.

[0090] O processo completo de fabricação do elemento de distribuidor de CMC pode ser como o descrito com referência à figura 15.

[0091] As figuras 25 a 27 mostram um esboço fibroso 300 a partir do qual pode ser obtida uma preforma fibrosa que permite realizar um elemento de distribuidor de turbina em uma única peça de CMC com um setor de plataforma interna, um setor de plataforma externa e uma pá que se estende entre os setores de plataforma e ligada aos mesmos.

[0092] Na direção longitudinal A, o esboço 300 compreende um padrão M incluindo; um primeiro segmento 310 destinado a formar uma parte de preforma da pá do distribuidor de turbina, um segundo segmento 320 que prolonga o primeiro segmento 310 a uma extremidade longitudinal deste formando duas abas 321, 322 situadas em frente um do outro, e um terceiro segmento 330 que prolonga o segmento 310 em sua outra extremidade longitudinal e formando duas abas 331, 332 situadas em frente uma da outra.

[0093] Os segmentos 320 e 330 têm uma largura superior à do segmento 310 e estendem-se além do nível das bordas longitudinais deste. De cada lado do segmento 310, as abas 321, 322 prolongam-se por asas 321 ', 322 ', da mesma maneira que as abas 121a, 122a do esboço 100, enquanto as abas 331, 332 prolongam-se por asas 331 ', 332 ' da mesma maneira que as abas 131b, 132b do esboço 100.

[0094] O segmento 310 tem uma largura sensivelmente constante. Pode-se, contudo, conferir-lhe uma largura variável para refletir uma dimensão transversal evolutiva da pá do distribuidor de turbina quando esta dimensão transversal varia de modo significativo. O segmento 310 apresenta sobre toda a sua largura uma zona de separação 312 formada em uma parte mediana apenas, a zona de separação se terminando em distância das bordas longitudinais do segmento 310.

[0095] Da mesma maneira que o esboço 100, o esboço 300 é recortado em uma faixa tecida contínua contendo uma ou várias fileiras de esboços. A tecelagem é de tipo 3D ou em múltiplas camadas. As zonas de separação entre abas 321, 322, entre abas 331, 332 e no segmento 310 podem ser formadas dispondo zonas de desconexão quando da tecelagem, como descrito acima, ou praticando cortes após a tecelagem.

[0096] Como mostrado pela figura 27, o esboço 300 é preparado para desdobramento praticando reduções de espessuras nas asas 321', 322 331', 332' para evitar sobre-espessuras quando de sua superposição posterior no desdobramento do esboço.

[0097] A figura 28 mostra o esboço 300 desdobrado por pivotamento das abas 321, 322, 331, 332 como indicado pelas setas da figura 27, as abas vindo sensivelmente perpendicularmente à direção longitudinal A. As asas 321 ', 322 ' em recobrimento mútuo podem ser ligadas umas nas outras por costura ou por implante de fios ou de agulhas, assim como as asas 331', 332'.

[0098] O esboço desdobrado é conformado por meio de uma ferramenta de conformação compreendendo elementos de conformação das preformas setores de plataforma interna e externa, elementos de conformação da geometria externa da preforma de pá e um elemento de conformação da passagem longitudinal da preforma de pá, este último elemento de conformação penetrando na zona de separação 312.

[0099] Obtém-se assim uma preforma de elemento de distribuidor em que: a parte da preforma de plataforma interna é formada pelas abas 331 e 332, a parte de preforma de plataforma externa é formada pelas abas 321 e 322 e a parte de preforma de pá é formada pelo segmento 310. Incisões 327, 337 podem ser praticadas para obter formas de biqueiras em uma extremidade das preformas de plataformas.

[00100] O processo completo de fabricação do elemento de distribuidor de CMC pode ser de acordo com o descrito com referência à figura 15.

[00101] No que precede, descreveram-se modos de fabricação de elementos de distribuidor de CMC com uma, duas ou três pás. Como evidente, o número de pás poderá ser superior formando esboços fibrosos com o número desejado de padrãos consecutivos como os padrãos Ma, Mb, Mc.

[00102] Além disso, no que precede, visou-se a fabricação de elementos de distribuidor com uma ou várias pás ocas apresentando uma passagem interna longitudinal. A invenção é, contudo, aplicável também à fabricação de elementos de distribuidor com uma ou várias pás maciças. Neste último caso, quando da tecelagem do esboço fibroso, não é disposta zona de desconexão em ou cada parte destinada a constituir uma preforma de pá.

[00103] Visou-se o caso onde o elemento de distribuidor a fabricar, como o da figura 2, tem setores de plataforma interna e externa estendendo-se sensivelmente paralelamente um ao outro.

[00104] A invenção é, contudo, igualmente aplicável no caso onde, como mostrado pela figura 29, o elemento de distribuidor E' de CMC a fabricar apresenta setores de plataforma interna 60 e de plataforma externa 70 não paralelos entre si. Neste exemplo, como no caso da figura 2, o elemento de distribuidor compreende duas pás 50a, 50b estendendo-se entre os setores de plataforma 60, 70 sendo ligada aos mesmos e que apresentam passagens longitudinais internas 52a, 52b sobre todo o seu comprimento. Os setores de plataforma estendem-se de uma parte e de outra das zonas de conexão com as pás.

