CN115461526A

CN115461526A - 具有整体式结构臂的中间整流壳体

Info

Publication number: CN115461526A
Application number: CN202180030769.6A
Authority: CN
Inventors: 弗雷德里克·贾奎斯·尤金·古皮尔; 弗朗索瓦·玛丽·保罗·马林; 凯利格·梅尔文·奥利厄; 菲利普·沃瑟斯; 亚辛·切拉加
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2022-12-09
Also published as: EP4143421A1; FR3109795A1; US20230228201A1; FR3109795B1; WO2021219949A1

Abstract

本发明涉及用于涡轮机的环形中间壳体(22)，气动空气流流通通过该中间壳体，该中间壳体包括：‑径向内护罩(31)，‑径向外护罩(32)，‑至少一个定子轮叶(34)，和‑至少一个气动构件(33)，该定子轮叶包括具有前缘的叶片，该气动构件由结构臂(35)形成，该结构臂至少部分地在径向内护罩与径向外护罩之间径向地延伸。根据本发明，气动构件(33)包括前缘，该前缘在一个平面中与定子轮叶的前缘对准，并且该前缘由沿气动空气流的流通方向定位在结构臂上游的成型部分(36)支承，成型部分、结构臂、径向内护罩和径向外护罩是整体式的。

Description

具有整体式结构臂的中间整流壳体

技术领域

本发明涉及用于飞行器的双流式涡轮机的一般领域。特别地，本发明涉及包括一环形排的固定轮叶和一环形排的结构臂的固定涡轮机壳体。

背景技术

现有技术包括文献SE-C2-528183C2、US-B2-10458247和EP-A1-3450685。

沿着纵向轴线延伸的双流式涡轮机,特别是飞行器,包括沿着涡轮机中的气流方向布置在至少一个压缩机上游的可动风扇。通过函道式风扇的空气流被分成主流和次级流，该主流在至少部分地容纳压缩机的主流道中流通，该次级流在围绕压缩机的次级流道中流通。这些主流道和次级流道由环形流道间壳体分开，该环形流道间壳体支承使这些流道分开的环形分流器鼻部。

主流道至少部分地由入口壳体、低压压缩机壳体、高压压缩机壳体和中间壳体形成，该入口壳体位于压缩机的上游并且支承分流器鼻部，该中间壳体位于低压压缩机壳体的下游并且位于高压压缩机壳体的上游。入口壳体和中间壳体是实现力传递的结构壳体。中间壳体包括结构臂，该结构臂径向地延伸穿过主流并且被构造成使得辅助件能够穿过。入口壳体还包括一环形排的固定轮叶(被称为入口导向轮叶(IGV))。

压缩机通常包括一个或多个级，每个级包括安装在相应环形排的可动轮叶的上游的一环形排的导向轮叶。通常，最多可以存在五个环形排的导向轮叶。每个环形排的导向(或定子)轮叶由压缩机壳体支撑，并且每个环形排的可动轮叶被安装在以涡轮机的纵向轴线为中心的盘或鼓部上。第五级通常位于涡轮机毂部的具有“鹅颈”形状的部分的上游。

承载结构臂的结构壳体以及具有多个级的低压压缩机使涡轮机沿着纵向轴线伸长，因此对涡轮机的质量产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在维持涡轮机性能的同时减小涡轮机尺寸的方案。

根据本发明，该目的通过用于具有纵向轴线X的涡轮机的环形中间壳体、特别是用于飞行器的环形中间壳体来实现，气动空气流旨在至少部分地流通通过所述中间壳体，中间壳体包括：

-环形的径向内护罩，

-环形的径向外护罩，

-至少一个定子轮叶，所述定子轮叶基本上沿着径向轴线Z在第一平台与第二平台之间延伸，定子轮叶包括具有前缘和后缘的叶片，以及

-至少一个气动构件，所述气动构件由结构臂形成，所述结构臂至少部分地在径向内护罩与径向外护罩之间径向地延伸，

气动构件包括前缘，所述气动构件的前缘在垂直于纵向轴线X的平面中与定子轮叶的前缘对准，气动构件的前缘由沿气动空气流的流通方向定位在结构臂的上游的成型部分支承，成型部分和结构臂是整体式的，并且

气动构件与径向内护罩和径向外护罩是整体式的。

因此，这种方案实现了上述目标。特别地，这种方案使得能够减小涡轮机的尺寸，特别是该涡轮机的沿着纵向轴线的长度。该轴向增益可达到至少30mm，这在涡轮机中以及关于涡轮机的质量是不可忽略的。另外，一方面，气动构件的构造是一体式的，另一方面，气动构件与中间壳体的护罩是一体式的，这有利于涡轮机的质量增益以及组件的安装和拆卸时间的增益。在双流式涡轮机的情况下，风扇也至少移位30mm。另外，使得这种中间壳体的安装和拆卸更容易。

壳体还包括单独地或组合使用的以下特征中的一个或多个：

-成型部分在径向内平台与径向外平台之间径向地延伸，径向内平台和径向外平台分别与径向内护罩和径向外护罩是整体式的，并且径向内平台具有支承第一耐磨材料层的径向内表面。

-第一平台和第二平台分别被添加在径向内护罩和径向外护罩上并分别被固定至径向内护罩和径向外护罩，第一平台具有支承第二耐磨材料层的径向内表面，第二耐磨材料层沿周向方向与第一耐磨材料层对准。

-中间壳体包括至少两个围绕纵向轴线X沿周向方向间隔开的气动构件以及被添加在两个气动构件之间的整流组件，整流组件包括第一平台、第二平台和多个定子轮叶，所述多个定子轮叶在第一平台与第二平台之间径向地延伸并且沿周向方向规则地分布，多个定子轮叶的每个前缘在垂直于纵向轴线X的平面中与气动构件的前缘对准。

