CN111989462B - 负载承载cmc喷嘴膜片 - Google Patents

Abstract

用于涡轮机器的涡轮机(1)，包括外壳(4)和涡轮机喷嘴膜片级(2)，涡轮机(1)的喷嘴膜片级(2)包括牢固地连结到外壳(4)的外金属套圈(9)、内金属套圈(5)和由陶瓷基质复合材料制成的多个环形扇区(20)，在外金属套圈(9)和内金属套圈(5)之间形成环，并具有内套圈和外套圈，每个环形扇区(20)具有形成内套圈的部分的内平台(24)、形成外套圈的部分的外平台(26)和在外平台(26)和内平台(24)之间延伸并牢固地连结到其上的至少一个叶片(28)。每个扇区(20)通过至少一个包括螺钉和螺母的组件紧固到外金属套圈，螺钉延伸通过扇区(20)的外平台(26)和外金属套圈。

Description

负载承载CMC喷嘴膜片

技术领域

本发明涉及涡轮发动机，特别是航空涡轮发动机或工业涡轮机，并且更具体地涉及由以下称为CMC材料的陶瓷基质或至少部分地由陶瓷基质复合材料制成的涡轮的喷嘴级(étage distributeur)。

本发明的应用领域特别是航空燃气涡轮发动机的领域。然而，本发明适用于例如工业涡轮的其它涡轮发动机。

背景技术

改善涡轮机的性能并减少其污染物排放导致考虑越来越高的运行温度。

因此，对于涡轮发动的热部分的元件，已经提出了使用随后以CMC标示的陶瓷基质复合材料。

CMC材料通常由诸如碳或陶瓷纤维之类的耐火纤维的纤维增强体形成，并被陶瓷基质或至少部分地被陶瓷基质致密化。

这些材料具有显著的热结构性质，即，使它们能够构成结构元件的机械性质以及在高温下保持这些性质的能力。另外，CMC材料具有的密度远低于传统上用于涡轮发动机的热部分的各元件的金属材料的密度。

因此，文献WO 2010/061140、WO 2010/116066和WO 2011/080443描述了具有一体的平台和后部的由CMC制成的涡轮发动机的可动轮的桨叶的生产。还已经提出了将CMC材料用于涡轮机喷嘴的用途，特别是在文献WO 2010/146288、FR 2979662和EP 2443318中。

传统的金属涡轮机喷嘴级具有由若干组装的扇区组成的冠状形状，每个扇区包括内部平台、外部平台以及在内部平台和外部平台之间延伸并紧固到其上的多个叶片。并置的内部平台形成内部护罩(virole)，并且并置的外部平台形成外部护罩。内部护罩和外部护罩界定了喷嘴级中的气体流动路径。

与金属喷嘴级相比，引入由CMC制成的喷嘴级、例如高压喷嘴级允许提高所承受的最高温度，并因此减少冷却空气的使用量。因此，这允许提高涡轮发动机的性能。

但是，由于CMC的性质与金属截然不同，因此它对某些机械应力更敏感。实际上，CMC具有更高的刚性和更低的膨胀性。它在压缩上表现更好，但是其容许的拉伸应力低于金属的拉伸应力。

此外，由于CMC和金属之间的热膨胀差异，很难将CMC零件集成到金属环境中。在涡轮发动机中，并且更特别地在涡轮发动机的高压部分中，这尤其是更困难的，因为环境非常热，这增加了材料之间的热膨胀系数的差异，在该涡轮机区域中，高压喷嘴级所承受的空气动力也很高。

CMC喷嘴级、比如涡轮机喷嘴级是已知的，该涡轮机喷嘴级包括紧固到外壳的外支承护罩、内支承护罩以及形成在外支承护罩和内支承护罩之间延伸的冠部的多个CMC环形扇区。每个环形扇区承载在内和外支承护罩上，并且包括内部平台、外部平台以及至少一个在外部平台和内部平台之间延伸并紧固到其上的叶片。