[00105] Uma preforma fibrosa para a fabricação do elemento de distribuidor E' pode ser obtida por desdobramento de um esboço fibroso tecido por tecelagem 3D ou em múltiplas camadas como o esboço 400 da figura 30. Por preocupação de simplicidade, conferiu-se aos elementos do esboço 400 as mesmas referências que os dos elementos do esboço 100 da figura 3 tendo as mesmas funções.

[00106] O esboço 400 distingue-se do esboço 100 em que a conexão entre o primeiro segmento de um padrão e um pelo menos do segundo e terceiro segmento do mesmo padrão estende-se formando um ângulo não nulo em relação à normal à direção longitudinal A.

[00107] Assim, no caso da figura 30, o segmento 120a conecta-se ao segmento 110a formando um ângulo α não nulo em relação à normal à direção A e o segmento 130a conecta-se ao segmento 120a formando um ângulo β não nulo em relação à normal à direção A. Os ângulos α e β são aqui de sinais opostos. De modo similar, o segmento 130b conecta-se ao segmento 110b formando um ângulo sensivelmente igual a α e o segmento 120b conecta-se ao segmento 110b formando um ângulo sensivelmente igual a β.

[00108] O desdobramento do esboço 400 é realizado da mesma maneira que o desdobramento do esboço 100.

[00109] O esboço 400 é recortado em uma faixa tecida contínua, como o esboço 100. Pode realizar uma tecelagem 3D ou de multicamadas da parte delimitada pelo contorno mostrado em traços na figura 30, e proceder em seguida a cortes para reencontrar o perfil do esboço 400. Pode-se também, quando da tecelagem, realizar uma tecelagem em inclinação ao nível das conexões entre, por um lado, o primeiro segmento de um padrão e, por outro lado, cada um do segundo e terceiro segmento do mesmo padrão.

[00110] Como evidente, um elemento de distribuidor de CMC com setores de plataforma interna e de plataforma externa não paralelos entre si pode ser realizado com um número de pás diferente de dois.

Claims (15)

1. Elemento de distribuidor de turbina em uma única peça de material compósito compreendendo um reforço fibroso densificado por uma matriz que é pelo menos parcialmente de cerâmica, o elemento de distribuidor compreendendo um setor (20; 60) de plataforma interna anular, um setor (30; 70) de plataforma externa anular e pelo menos uma pá (10a, 10b; 50a, 50b) estendendo-se entre os setores de plataforma e ligado aos mesmos, os setores de plataforma estendendo-se em ambos os lados de suas zonas de conexão com a ou cada pá,
   caracterizado pelo fato de que o reforço fibroso compreende uma estrutura fibrosa tecida por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas e apresenta uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor e sobre toda a periferia da ou de cada pá, a estrutura fibrosa incluindo em uma direção longitudinal um padrão incluindo um primeiro segmento correspondendo à pá, um segundo segmento estendendo o primeiro segmento em uma primeira extremidade longitudinal do mesmo, e um terceiro segmento estendendo o primeiro segmento em uma segunda extremidade longitudinal do mesmo, e em que pelo menos um do segundo segmento ou do terceiro segmento inclui duas abas situadas face a face localizadas em cada lado de uma zona de separação e fazendo pivotar em cada lado do primeiro segmento de modo a sobrepor cada um e formar uma porção de um do setor de plataforma interna ou do setor de plataforma externo.
2. Elemento de distribuidor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ou cada pá apresenta uma passagem longitudinal interna (12a, 12b) estendendo-se por todo o comprimento da pá e abrindo-se no nível dos setores de plataforma.
3. Elemento de distribuidor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ou cada pá é maciça.
4. Elemento de distribuidor de turbina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos duas pás (10a, 10b; 50a, 50b) estendendo-se entre os setores de plataforma e em que a estrutura fibrosa compreende fios que seguem um trajeto contínuo estendendo-se sucessivamente ao longo de uma parte de um ou primeiro setor de plataforma, ao longo de uma primeira pá, ao longo de uma parte da outra ou segundo setor de plataforma, ao longo de uma segunda pá e depois ao longo de uma parte do primeiro setor de plataforma.
5. Processo de fabricação de um elemento de distribuidor de turbina em uma única peça de material compósito compreendendo um reforço fibroso densificado por uma matriz que é pelo menos parcialmente de cerâmica, o elemento de distribuidor compreendendo um setor (20; 60) de plataforma interna anular, um setor (30; 70) de plataforma externa anular e pelo menos uma pá (10a, 10b; 50a, 50b) estendendo-se entre os setores de plataforma e ligada aos mesmos, o processo compreendendo a fabricação de um esboço fibroso por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas, a conformação do esboço fibroso para obter uma preforma fibrosa do elemento de distribuidor e a densificação da preforma com uma matriz que é pelo menos parcialmente de cerâmica, caracterizado pelo fato de:

   • - fabricar um esboço fibroso (100; 200; 300; 400) em uma única peça tecida por tecelagem tridimensional ou em múltiplas camadas compreendendo, em uma direção longitudinal, pelo menos um padrão incluindo um primeiro segmento (110a, 110b, 210a, 210b, 210c; 310) formando um esboço de preforma de pá, um segundo segmento (120a, 120b; 220a, 220b, 220c; 320) prolongando o primeiro segmento a uma extremidade longitudinal deste e formando duas abas (121a-122a, 121 b-122b; 221a-222a; 221b-222b; 221c, 222c; 321-322) situadas face a face, e um terceiro segmento (130a, 130b; 230a, 230b, 230c; 330) prolongando o primeiro segmento na outra extremidade do mesmo e formando duas abas (131a-132a, 131b-132b; 231a-232a, 231b-232b, 231c-232c; 331-332) situadas face a face,
   • - desdobrar o esboço com pivotamento relativo entre as abas do segundo segmento e do primeiro segmento, em qualquer dos lados do mesmo em sua primeira extremidade para fazer com que as abas do segundo segmento se estendam substancialmente de modo perpendicular ao primeiro segmento, e com pivotamento relativo entre as abas do terceiro segmento e do primeiro segmento em qualquer lado do mesmo na sua segunda extremidade, para fazer com que as abas do terceiro segmento sejam substancialmente perpendiculares ao primeiro segmento, e
   • - conformar o esboço desdobrado para obter uma preforma fibrosa (140) do elemento de distribuidor com pelo menos uma parte formando uma preforma de pá obtida por conformação de um primeiro segmento e de partes formando preformas de setores de plataforma obtidas a partir das abas,

   de modo que após densificação, um elemento de distribuidor de turbina em uma única peça é obtido com um reforço fibroso compreendendo a preforma fibrosa que apresenta uma continuidade em todo o volume do elemento de distribuidor e sobre toda a periferia da ou de cada pá, em que as abas do segundo segmento formam uma porção de um do setor de plataforma interna ou do setor de plataforma externo e as abas do terceiro segmento formam uma porção da outra do setor de plataforma interna ou do setor de plataforma externo.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o esboço é feito com um segundo segmento e um terceiro segmento tendo larguras superiores à do primeiro segmento e estendendo-se lateralmente além das bordas laterais do primeiro aspecto.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, em pelo menos um do segundo e terceiro segmentos, cada uma das duas abas são formadas com asas (121'a-122’a, 131'b-132b; 221'a-222’a, 231'c-232'c; 321'-322', 331-332') que, no estado não desdobrado, prolongam as partes das abas que se projetam lateralmente além do nível das bordas longitudinais do primeiro segmento, se estendendo ao longo destas bordas enquanto são separadas das mesmas, e as asas de uma aba são conduzidas em recobrimento mútuo com as asas de outras abas quando o esboço é desdobrado.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as asas em recobrimento mútuo são ligadas uma na outra.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que o esboço fibroso é feito em uma única peça com repetição do referido padrão, o terceiro segmento (130a; 230a, 230b) de um primeiro padrão e o segundo segmento (120b; 220b, 220c) de um segundo padrão consecutivo estando no prolongamento e em continuidade um do outro e, enquanto o esboço é desdobrado, faz-se pivotar o primeiro segmento (110a; 210a) do primeiro padrão em uma direção relativa ao terceiro segmento (130a; 230a) do primeiro padrão e faz-se pivotar o primeiro segmento (110b; 210b) do segundo padrão em direção oposta em relação ao segundo segmento (120a; 220a) do segundo padrão a fim de conduzir os primeiros segmentos dos primeiro e segundo padrões substancialmente paralelos um ao outro.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que enquanto o esboço é desdobrado, uma aba (121a; 221a, 222b) do segundo segmento do primeiro padrão e uma aba (131b; 231b; 232c) do terceiro segmento de um padrão consecutivo são induzidas a estender uma a outra, para ser capaz de formar uma parte de preforma de setor de plataforma.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que, após o esboço ser desdobrado, as abas induzidas a estender uma a outra são ligadas uma na outra.
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato de que, enquanto é feita a tecelagem em múltiplas camadas do esboço, zonas de desconexão (123a, 133a, 123b, 133b) são formadas entre duas camadas para formar separações entre as duas abas de um segundo segmento e entre as duas abas de um terceiro segmento.
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato de que, durante a tecelagem em múltiplas camadas do esboço, uma zona de desconexão (112a, 112b; 212a, 212b, 212c; 312) é formada entre duas camadas em todo o comprimento do primeiro segmento, a zona de desconexão estendendo-se sobre uma parte apenas da largura do primeiro segmento, a uma distância das bordas longitudinais do mesmo, de modo que, após conformação, forma uma preforma fibrosa de pá com uma passagem interna estendendo-se por todo o comprimento da preforma.
14. Distribuidor de turbina caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de elementos de distribuidor justapostos, cada elemento de distribuidor sendo tal como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 ou obtido por um processo tal como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 13.
15. Turbina a gás, caracterizada pelo fato de ter um distribuidor de turbina tal como definido na reivindicação 14.

Images