-第一平台包括基座，所述基座通过至少一个提供轴向固定的固定构件固定至径向内护罩的环形区域。

-第二平台经由至少一个固定构件固定至径向外护罩的从径向外表面径向向外延伸的径向壁。

-第二平台具有突片，所述突片各自从所述第二平台的径向外表面延伸，每个突片通过提供径向固定的固定构件固定至径向壁的轴向支腿。

-第二平台包括径向附接凸缘，所述径向附接凸缘从所述第二平台的径向外表面径向向外延伸，并且沿周向方向在所述第二平台的整个外周上延伸，径向附接凸缘通过提供轴向固定的固定构件固定至径向壁的沿径向轴线延伸的下部分支。

-第一平台与径向内护罩是整体式的，第二平台与径向外护罩是整体式的，第一平台和第二平台各自包括多个槽，所述槽的形状与定子轮叶的叶片互补，所述定子轮叶围绕纵向轴线X规则地分布，每个定子轮叶包括径向内端部和径向外端部，所述径向内端部被接纳在第一平台的对应的第一槽中，所述径向外端部被接纳在第二平台的对应的第二槽中。

-径向外端部或径向内端部中的每一个被固定至径向地朝向第一平台或第二平台的外部设置的抵接平台，并且径向内端部或径向外端部中的每一个的径向相对的另一个被锁定或固定至第一平台或第二平台。

-通过锁定装置或焊接实现锁定或固定。

-整流组件是整体式的。

-气动构件的前缘位于与成型部分和结构臂之间的相交区域相距一轴向距离处，并且相交区域沿周向方向的厚度基本上等于成型部分的主转矩的三倍。

-定子轮叶具有在前缘与后缘之间测量得到的轴向弦，并且成型部分的在气动构件的前缘与相交区域之间测量得到的轴向长度基本上等于轴向弦。

-径向轴线垂直于纵向轴线。

-中间壳体通过铸造或增材制造制成。

-中间壳体的径向壁为T形，具有下部分支、上部分支和轴向支腿。

-径向内护罩和径向外护罩是同心的。

-中间壳体包括六个气动构件。

-中间壳体被轴向地布置在涡轮机的压缩机壳体、特别是低压压缩机壳体的下游。

-压缩机包括压缩机壳体和压缩机轮叶，所述压缩机轮叶基本上径向地从以纵向轴线为中心的鼓部穿过主流延伸到压缩机壳体中，压缩机壳体由复合材料制成，压缩机轮叶和鼓部由金属材料制成。

-压缩机的可动轮叶被焊接至以纵向轴线为中心的鼓部。

-中间壳体是压缩机间壳体。

本发明还涉及用于具有纵向轴线X的涡轮机的环形中间壳体，特别是用于飞行器的环形中间壳体，气动空气流旨在至少部分地流过所述中间壳体，中间壳体包括：

-环形的径向内护罩，

-环形的径向外护罩，

气动构件包括前缘，所述气动构件的前缘在垂直于纵向轴线X的平面中与定子轮叶的前缘对准，气动构件的前缘由沿气动空气流的流通方向布置在结构臂的上游的成型部分支承，成型部分和结构臂是整体式的，并且

气动构件与径向内护罩和径向外护罩是整体式的，

壳体包括至少两个围绕纵向轴线X沿周向方向间隔开的气动构件以及被添加在两个气动构件之间的整流组件，整流组件包括第一平台、第二平台和多个定子轮叶，所述多个定子轮叶在第一平台与第二平台之间径向地延伸并且沿周向方向规则地分布，多个定子轮叶的每个前缘在垂直于纵向轴线X的平面中与气动构件的前缘对准。

这种方案能够减小涡轮机的尺寸，特别是涡轮机的沿纵向轴线的长度，轴向增益达到至少30mm，这在涡轮机中和关于涡轮机的质量是不可忽略的。一方面，气动构件的构造是一体式的，另一方面，气动构件与中间壳体的护罩是一体式的，这有利于涡轮机的质量增益以及组件的安装和拆卸时间的增益。在双流式涡轮机的情况下，风扇也至少移位30mm。另外，使得这种中间壳体的安装和拆卸更容易。最后，包括定子轮叶的组件附接在气动构件之间的事实便于维护中间壳体，并且通过仅安装和拆卸整流组件而不是整个中间壳体来降低成本。

本发明还涉及用于具有纵向轴线X的涡轮机的环形中间壳体，特别是用于飞行器的环形中间壳体，气动空气流旨在至少部分地流通通过所述中间壳体，中间壳体包括：

-环形的径向内护罩，

-环形的径向外护罩，

气动构件包括前缘，所述气动构件的前缘在垂直于纵向轴线X的平面中与定子轮叶的前缘对准，气动构件的前缘由沿气动空气流的流通方向布置在结构臂的上游的成型部分承载，成型部分和结构臂是整体式的，

气动构件与径向内护罩和径向外护罩是整体式的，

第一平台与径向内护罩是整体式的，第二平台与径向外护罩是整体式的，第一平台和第二平台各自包括多个槽，所述槽的形状与定子轮叶的叶片互补，所述定子轮叶围绕纵向轴线X规则地分布，每个定子轮叶包括径向内端部和径向外端部，所述径向内端部被接纳在第一平台的对应的第一槽中，所述径向外端部被接纳在第二平台的对应的第二槽中。