然而，需要改进关于CMC环形扇区与内护罩的确定性紧固的已知解决方案，特别是至少在环形扇区的轴向保持方面和恢复空气动力方面。

此外，在径向方向上在喷嘴级的下方，在外壳上施加显著的压差。该外壳用于在转子和定子之间产生密封。该压力变化是力的来源，如果将该力施加在CMC上，则给定的材料的容许媒介，该力将过高。

如上所述的喷嘴级也是已知的，并且还包括在两个平台之间的桨叶内部径向延伸的加强杆。

然而，这种解决方案经由该杆既吸收了与喷嘴级下的压差有关的力，又吸收了作用在CMC冠部上的空气动力。因此，需要改善该解决方案的CMC零件的确定性保持。

发明内容

本发明旨在通过提出一种涡轮发动机的涡轮机来克服上述缺点并克服上述困难，该涡轮发动机的涡轮机包括至少部分地由CMC制成的涡轮机喷嘴级，其安装被简化并适于以确定性方式保持环形扇区，同时允许环形扇区变形，而与界面处的金属零件无关。

本发明的目的是提出一种涡轮发动机的涡轮机，该涡轮发动机的涡轮机包括外壳和涡轮机喷嘴级，该涡轮机喷嘴级包括由金属制成并且紧固到外壳的外支承护罩、由金属制成的内支承护罩以及由陶瓷基质复合材料制成的多个环形扇区，这些环形扇区形成冠部并在外支承护罩和内支承护罩之间延伸，并具有在它们之间形成流体流动路径的内部护罩和外部护罩，冠部限定轴向方向和径向方向。每个环形扇区都具有形成内部护罩的一部分的内部平台、形成外部护罩的一部分的外部平台以及在外部平台和内平台之间延伸的至少一个叶片，所述至少一个叶片紧固到内部平台和外部平台。每个扇区的外部平台包括第一部分和第二部分，该第一部分配备有形成流体流动路径的外表面的内表面，该第二部分径向远离第一部分并在第一部分的外部，外部平台的第二部分固定到外支承护罩。

根据本发明的总体特征，内部平台包括沿径向方向从内部平台的上游轴向端向内突出的第一凸片，并且内支承护罩包括在径向方向上向外突出的肩部，该肩部定位在第一凸片的上游并在轴向方向上邻接抵靠所述第一凸片。

CMC环形扇区到由金属制成的外支承护罩的固定允许吸收施加在叶片和平台上的气体的力。因此包括CMC环形扇区到外金属支承护罩的径向固定以及到包括外护罩和内护罩的支承结构的元件的轴向固定的该系统，因此允许将喷嘴确定性地保持在外壳上，这允许更好地控制定位和移置，并从而控制对发动机性能至关重要的间隙。

在涡轮机的第一方面中，涡轮机还可包括沿径向方向设置在外部平台的第一部分和第二部分之间的至少一个加强件，所述至少一个加强件包括承载抵靠第一部分的径向外表面的第一壁和承载抵靠第二部分的径向内表面的第二壁，至少一个加强件与外部平台的第二部分一起固定到外支承护罩。

在第一部分和第二部分之间径向延伸的区域是机械负载最大的，压力的杠杆臂在其中最大。加强件在该区域中形成平台的加厚，这允许平台变硬并减小施加在其中的应力。

在涡轮机的第二方面中，可以使用至少一个包括螺钉和螺母的组件将外部平台的第二部分固定到外支承护罩，该螺钉穿过扇区的外部平台和外支承护罩。

在涡轮机的第三方面中，每个扇区的外部平台的第二部分可以包括至少一个旋转邻抵元件，并且外支承护罩可以包括至少一个互补的旋转邻抵元件，该至少一个互补的旋转邻抵元件构造成与外部平台的旋转邻抵元件协配。

因此，旋转邻抵件因此使得它易于定位和组装喷嘴级，并且易于吸收绕径向轴线的力矩。

旋转邻抵件能够由每个扇区的外部平台的第二部分中的孔口形成，并且对于每个外部平台的孔口，对中凸耳从外金属护罩径向向内突出，对中凸耳构造成各自与外部平台的孔口协配，以将扇区在喷嘴级的轴向方向和周向方向上保持就位。