这种方案能够减小涡轮机的尺寸，特别是涡轮机的沿纵向轴线的长度，轴向增益达到至少30mm，这在涡轮机中和关于涡轮机的质量是不可忽略的。一方面，气动构件的构造是一体式的，另一方面，气动构件与中间壳体的护罩是一体式的，这有利于涡轮机的质量增益以及整体的安装和拆卸时间的增益。在双流式涡轮机的情况下，风扇也至少移位30mm。另外，使得这种中间壳体的安装和拆卸更容易。最后，定子轮叶附接至与壳体的护罩成一体的第一平台和第二平台的事实使得通过一次只插入和/或更换一个或多个定子轮叶来维护中间壳体变得更容易，因为一个或多个定子轮叶都是附加的。

本发明还涉及具有纵向轴线X的涡轮机模块，气动空气流流通通过所述涡轮机模块，模块包括至少一个压缩机，所述压缩机由安装在如上所述的涡轮机中间壳体上的压缩机壳体围绕，压缩机壳体包括底壁，所述底壁被固定至中间壳体的径向壁。

本发明还涉及具有纵向轴线X的双流式涡轮机，特别是用于飞行器的双流式涡轮机，所述双流式涡轮机包括：

-至少一个风扇，所述风扇产生空气流并且包括由具有纵向轴线X的毂部承载的至少一环形排的风扇轮叶，

-分流器鼻部，所述分流器鼻部位于该排风扇轮叶的下游，将空气流分成在环形主流道中流通的主流以及在环形次级流道中流通的次级流，

-至少一个压缩机，所述压缩机被布置在所述主流道的入口的下游并且包括可动轮叶的环形排和导向轮叶的环形排，所述主流道由分流器鼻部的环形边缘形成，以及

-至少一个具有前述特征中的任何一个特征的涡轮机中间壳体，中间壳体包括多个定子轮叶，所述多个定子轮叶围绕纵向轴线X分布，以在压缩机的最后一排可动轮叶的出口处对空气流进行整流。

附图说明

通过阅读下述仅以示例性并非限制性示例给出的本发明的实施例的详细说明性描述，并且参考附图，本发明将更好地被理解并且本发明的其它目标、细节、特征和优点将变得更清晰，在附图中：

[图1]图1是本发明适用的涡轮机的示例的轴向剖视图；

[图2]图2是根据本发明的涡轮机的前部的局部轴向剖视图，该涡轮机的前部具有部分地界定主流道和次级流道的分流器鼻部；

[图3]图3是根据本发明的涡轮机整流中间壳体的透视图和基本正视图；

[图4]图4是整流中间壳体的示例的透视和基本正视图，该整流中间壳体具有气动构件并且旨在接纳根据本发明添加的定子轮叶组件；

[图5]图5示意性地且以横截面示出了气动构件以及沿周向方向相邻的定子轮叶，该气动构件由成型部分以及位于成型部分下游的结构臂形成，气动构件和定子轮叶在根据本发明的涡轮机的主流道中横向地延伸；

[图6]图6是根据本发明的定子轮叶组件与中间壳体的上部固定的示例的透视细节图；

[图7]图7是根据本发明的定子轮叶组件与中间壳体的下部固定的示例的透视细节图；

[图8]图8示出了根据本发明的整流中间壳体的另一实施例的透视正视图，该整流中间壳体接纳被添加在两个气动构件之间的整流组件；

[图9]图9是根据本发明的图8的中间壳体的轴向剖视图；

[图10]图10示出了整流组件的另一实施例，该整流组件旨在被添加在涡轮机中间壳体上并且包括同样根据本发明添加的定子轮叶；

[图11]图11是将定子轮叶的径向内端部锁定至根据本发明的涡轮机的中间壳体平台的实施例的仰视图；

[图12]图12示出了将定子轮叶安装在根据本发明的涡轮机整流中间壳体的平台上的实施例；

[图13]图13示出了定子轮叶在根据本发明的涡轮机整流中间壳体上的布置的另一实施例；以及

[图14]图14是根据图13的中间壳体的轴向剖视图。

具体实施方式

图1示出了本发明适用的具有纵向轴线X的涡轮机的轴向剖视图。所示出的涡轮机是旨在安装在飞行器(诸如飞机)上的双流双体式涡轮机1。当然，本发明不限于这种类型的涡轮机。

在本发明中，通常，术语“上游”和“下游”是相对于气体或空气流在涡轮机中的流通而定义的，在此是沿着纵向轴线X(甚至在图1中是从左到右)定义的。术语“轴向”和“轴向地”是相对于纵向轴线X定义的。术语“外”、“外部”、“内部”、“内”和“径向”是相对于从纵向轴线X延伸的径向轴线Z并且相对于与纵向轴线X相距的距离而定义的。径向轴线垂直于纵向轴线。

该双流式涡轮机1通常包括安装在气体发生器3或(燃气涡轮)发动机上游的风扇2。

气体发生器3从上游到下游包括低压压缩机4、高压压缩机5、燃烧室6、高压涡轮7和低压涡轮8。通常，涡轮机包括低压轴9和高压轴10，该低压轴连接低压压缩机4和低压涡轮8以形成低压体，该高压轴连接高压压缩机5和高压涡轮7以形成高压体。以纵向轴线X为中心的低压轴9旨在驱动风扇轴2a。可以在压力轴与风扇轴2a之间插入动力传递机构11，诸如减速齿轮。风扇包括由具有纵向轴线X的毂部承载的风扇轮叶2b。

风扇2被由机舱13承载的风扇壳体12围绕，并且对进入涡轮机1的空气流进行压缩，该空气流被分成特别是在主流道14中通过气体发生器的主空气流，以及在次级流道15中围绕气体发生器3流通的次级空气流。