替代地，旋转邻抵件可以由设置在每个环形扇区的外部平台的第二部分中的槽口和从外金属护罩径向向内突出的邻抵件形成，并构造成与所述槽口之一协配。

在涡轮机的第四方面中，外部平台的第一部分可以包括从外部平台的上游端在径向方向上向外突出的部分。

因此，所述径向部分允许改善流体流动路径的密封。

在涡轮机的第五方面中，每个环形扇区的所述至少一个叶片具有中空轮廓，该中空轮廓限定了在内部平台和外部平台之间延伸的内壳体，每个环形扇区的内部平台和外部平台各自具有与所述至少一个叶片的所述内壳体连通的孔口，并且喷嘴级的每个环形扇区包括至少一个杆，该至少一个杆穿过平台的所述孔口和所述至少一个叶片的内壳体，所述杆固定到所述外壳并与所述环形扇区和所述内支承护罩连接，该连接可以是直接或间接的。

如上所述，通过喷嘴级的内部平台和与其附连的外壳的上游和下游之间的压力差产生了额外的困难。该外壳用于在转子和定子之间产生密封。压力差能够达到2至50巴之间的值。通过经由作为叶片的杠杆臂产生力矩，这产生了显著的力，该力特别是在抓持区域中是显著的应力的来源。该压力变化是力的来源，如果将该力施加在CMC上，则考虑的材料的容许媒介，该力将过高。

杆允许提供从上方固定CMC喷嘴级的环形扇区，即，固定到外壳的装置，同时使弯曲力矩最小，只要弯曲长度由于杆穿过环形扇区而大约减半即可，该力已经由于根据本发明的喷嘴级不吸收与内护罩上的压差相关联的力而大大减小。

喷嘴级的每个环形扇区因此以确定性的方式被保持，即，以便防止环形扇区振动并且控制其位置，并且这同时允许环形扇区在温度和压力的影响下变形，尤其与界面处的金属零件无关。

根据本发明的涡轮机因此允许具有喷嘴级，该喷嘴级吸收叶片上的流动路径中的压差力，不是通过CMC元件，而是通过金属杆，其受益于比CMC元件更好的容许介质。

在涡轮机的第六方面中，杆可包括至少一个突出部分，该至少一个突出部分在横向于杆沿着其延伸的径向方向的平面中延伸，并且与叶片连接以将叶片保持就位。

套筒限定了球形接头，使得它能够将由于空气动力力矩引起的力最小化而无需改变环形扇区在涡轮机中的集成。实际上，由此在叶片内部形成的球形接头使叶片自由地围绕由杆限定的轴线移动。

在涡轮机的第七方面中，每个扇区的内部平台还可包括从内部平台的下游端在径向方向上向内突出的第二径向凸片，通过在内支承护罩的所述肩部和包括两个在径向方向上向外延伸的两个颚部的夹具之间在轴向方向上挤压内部平台的第一和第二径向凸片，而将内部平台固定到内支承护罩，并且抵靠内部平台的第二径向凸片朝向彼此在压力下保持。

替代地，内支承护罩可以包括穿孔冠部和保持环，该穿孔冠部包括用于接纳杆的一端的孔口，冠部安装在该保持环上。

在涡轮机的第八方面中，杆可以是中空的，并且在其整个高度上包括穿孔，以递送冷却空气流，在杆内部从外壳输送该空气流。

杆可以由金属材料制成，以提供良好的机械强度，杆吸收了所有的空气动力，以将它们传递到外壳。

杆可以由任何其它材料制成。

每个环形扇区可包括多个叶片，它们中的至少一个包括杆。

在涡轮机的第九方面，外部平台的第二部分、叶片和内部平台的第一凸片形成为陶瓷基质复合材料的单个和相同的编织零件，其允许加强环形扇区的结构。

本发明的目的也是一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括至少一个如上所限定的涡轮发动机的涡轮机。

本发明的另一个目的也是一种飞行器，该飞行器包括至少一个如上所限定的涡轮发动机。

附图说明

在参考附图阅读作为指示而非限制的以下内容时，将更好地理解本发明，附图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的喷嘴级的环形扇区在由环的径向方向和轴向方向限定的平面中的示意图；

-图2示出了图1的环形扇区在由喷嘴级的轴向方向和周向方向限定的平面中的剖视图；

-图3示出了图1的环形扇区在由径向方向和轴向方向限定的平面中的示意性剖视图；

-图4是图1的环形扇区的分解示意图；

-图5是根据本发明的第二实施例的喷嘴级的环形扇区在由环的径向方向和轴向方向限定的平面中的示意图；

-图6示出了图5的环形扇区在由喷嘴级的轴向方向和周向方向限定的平面中的剖视图；

-图7示出了图5的环形扇区在由径向方向和轴向方向限定的平面中的示意性剖视图；

-图8是图5的环形扇区的分解示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一实施例的喷嘴级的环形扇区在由喷嘴级的径向方向和轴向方向限定的平面中的示意图。

图2至4分别示出了图1的环形扇区在由轴向方向和周向方向限定的平面中的剖视图、在由径向方向和轴向方向限定的平面中的示意性剖视图以及分解示意图。

例如航空涡轮发动机的涡轮发动机的高压涡轮机1，如图1中部分所示，包括多个固定的喷嘴级2，喷嘴级2在涡轮机1中的气流F的流动方向(由图1中的箭头表示)上与可动轮交错，并且安装在涡轮机外壳4中。

每个可动轮包括具有内部护罩的多个桨叶，以及从内部护罩延伸并链接到其上的至少一个叶片。在内部护罩的内侧上，桨叶通过接合在盘的壳体中的根部而延伸。在外侧上，桨叶的末端面对由环承载的耐磨材料，以确保密封桨叶的末端。

在整个本文中，参考相对于限定涡轮机1的轴向方向D_A的涡轮机1的旋转轴线的位置或取向使用术语“内部”或“内”以及“外部”或“外”。

可动轮的桨叶可以是传统的金属桨叶或由CMC材料制成的桨叶，该CMC材料例如在文献WO 2010/061140、WO 2010/116066、WO 2011/080443中所述获得。

涡轮机1的喷嘴级2中的至少一个通过将由CMC材料制成的若干环形扇区20连结在一起以形成完整的环而形成。箭头D_A指示喷嘴级2的轴向方向，而箭头D_R指示喷嘴级2的径向方向。

喷嘴级2的每个环形扇区20包括内部平台24、外部平台26和在内部平台24与外部平台26之间延伸并紧固到其上的叶片28。替代地，若干叶片可以在同一喷嘴扇区的内部和外部平台之间延伸。一旦与涡轮机1的外壳4组装在一起，扇区20就形成单个喷嘴冠部2，其具有由扇区20的内部平台24的并置形成的内部护罩和由扇区20的外部平台26的并置形成的外部护罩。

内部护罩和外部护罩在它们之间形成流体流动路径45，在涡轮机1的运行期间，气流F在该流体流动路径45内流动。

在全文中，参照由箭头所示的流动路径45中气流F的流动方向使用术语“上游”和“下游”。

形成喷嘴级2的内部护罩的内部平台24各自包括彼此接触并紧固到环形扇区20的第一部分241和第二部分242。第一部分241和第二部分241可以模制在一起或编织在一起，或者在通过气体过程固结期间或在渗透操作期间不同地紧固在一起，该渗透操作称为环形扇区的“熔体渗透”，并且对应于由于纺织品内的毛细作用使硅通过液体上升的过程。

内部平台24各自具有旨在与气流F接触的外部表面24e，该外部表面24e由内部平台24的径向向外取向的第一部分241的表面形成，并且因此径向地面对形成外部护罩的外部平台26设置。内部平台24还具有内部表面24i，该内部表面面向涡轮机1的旋转轴线设置，并且由内部平台24的径向向内取向的第二部分242的表面形成。