主流和次级流由承载分流器鼻部17的环形流道间壳体16分开。次级流道15在主流道14的外部径向地延伸，并且与主流道同轴。次级空气流通过终止机舱13的次级喷嘴18喷射，而主空气流经由位于气体发生器3下游的喷射喷嘴19喷射到涡轮机的外部。

在图2中，次级流道15至少部分地由压缩机壳体21和整流中间壳体22沿着纵向轴线界定。如前所述，这些壳体21、22具有结构功能，因为这些壳体能够实现力传递。在本示例中，中间壳体22被布置在低压压缩机4与高压压缩机5之间。中间壳体22被称为压缩机间壳体。压缩机壳体21部分地承载分流器鼻部17。

压缩机壳体21围绕低压压缩机4并且包括沿纵向轴线同心的内护罩23和外护罩24。低压压缩机4与高压压缩机5(和涡轮)一样包括多级轮叶环，每级轮叶环具有分别安装在一环形排的可动轮叶(转子)的上游的一环形排的导向轮叶(定子)。图2示出了与四个环形排的可动轮叶4a交替的四个环形排的导向轮叶4b。每排导向轮叶包括围绕纵向轴线X周向分布的多个导向轮叶或固定轮叶。导向轮叶各自包括基本上在内环形壁与外环形壁(未示出)之间径向地延伸的叶片。外环形壁有利地由两个以纵向轴线为中心的成角度的半壳部承载。

在该示例中，压缩机的每排可动轮叶4a包括多个可动轮叶，多个可动轮叶围绕以纵向轴线X为中心的鼓部(未示出)等距地周向分布并且从该鼓部径向地分布。鼓部被布置在毂部30中，低压轴9穿过该毂部。可动轮叶被焊接至鼓部。导向轮叶在位于其上游的每个可动轮叶的出口处偏转并且对气动流进行整流。

压缩机壳体的半壳部由复合材料制成。可动轮叶和导向轮叶由金属材料制成。

参照图3和图4，整流中间壳体22是环形的，并且以纵向轴线X为中心。中间壳体22位于涡轮机的毂部30的“鹅颈”处(如图1所示)。中间壳体22包括以纵向轴线为中心的环形径向内护罩31和环形径向外护罩32。径向内护罩和径向外护罩是同心的。在本示例中，中间壳体22与径向内护罩31和径向外护罩32是整体式的(即，护罩31、32与中间壳体一体形成)。在这种情况下，有利地，中间壳体22通过增材制造来生产。

在另一个未示出的实施例中，中间壳体22由多个成角度的整体式壳体扇区形成，该多个成角度的整体式壳体扇区围绕纵向轴线X沿周向方向相邻地布置并且被固定在一起以形成环。

中间壳体22还包括至少一个气动构件33，该气动构件在径向内护罩31与径向外护罩32之间径向地延伸。至少一个定子轮叶34围绕纵向轴线X沿周向方向与气动构件33相邻地布置。特别地，多个定子轮叶34围绕纵向轴线X规则地布置在两个气动构件33之间。

定子轮叶34也是导向轮叶。在下文中，术语“定子轮叶”用于中间壳体22，术语“导向轮叶”用于压缩机。在此，压缩机的最后一排导向轮叶被集成到中间壳体22中，以在所述中间壳体处执行整流功能并实现轴向增益。换句话说，所有定子轮叶沿周向方向被集成在臂间空间中。压缩机的最后一个环形排的导向轮叶属于固定的中间壳体22。另外，如此构造的该中间壳体使得能够在低压压缩机的最后一排可动轮叶4a的出口处(在此为上游)对空气流进行整流。

特别地，在图5中，气动构件33由结构臂35和布置在结构臂35上游的成型部分36形成。成型部分36具有定子轮叶(或导向轮叶)的轮廓，该定子轮叶(或导向轮叶)基本上被集成到结构臂中。成型部分36使得能够在低压压缩机4的出口处对气动空气流进行整流，而结构臂35使得径向内护罩31和外护罩32能够在结构上连接。结构臂甚至支撑涡轮机的毂部30和流道间壳体16并传递涡轮机的力。

每个定子轮叶34包括叶片37，该叶片基本上在径向内端部38与径向外端部39之间径向地延伸(参见图3)。定子轮叶的堆叠轴线(在径向内端部38与径向外端部39之间)可以相对于径向轴线Z成一角度(堆叠轴线不完全平行于径向轴线Z)。叶片37包括压力侧40和吸力侧41，该压力侧和吸力侧在上游通过前缘42连接，在下游通过后缘43连接。压力侧40和吸力侧41沿着横向轴线T(垂直于纵向轴线或沿着周向方向)彼此相对。轮叶的横截面具有弯曲的轮廓。定子轮叶34的每个叶片37具有轴向弦Cx，该轴向弦基本上沿着纵向轴线在前缘42与后缘43之间测量得到。

成型部分36和结构臂35有利地是整体式的，以优化涡轮机的质量增益和安装操作。出于同样的目的，气动构件33与中间壳体22是整体式的，即气动构件与径向内护罩31和径向外护罩32是整体式的。主流在两个护罩31、32之间以及在气动构件33(结构臂和成型部分)之间流通。

气动构件33基本上在前缘51与远端边缘56之间轴向地延伸。前缘51和远端边缘56通过压力侧53和吸力侧54连接。在成型部分的压力侧与结构臂(其形成压力侧53)之间以及在成型部分的吸力侧与结构臂(其形成吸力侧54)之间存在表面连续性。气动构件33的前缘51在垂直于纵向轴线X的平面P中与相邻的定子轮叶34的前缘42对准。