外部平台26各自包括紧固到环形扇区20的第一部分261和第二部分262。在其设计期间，外部平台26的第一部分261和第二部分262可以模制或编织或紧固到环形扇区20。外部平台26各自具有外部表面26e，该外部表面面向壳体4设置，并且由外部平台26的径向向外取向的第二部分262的表面形成。外部平台26还具有内部表面26i，该内部表面意图与气流F接触，并且由外部平台26的径向向内取向的第一部分261的表面形成，并因此径向面对内部平台24设置，该内部平台形成内部护罩并且面对涡轮机1的旋转轴线。

由于扇区20形成喷嘴级2，因此每个扇区20的内部平台24具有外部护罩的内部表面的一部分和外部表面的一部分，并且每个扇区20的外部平台26也具有内部护罩的内部表面的一部分和外部表面的一部分。每个扇区20的叶片28在环形扇区20的内部平台24的外部表面24e与环形扇区20的外部平台26的内部表面26i之间延伸，并且叶片28的延伸部280还在外部平台26的第一部分261和第二部分262之间延伸。

整流器级2还包括内金属护罩5和外金属护罩9，由喷嘴级2的环形扇区20的组装形成的冠部在内金属护罩5和外金属护罩9之间延伸。内金属护罩5紧固到外壳4。

内金属护罩5具有环形部分，该环形部分在轴向方向D_A上并且在周向方向D_C上延伸，并且在沿着轴向方向D_A的每个端部51和52处，即，在上游端51和下游端52处包括上游附连凸片53和下游附连凸片54，该上游附连凸片53和下游附连凸片54在径向方向D_R上向外延伸，即，朝向内部平台24延伸，并且更具体地说是朝向环形扇区冠部20的其内部表面24i，并且朝向外金属护罩9延伸。

环形扇区20的内部平台24的第二部分242在轴向方向D_A上具有上游端2421和下游端2422，各自具有在径向方向D_R上向内突出的凸片243和244。

上游附连凸片53具有上游表面530和下游表面535，下游表面535承载抵靠环形扇区20的内部平台24的第二部分242的上游端2421，并且更具体地，抵靠从内部平台24的上游端241突出的上游凸片243的上游表面2430。

内金属护罩5还包括在下游附连凸片54的延伸部中在径向方向D_R上向内突出的部分55。突出部分55和下游附连凸片54在由径向方向D_R和周向方向D_C限定的相同的径向平面中。

下游附连凸片54具有上游表面540和下游表面545。下游表面545承载抵靠形成在环形扇区20的内部平台24的下游端242处的下游凸片244。

为了将内部平台24保持就位，内金属护罩5还包括锁定环56，该锁定环56可以制成在一件中或在周向上成扇区。锁定环56包括在径向方向D_R上延伸的平坦表面。使用螺钉57和螺母58来固定锁定环56，螺钉55各自经由两个同轴孔穿过锁定环56和内金属护罩5的径向向内的突出部分55，这两个同轴孔分别在锁定环56和内金属护罩5的径向向内的突出部分55中制成。

将内金属护罩5构造成使得经由螺母58和螺钉57抵靠内金属护罩5的径向向内的突出部分55夹紧锁定环56，从而允许将从环形扇区20的内部平台24的下游端242径向突出的下游凸片244夹在一方面由下游附连凸片54形成的两个颚部和另一方面的锁定环56之间。

因此，使用由上游附连凸片53形成的内支承金属护罩5的轴向夹具和由下游附连凸片54和锁定环56形成的组件，将内部平台24、更具体地是其第二部分242在轴向方向D_A上夹住。这种构造允许将下游轴向应力施加到每个环形扇区20，以便将环形扇区20轴向保持就位。

另外，在图1至4中示出的第一实施例中，内金属护罩5包括环形密封件70，将该环形密封件70成形为插入在下游附连凸片54和下游凸片244之间、在下游凸片244和锁定环56之间、以及在径向向内突出的部分55和锁定环56之间。

外金属护罩9包括用于每个环形扇区20的对中凸耳90。凸耳90呈固定或紧固到外金属护罩9的销的形式。外金属护罩9具有沿径向方向D_R的内部表面91和外部表面92。凸耳90在径向方向D_R上从内部表面91向内延伸。

环形扇区20的外部平台26的第二部分262包括第一孔口263，该第一孔口263构造成与外金属护罩9的对中凸耳90协配。当组装整流器级2时，环形扇区20的外部平台26的外部表面26e承载抵靠外金属护罩9的内部表面91，并且对中凸耳90穿过外金属护罩9的相应孔口和外部平台26的第二部分262的第一孔口263。

另外，为了将环形扇区20紧固到外金属护罩9，环形扇区的外部平台26的第二部分262包括第二孔口264，第二孔口264意图与螺钉95协配，该螺钉95通过外金属护罩9的第一孔口93以及环形扇区20的外部平台26的第二部分262的第二孔口264穿过外金属护罩9。螺钉95与螺母96协配以将外金属护罩9和环形扇区20紧固在一起。

同一环形扇区20的螺钉95和凸耳90设置在环形扇区20的桨叶28的延伸部280的任一侧上，以改善环形扇区绕径向轴线的阻挡。同样，内部平台26的第二部分262的第二孔口264和第一孔口263设置在环形扇区20的桨叶28的延伸部280的任一侧上。

如图2所示，每个叶片28具有中空轮廓，该中空轮廓具有在叶片28的整个高度上延伸、即在环形扇区20的内部平台24和外部平台26之间延伸的内部壳体285。每个环形扇区20的内部平台24包括孔口245，其形状对应于内部壳体285在内部平台24在其中延伸的平面中的截面。类似地，每个环形扇区20的外部平台26包括孔口265，其形状对应于内部壳体285在内部平台26在其中延伸的平面中的截面。内部平台24和外部平台26的孔口245和265在叶片28的内部壳体285的延伸部中制成。

叶片28的内部壳体285以及内部平台24和外部平台26的孔口245和265能够连接到冷却系统，该冷却系统将冷却空气流从外壳4递送到叶片28以及内部平台24和外部平台26。

如图1至4所示，对于每个环形扇区20，涡轮机1还包括在径向方向D_R上延伸的杆6。杆6包括杆头61和杆体62，杆头承载在外金属护罩9的外部表面92上，杆体62在径向方向D_R上从杆头61向内突出并且构造成穿过外金属护罩9，叶片28的内部壳体285以及内部平台24和外部平台26的孔口245和265与叶片28的内部壳体285对齐。

杆6还包括突出部分63，该突出部分在横向于杆6沿着其延伸的径向方向D_R的平面中延伸。在所示的实施例中，杆6的突出部分63形成环形凸肩，该环形凸肩在杆6的意图位于叶片28的内部壳体285中的部分上延伸。杆6的突出部分63形成突起，该突起的至少一部分与叶片28接触以将叶片28保持就位。

另外，内支承护罩5包括构造成接纳杆6的孔口500。杆6允许提供从上方固定CMC环形扇区20、即固定到外壳4的装置，同时使弯曲力矩最小，只要弯曲长度由于杆6穿过环形扇区而大约减半即可。喷嘴级的每个环形扇区20因此以确定性的方式被保持，即，以便防止环形扇区20振动并且控制其位置，并且这同时允许环形扇区20在温度和压力的影响下变形，尤其与界面处的金属零件无关。

在每个环形扇区包括若干叶片的情况下，对于每个喷嘴环形扇区，涡轮机将最多包括相应数量的杆。

在图1至4所示的实施例中，环形扇区20的外部平台26还包括第一加强件266和第二加强件267，该第一加强件266和第二加强件267设置在叶片28的延伸部280的任一侧上，并在径向上在外部平台26的第一部分261和第二部分262之间。两个加强件266和267中的每一个包括分别为2662和2672的第一壁以及分别为2664和2674的第二壁，第一壁承载抵靠外平台26的第一部分261的径向外表面、即第一部分261的面对外部平台26的第二部分262的面，第二壁承载抵靠外部平台26的第二部分262的径向内表面、即第二部分262的面对外部平台26的第一部分261的面。