同样，在图5中，成型部分36包括由气动构件的前缘形成或承载的上游边缘。成型部分36的上游边缘位于与成型部分和结构臂之间的相交区域(由点XB界定)相距预定的轴向距离Dx(由点XA界定)处。该轴向距离Dx对应于成型部分36的轴向长度。轴向长度基本上等于定子轮叶34的轴向弦长Cx。相交区域沿周向方向的厚度e1基本上等于成型部分36的主转矩(也对应于定子轮叶34的主转矩)的三倍。厚度e1在气动构件33的压力侧53与吸力侧54之间测量得到。穿过结构臂的压力侧处的点XB的切线TB相对于纵向轴线X具有预定角度α(alpha)，预定角度α介于在5°至10°之间。

参照图3，成型部分36在径向内端部44与径向外端部45之间径向地延伸。类似地，结构臂35在径向内端部48与径向外端部49之间径向地延伸。成型部分36和结构臂35当然具有相同的径向高度。

有利地，定子轮叶34和气动构件33是实心的。

如图4中可以看到，径向内平台46从径向内护罩31的环形径向内边缘87轴向地延伸。特别地，如图3所示，平台47从径向内边缘向上游延伸。该径向内平台46包括两个沿周向方向相对的周向侧面59以及相对于径向内边缘87轴向地偏移的上游缘部60。有利地，上游缘部60沿平行于径向内边缘87的方向延伸。径向内平台46还包括承载第一耐磨材料层80的径向内表面79。耐磨材料在与转子(低压压缩机的最后一排可动轮叶)接触同时与转子提供密封时容易分解且易碎。耐磨材料包括金属材料或非金属材料。该第一层80沿周向方向延伸跨过径向内平台的整个横向宽度。

径向外平台47也从径向外护罩32的径向外边缘78轴向地延伸。类似地，如图3所示，平台47从径向外边缘向上游延伸。径向外平台47包括两个相对的周向侧面61，这两个周向侧面通过上游缘部62连接。该径向外平台平行于径向外边缘78。

径向内平台46和径向外平台47与径向内护罩31和径向外护罩32是整体式的。成型部分36的径向内端部44被固定至径向内平台46，成型部分36的径向外端部45被固定至径向外平台47。换句话说，成型部分36在径向内平台与径向外平台之间径向地延伸。如图4所示，结构臂35的径向内端部和径向外端部的一部分分别被固定至径向内平台和径向外平台。

特别地，参照图3，径向内端部44被固定至径向内护罩31，径向外端部45被固定至径向外护罩32。结构臂35还包括被固定至径向内平台46的径向内端部48以及被固定至径向外平台47的径向外端部49。

气动构件33之间的定子轮叶34被添加在中间壳体22上。在本说明书中，术语“添加在……上”是指与中间壳体分离的并且以与中间壳体不同的方式生产的部件(在这种情况下，是定子轮叶)。在这种情况下，定子轮叶与中间壳体的其余部件分开制造。然后，将这些定子轮叶添加在中间壳体上并固定。为此，每个定子轮叶34的径向内端部38被固定至第一平台95，该第一平台沿周向方向在角度部分上延伸(参见图3、图11)。类似地，每个定子轮叶的径向外端部39被固定至第二平台96，该第二平台沿周向方向在角度部分上延伸(如图3、图10所示)。第一平台和第二平台被添加在中间壳体22(特别是护罩)上并且分别等距地固定至中间壳体。定子轮叶34与第一平台95和第二平台96是整体式的，以形成至少一个被(周向地)添加在两个气动构件33之间的整流组件。六个定子轮叶34各自在第一平台95与第二平台96之间径向地延伸。这些定子轮叶34有利地具有相同的轴向弦。

一般而言，中间壳体22包括围绕纵向轴线规则地分布的约六个气动构件33以及也围绕纵向轴线(以及在气动构件33之间周向地)安装的至少约四十个定子轮叶34。

如在图4中可以看到，径向内平台46和径向外平台47形成凹口97，该凹口旨在分别接纳第一平台95和第二平台96。凹口97分别由护罩32的(径向外)边缘78与相邻的径向外平台47的间隔开且沿周向方向面向彼此的两个侧面61、和护罩31的(径向内)边缘87与相邻的径向内平台46的间隔开且沿周向方向面向彼此的两个侧面59界定。边缘78、87和两个侧面61、59都是U形的。

第二平台96包括下游边缘94，该下游边缘抵靠径向外护罩32的径向外边缘78。第二平台的每个周向端部98抵接沿周向相邻的径向外平台47的侧面61。第二平台96还包括上游边缘99(与下游边缘94轴向相对)，该上游边缘与径向外平台47的上游缘部62具有表面连续性。换句话说，第二平台96的沿纵向轴线的长度基本上等于径向外平台47的长度。

第一平台95包括下游边缘100(参见图10)，该下游边缘抵靠径向内护罩的边缘87。第一平台95的每个周向端部101抵靠沿周向相邻的径向内平台46的侧面59。第一平台95还具有径向内表面117，该径向内表面还包括第二耐磨材料层118，该耐磨材料包括例如金属材料或非金属材料。第二耐磨材料层118沿周向方向与相邻的径向内平台的第一耐磨材料层80对准。第一材料层80的第一缘部60与相邻的第二材料层118的第二缘部120具有表面连续性。第一材料层80和第二材料层118沿径向轴线具有相同的厚度，沿纵向轴线具有相同的长度，并且在横向上具有相同的宽度。

在图6中，第二平台96经由固定构件67附接至径向外护罩。径向外护罩32包括环形径向壁25(参见图2、图8、图9)，该径向壁从径向外护罩32的上表面63(参见图2)径向向外延伸。径向壁25的轴向横截面大致为T形，具有两个相对的径向延伸支腿(被称为下部分支64和上部分支65)和轴向支腿66。下部分支64连接至径向外护罩，径向向外延伸的上部分支65旨在连接至涡轮机的固定结构。

在示例性实施例中，第二平台96包括突片102(如图3所示的四个突片)，这些突片从第二平台96的径向外表面103径向向外延伸。每个突片102具有大致U形的轴向横截面，该轴向横截面具有两个分支(在下文中称为第一分支104和第二分支105)和底部106。肋部107将每个突片的底部连接至第二平台96。肋部107也连接至第一分支104。在安装情况下，肋部107沿周向方向位于突片的中间区域中。第一分支104被限定在与限定底部的平面具有大约75°的张开角度的平面中。相反，底部106的平面与第二支腿105形成大约90°的角度(直角)。第一支腿104从径向外表面103上升。底部106与径向外护罩的径向壁的下部分支64接触。第二支腿105与径向壁的轴向支腿66邻接并通过固定构件67固定至径向壁的轴向支腿66。在安装情况下，第二分支105的平面平行于限定轴向支腿66的平面。类似地，突片的底部106的平面也平行于下部分支64的平面。

第二分支105包括开口(未示出)，该开口沿平行于径向轴线的轴线在两侧上穿过该第二分支。该开口旨在面向通孔123(在图6中以虚线示出其中一个通孔)，轴向支腿66包括该通孔。轴向支腿66包括多个通孔123，这些通孔的轴线基本上平行于径向轴线。每个开口和对应的通孔123旨在与固定构件配合，并且沿周向方向规则地分布。固定构件67可以形成螺纹连接，并且可以是螺钉、螺柱、螺母或螺栓类型的。可以看到穿过每个通孔123和开口的螺钉70，以及螺母124，该螺母将第二分支105夹在轴向支腿66上。螺母124有利地但不限于铆接螺母。在螺钉70的头部71与径向外护罩的径向壁的轴向支腿66之间布置有垫圈72。此处的固定被认为是径向固定。

参照图7，第一平台95还经由与上述(螺钉、螺栓、螺母、螺柱、螺栓或实现容易安装和/或拆卸的任何元件)基本类似的固定构件67附接至中间壳体。第一平台包括从其下游端82延伸的基座109。第一平台和基座在此具有大致V形的轴向横截面。基座109在此具有大致T形的轴向横截面，该轴向横截面具有上游分支83、下游分支84和径向支腿85。下游分支84沿纵向轴线延伸并且包括下游端86，该下游端旨在接合被限定在径向内护罩31的径向平面中的环形轴环89。下游分支84旨在径向地朝向径向内护罩31的环形区域88的周向面的外部布置。上游分支83也轴向地延伸。至于径向支腿85，该径向支腿旨在支承抵靠在环形区域88上，该环形区域被限定在垂直于纵向轴线的平面中。环形区域包括多个钻孔90(参见图4)，这些钻孔围绕纵向轴线规则地布置。每个钻孔90具有基本上平行于纵向轴线的轴线。在该实施例中(如图4所示)，存在四个钻孔。

径向支腿85包括沿纵向轴线X在两侧上穿过其的孔93(参见图8)。每个孔旨在与环形区域88中的钻孔90配合，并且接纳与插入件配合的螺钉。在螺钉头71与径向支腿85之间设置有垫圈72。至少一个加强件91也在基座的径向内表面79与第一平台95的径向内表面117之间延伸，以为第一平台提供刚性。多个加强件(图3中为12个)围绕纵向轴线规则地分布。每个加强件具有大致三角形的轴向截面，该轴向截面具有沿周向方向在两侧上穿过其的开口92(在安装情况下)，从而不影响涡轮机的质量。

图8和图9中示出了整流组件的另一实施例。特别地，第二平台96借助于径向附接凸缘130被添加在中间壳体22上并固定至中间壳体。该径向附接凸缘一方面从第二平台96的径向外表面103径向地延伸，另一方面沿周向方向在第二平台96的整个外周上延伸。径向附接凸缘130具有大致L形的轴向横截面，该轴向横截面具有第一轴向壁131和第二径向壁132。第一轴向壁131从第二平台96的径向外表面103延伸。第二径向壁132沿径向轴线从第一轴向壁131的一端延伸。第二径向壁132具有支承表面(垂直于纵向轴线)，该支承表面旨在支承(平面对平面)抵靠径向外护罩32的径向壁25的下部分支64，如图9所示。这使得整流组件能够更好地定位在中间壳体22上。第二径向壁具有比下部分支64低的高度。因此，该第二径向壁恰好终止于径向壁25的轴向支腿66的下方。孔口68在两侧上穿过径向壁25并且围绕纵向轴线规则地布置。这些孔口68各自具有基本上平行于纵向轴线的轴线。径向附接凸缘130包括在两侧穿过其的轴向钻孔133。在图8中，孔口68和轴向钻孔133分别彼此相对。这些孔口和轴向钻孔旨在与提供轴向固定的固定构件67配合。在所示的示例中，与插入件配合的螺钉被插入至轴向钻孔133和对应的孔口中。在螺钉头71与第二径向壁132之间装配有垫圈72。