每个加强件266和267进一步包括分别为2668和2678的中心壁，该中心壁在对应的加强件266、267的第一壁2662和2672以及第二壁2664和2674之间延伸。中心壁2668和2678主要在径向方向D_R上延伸。因此，每个加强件266和267在包括径向方向D_R和轴向方向D_A的截面中呈U形，如图3所示，该U形被取向为具有设置在轴向方向D_A上的开口。

第一加强件266的第二壁2664包括孔口2666，该孔口2666意图与外部平台26的第二部分262的第一孔口263同轴并且被对中凸耳90穿过。第二加强件267的第二壁2674包括孔口2676，该孔口意图与外部平台26的第二部分262的第二孔口264同轴并且被螺钉95穿过，螺母96承载在第二加强件267的第二壁2674的径向内表面上。

第一加强件266和第二加强件267可以在通过气体过程的固结阶段期间或在“熔体渗透”运行期间被添加，并且因此紧固到环形扇区20。

在图1至4所示的第一实施例中，环形扇区20还包括在外部平台26的第二部分262中和在第一加强件266的第二壁2664中制成的槽口29，并且对于每个环形扇区20，外金属护罩9包括邻抵件94，该邻抵件构造成与环形扇区20的外部平台26的槽口29协配。槽口29在包括轴向方向D_A和周向方向D_C的平面中延伸并且邻抵件94在包括轴向方向D_A和径向方向D_R的平面中延伸。

另外，外部平台26的第一部分261包括主要部分2610和径向部分265，该主要部分2610限定了气流F的流动路径45的外壁，该径向部分265从第一部分261的上游轴向端2611在径向方向D_R上向外突出。

图5示出了根据本发明的第二实施例的喷嘴级的环形扇区在由环的径向方向和轴向方向限定的平面中的示意图。

图6至8分别示出了图5的环形扇区在由轴向方向和周向方向限定的平面中的剖视图、在由径向方向和轴向方向限定的平面中的示意性剖视图以及示意性分解图。

与图1至4中示出的第二实施例相同的元件具有相同的附图标记。

第二实施例与第一实施例的不同之处在于，内支承护罩5包括支承冠部50和围绕支承冠部50设置的保持冠部59。

保持冠部59包括构造成接纳杆6的孔口590。保持冠部59还包括上游附连凸片53，该上游附连凸片在径向方向D_R上从保持冠部59的上游轴向端591向外延伸，即，朝向环形扇区20的内部平台24，并且更具体地朝向其内部表面24i，并且朝向外金属护罩9。上游附连凸片53的下游表面535承载抵靠环形扇区20的内部平台24的第二部分242的上游端2421，并且更具体地，抵靠上游凸片243的从内部平台24的上游端241突出的凸片上游表面2430。

保持冠部59还包括上游径向保持凸缘536，该上游径向保持凸缘从保持冠部的上游端591在径向方向D_R上向内延伸。上游径向保持凸缘536在轴向方向D_A上承载抵靠肩部505，该肩部在径向方向D_R上从支承冠部50的上游轴向端501向外延伸。

因此，本发明提供了一种包括CMC涡轮机喷嘴级的涡轮发动机，其安装被简化并适于以确定性方式保持环形扇区，同时允许环形扇区变形而与界面处的金属零件无关。

Claims (11)