第一平台95以与图7所示类似的方式被固定至径向内护罩31。此处的固定是轴向固定，并且将第一平台轴向锁定至中间壳体22。

在图10和图11所示的另一实施例中，整流组件被添加在径向内护罩31和径向外护罩32上并固定至径向内护罩和径向外护罩。径向附接凸缘130包括轴向钻孔133，这些轴向钻孔在两侧穿过该径向附接凸缘并且与径向壁25中的孔口68配合。固定构件67(螺钉、插入件、垫圈)使得能够固定附接凸缘130和径向壁25。该实施例与前述实施例的不同之处在于，第一平台和第二平台包括第一槽135和第二槽136，该第一槽和第二槽旨在分别接纳被添加在其上的定子轮叶34的径向内端部38和径向外端部39。特别地，每个第一槽135和每个第二槽136沿径向轴线在两侧分别穿过平台95、96。这些第一槽135和第二槽136也围绕纵向轴线规则地分布。每个定子轮叶34的径向外端部38通过头部平台(或抵接平台)137固定，该头部平台(或抵接平台)具有大于槽的尺寸。这些槽具有与叶片互补的形状。更具体地，该尺寸等于或稍大于(约+0.2mm)定子轮叶34的叶片37的尺寸，以允许叶片穿过。头部平台137被置于第二平台96的径向外表面103上。有利地但非限制性地，头部平台137被焊接至第二平台96。

相对于叶片37的径向内端部38，这些叶片与至少一个锁定装置139配合，以将这些叶片保持在第一平台95上。为此，每个径向内端部38包括开口138，叶片在两侧横向地穿过该开口。每个开口138在基本上平行于纵向轴线的方向上具有椭圆形或细长形状。如可以在图11中更详细地看到，锁定装置139包括紧固件140，该紧固件被插入到至少一个开口138中，使得能够将径向内端部径向地锁定至第一平台95。每个紧固件140具有与开口的轴向横截面基本上互补的横截面。在图11中，紧固件140滑动到两个相邻的定子轮叶开口138中。锁定装置139还包括杆141和抵接件142，杆141的一端是自由的，另一端连接至抵接件142。抵接件142还在轮叶的两个径向内端部之间横向地延伸，以使这两个径向内端部相对于彼此保持就位。

图12至图14示出了中间壳体的另一实施例。可以看到气动构件33与径向内护罩和径向外护罩是整体式的(制成一体件)。第一平台95和第二平台96也与径向内护罩和径向外护罩是整体式的。有利地，中间壳体(具有整体式的护罩和气动构件)通过铸造制成。第一平台95和第二平台96在两个气动构件33之间是连续的。第一平台和第二平台分别包括第一槽135’和第二槽136’，该第一槽和第二槽旨在接纳定子轮叶34的径向内端部和径向外端部。槽135’、136’在两侧径向地延伸穿过第一平台95和第二平台96的壁。定子轮叶34被添加在该第一平台和第二平台上。定子轮叶34与第一平台95和第二平台96以及中间壳体的其余构件分开制造。特别地，每个定子轮叶34径向地滑入第一平台95的第一槽135’中且朝向相应的第二槽136’。在这种情况下，每个定子轮叶的径向内端部38配备有抵接平台(或根部平台)137’(如图13清晰示出)，该抵接平台(或根部平台)抵靠在第一平台95的径向内表面上。径向外端部各自附接至第二平台96。有利地，但非限制性地，通过焊接实现径向内端部的附接。每个抵接平台137’也被焊接至第一平台95。在此，中间壳体由多个整体式角扇区形成。可替代地，中间壳体可以形成为包括径向内护罩31(具有由材料制成的第一平台95)和径向外护罩32(具有由材料制成的第二平台96)的单个轮。这种配置通过只对损坏的一个或多个定子轮叶进行干预而便于维护壳体，从而降低维护和制造零件的成本。

参照图9和图14，压缩机壳体21在径向壁25处被固定至中间壳体22。压缩机壳体21包括底壁122，该底壁被限定在包含径向轴线的平面中。该底壁122旨在被固定至径向壁25，特别是被固定至上部分支65。轴向支腿66使得压缩机壳体能够以中间壳体22的径向壁25为中心。底壁122在轴向支腿66的上方径向地延伸。底壁包括用于使固定构件在轴向支腿66上穿过的孔口。

Claims

1.用于具有纵向轴线X的涡轮机(1)的环形中间壳体(22)，特别是用于飞行器的环形中间壳体，气动空气流旨在至少部分地流通通过所述中间壳体，所述中间壳体(22)包括：

-环形的径向内护罩(31)，

-环形的径向外护罩(32)，

-至少一个定子轮叶(34)，所述定子轮叶基本上沿着径向轴线Z延伸，所述定子轮叶(34)包括具有前缘(42)和后缘(43)的叶片(37)，以及

-至少一个气动构件(33)，所述气动构件由结构臂(35)形成，所述结构臂至少部分地在所述径向内护罩(31)与所述径向外护罩(32)之间径向地延伸，

其特征在于，所述定子轮叶在第一平台(95)与第二平台(96)之间延伸，所述气动构件(33)包括前缘(51)，所述气动构件的前缘在垂直于所述纵向轴线X的平面(P)中与所述定子轮叶(34)的前缘(42)对准，所述气动构件(33)的前缘(51)由沿气动空气流的流通方向定位在所述结构臂(35)的上游的成型部分(36)支承，所述成型部分(36)和所述结构臂(35)是整体式的，所述气动构件(33)与所述径向内护罩(31)和所述径向外护罩(32)是整体式的，所述中间壳体(22)包括至少两个围绕所述纵向轴线X沿周向方向间隔开的气动构件(33)以及被添加在两个气动构件(33)之间的整流组件，所述整流组件包括第一平台(95)、第二平台(96)和多个定子轮叶(34)，所述多个定子轮叶在所述第一平台与所述第二平台(95，96)之间径向地延伸并且沿所述周向方向规则地分布，所述多个定子轮叶(34)的每个前缘(42)在垂直于所述纵向轴线X的平面(P)中与所述气动构件的前缘(51)对准。