1.一种涡轮发动机的涡轮机，包括：

外壳；以及

涡轮机喷嘴级，所述涡轮机喷嘴级包括：

由金属制成并紧固到所述外壳的外支承护罩；

由金属制成的内支承护罩；以及

由陶瓷基质复合材料制成的多个环形扇区，这些环形扇区形成冠部并在外支承护罩和内支承护罩之间延伸，所述环形扇区限定轴向方向和径向方向，并且每个环形扇区具有

界定了流体流动路径的内部平台和外部平台，并且

至少一个叶片在所述外部平台和所述内平台之间延伸并固定到其上，

每个扇区的所述外部平台包括

第一部分，所述第一部分配备有界定所述流体流动路径的内表面，以及

第二部分，所述第二部分径向远离所述第一部分并且在所述第一部分外部，所述外部平台的所述第二部分邻接并且固定到所述外支承护罩，

所述内部平台包括

沿所述径向方向从所述内部平台的上游轴向端向内突出的第一凸片，并且

所述内支承护罩包括在所述径向方向上向外突出的肩部，所述肩部定位在所述第一凸片的上游并在所述轴向方向上邻接抵靠所述第一凸片，

其中，所述涡轮机还包括沿所述径向方向设置在所述外部平台的所述第一部分和所述外部平台的所述第二部分之间的至少一个加强件，所述至少一个加强件包括

承载抵靠所述外部平台的所述第一部分的径向外表面的第一壁，和

承载抵靠所述外部平台的所述第二部分的径向内表面的第二壁，所述至少一个加强件与所述外部平台的所述第二部分一起固定到所述外支承护罩，并且

其中，所述外部平台的所述第一部分包括从所述外部平台的上游端在所述径向方向上向外突出的径向延伸部，并且所述至少一个加强件在所述轴向方向上邻接抵靠所述径向延伸部的下游面。

2.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述外部平台的所述第二部分使用至少一个包括螺钉和螺母的组件固定到所述外支承护罩，所述螺钉穿过所述扇区的所述外部平台和所述外支承护罩。

3.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，每个扇区的所述外部平台的所述第二部分包括至少一个旋转邻抵元件，并且所述外支承护罩包括至少一个互补的旋转邻抵元件，所述至少一个互补的旋转邻抵元件构造成与所述外部平台的旋转邻抵元件协配。

4.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，每个环形扇区的所述至少一个叶片具有中空轮廓，所述中空轮廓限定了在所述内部平台和所述外部平台之间延伸的内壳体，每个环形扇区的所述内部平台和所述外部平台各自具有与所述至少一个叶片的所述内壳体连通的孔口，并且所述喷嘴级的每个环形扇区包括至少一个杆，所述至少一个杆穿过所述平台的所述孔口和所述至少一个叶片的所述内壳体，所述杆固定到所述外壳，并与所述扇区和所述内支承护罩连接。

5.根据权利要求4所述的涡轮机，其特征在于，所述杆包括与所述叶片连接的在所述轴向方向上突出的至少一个部分，以将所述叶片保持就位。

6.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，每个扇区的所述内部平台还包括从所述内部平台的下游端在所述径向方向上向内突出的第二径向凸片，通过在内支承护罩的所述肩部和包括两个在所述径向方向上向外延伸的两个颚部的夹具之间在所述轴向方向上挤压所述内部平台的第一径向凸片和第二径向凸片，而将所述内部平台固定到所述内支承护罩，并且抵靠所述内部平台的所述第二径向凸片朝向彼此保持。

7.根据权利要求4所述的涡轮机，其特征在于，所述内支承护罩包括穿孔冠部和保持环，所述穿孔冠部包括用于接纳所述杆的一端的孔口，所述冠部安装在所述保持环上。

8.根据权利要求4所述的涡轮机，其特征在于，所述杆是中空的。

9.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，所述外部平台的所述第二部分、所述叶片和所述内部平台的所述第一凸片形成为陶瓷基质复合材料的单个和相同的复合零件。

10.根据权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，每个加强件还包括在相应的加强件的所述第一壁和第二壁之间在所述径向方向上延伸的中心壁，每个加强件在包括所述径向方向和所述轴向方向的截面中具有U形形状，具有设置在所述轴向方向上的开口。

11.一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括至少一个根据权利要求1所述的涡轮发动机的涡轮机。

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