2.根据前一项权利要求所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述成型部分(36)在径向内平台(46)与径向外平台(47)之间径向地延伸，所述径向内平台和所述径向外平台分别与所述径向内护罩(31)和所述径向外护罩(32)是整体式的，并且所述径向内平台(46)具有支承第一耐磨材料层(80)的径向内表面(79)。

3.根据前一项权利要求所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述第一平台(95)和所述第二平台(96)分别被添加在所述径向内护罩(31)和所述径向外护罩(32)上并分别被固定至所述径向内护罩和所述径向外护罩，所述第一平台(95)具有支承第二耐磨材料层(118)的径向内表面(117)，所述第二耐磨材料层(118)沿所述周向方向与所述第一耐磨材料层(80)对准。

4.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述第一平台(95)包括基座(109)，所述基座通过至少一个提供轴向固定的固定构件(67)固定至所述径向内护罩(31)的环形区域(88)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述第二平台(96)经由至少一个固定构件固定至所述径向外护罩(32)的从径向外表面(63)径向向外延伸的径向壁(25)。

6.根据前一项权利要求所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述第二平台(96)具有突片(102)，所述突片各自从所述第二平台的径向外表面(103)延伸，每个突片(102)通过提供径向固定的固定构件(67)固定至所述径向壁(25)的轴向支腿(66)。

7.根据权利要求6所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述第二平台(96)包括径向附接凸缘(130)，所述径向附接凸缘从所述第二平台的径向外表面(103)径向向外延伸，并且沿所述周向方向在所述第二平台的整个外周上延伸，所述径向附接凸缘(130)通过提供轴向固定的固定构件(67)固定至所述径向壁(25)的沿所述径向轴线延伸的下部分支(64)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述整流组件是整体式的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述气动构件的前缘(51)位于与所述成型部分(36)和所述结构臂(35)之间的相交区域相距一轴向距离(Dx)处，并且所述相交区域沿所述周向方向的厚度(e1)基本上等于所述成型部分(36)的主转矩的三倍。

10.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述定子轮叶(34)具有在所述定子轮叶的前缘(42)与所述定子轮叶的后缘(43)之间测量得到的轴向弦(Cx)，并且所述成型部分(36)的在所述气动构件(33)的前缘(51)与相交区域之间测量得到的轴向长度基本上等于所述轴向弦(Cx)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述中间壳体通过铸造或增材制造制成。

12.用于具有纵向轴线X的涡轮机(1)的环形中间壳体(22)，特别是用于飞行器的环形中间壳体，气动空气流旨在至少部分地流通通过所述中间壳体，所述中间壳体(22)包括：

-环形的径向内护罩(31)，

-环形的径向外护罩(32)，

其特征在于，所述定子轮叶在第一平台(95)与第二平台(96)之间延伸，所述气动构件(33)包括前缘(51)，所述气动构件的前缘在垂直于所述纵向轴线X的平面(P)中与所述定子轮叶(34)的前缘(42)对准，所述气动构件(33)的前缘(51)由沿气动空气流的流通方向布置在所述结构臂(35)的上游的成型部分(36)支承，所述成型部分(36)和所述结构臂(35)是整体式的，所述气动构件(33)与所述径向内护罩(31)和所述径向外护罩(32)是整体式的，所述第一平台(95)与所述径向内护罩(31)是整体式的，所述第二平台(96)与所述径向外护罩(32)是整体式的，所述第一平台和所述第二平台(95，96)各自包括多个槽(135，135’，136，136’)，所述槽的形状与所述定子轮叶(34)的叶片(37)互补，所述定子轮叶围绕所述纵向轴线X规则地分布，每个定子轮叶(34)包括径向内端部(38)和径向外端部，所述径向内端部被接纳在所述第一平台(95)的对应的第一槽(135，135’)中，所述径向外端部被接纳在所述第二平台(96)的对应的第二槽(136，136’)中。

13.根据前一项权利要求所述的中间壳体(22)，其特征在于，所述径向外端部或所述径向内端部中的每一个被固定至径向地朝向所述第一平台或所述第二平台(95，96)的外部设置的抵接平台(137，137’)，并且所述径向内端部或所述径向外端部中的每一个的径向相对的另一个被锁定或固定至所述第一平台或所述第二平台。

14.根据前一项权利要求所述的中间壳体(22)，其特征在于，通过锁定装置(139)或焊接实现所述锁定或固定。

15.具有纵向轴线X的双流式涡轮机(1)，特别是用于飞行器的双流式涡轮机，所述双流式涡轮机包括：

-至少一个风扇(2)，所述风扇产生空气流并且包括由具有纵向轴线X的毂部(30)承载的至少一环形排的风扇轮叶(2b)，

-分流器鼻部(17)，所述分流器鼻部位于该排风扇轮叶(2b)的下游，将空气流分成在环形主流道(14)中流通的主流以及在环形次级流道(15)中流通的次级流，

-至少一个压缩机(4，5)，所述压缩机被布置在所述主流道的入口的下游并且包括可动轮叶(4a)的环形排和导向轮叶(4b)的环形排，所述主流道由所述分流器鼻部(17)的环形边缘形成，以及

-至少一个根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机中间壳体(22)，所述中间壳体(22)包括多个定子轮叶(34)，所述多个定子轮叶围绕所述纵向轴线X分布，以对离开所述压缩机的最后一排可动轮叶(4a)的空气流进行整流。