RU2017104235A - Статорная лопатка турбины из керамического матричного композита - Google Patents

Статорная лопатка турбины из керамического матричного композита Download PDF

Info

Publication number
RU2017104235A
RU2017104235A RU2017104235A RU2017104235A RU2017104235A RU 2017104235 A RU2017104235 A RU 2017104235A RU 2017104235 A RU2017104235 A RU 2017104235A RU 2017104235 A RU2017104235 A RU 2017104235A RU 2017104235 A RU2017104235 A RU 2017104235A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
outer rim
rim portion
pen
section
portion extending
Prior art date
Application number
RU2017104235A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2666263C2 (ru
RU2017104235A3 (ru
Inventor
Фумиаки ВАТАНАБЕ
Original Assignee
АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН filed Critical АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН
Publication of RU2017104235A3 publication Critical patent/RU2017104235A3/ru
Publication of RU2017104235A publication Critical patent/RU2017104235A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2666263C2 publication Critical patent/RU2666263C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/005—Selecting particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/284—Selection of ceramic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/121—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the leading edge of a stator vane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/122—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the trailing edge of a stator vane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/125—Fluid guiding means, e.g. vanes related to the tip of a stator vane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F05D2300/6033—Ceramic matrix composites [CMC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Claims (26)

1. Статорная лопатка, расположенная вокруг оси для образования сопла турбины, содержащая:
перо, удлиненное в радиальном направлении относительно оси;
внешний ободной участок, продолжающий внешний конец пера и изогнутый в периферийном направлении относительно оси;
первый крюковой участок, продолжающий передний конец в аксиальном направлении внешнего ободного участка и изогнутый наружу в радиальном направлении;
второй крюковой участок, продолжающий задний конец в аксиальном направлении внешнего ободного участка и изогнутый наружу в радиальном направлении;
внутренний ободной участок, продолжающий внутренний конец пера и изогнутый в периферийном направлении;
фланцевый участок, продолжающий конец в аксиальном направлении внутреннего ободного участка и изогнутый внутрь в радиальном направлении; и
усиливающую волоконную ткань, продолжающуюся через перо, внешний ободной участок, первый крюковой участок, второй крюковой участок, внутренний ободной участок и фланцевый участок, и выполненную за одно целое с керамикой.
2. Статорная лопатка по п.1, дополнительно содержащая:
вырез, продолжающийся от входной кромки в аксиальном направлении пера до переднего конца внешнего обода.
3. Статорная лопатка по п.2, в которой конец внешнего ободного участка, противоположный переднему концу, имеет форму ответную вырезу, посредством чего статорная лопатка входит в тесный контакт с внешним ободным участком смежной статорной лопатки.
4. Статорная лопатка по п.2 или 3, в которой поверхность, образованная вырезом, наклонно пересекает входную кромку пера и внешний ободной участок, посредством чего поверхность ослабляет концентрацию напряжений от входной кромки к внешнему ободному участку.
5. Способ изготовления статорной лопатки, расположенной вокруг оси для образования сопла турбины, включающий в себя этапы, на которых:
удлиняют усиливающую волоконную ткань в радиальном направлении относительно оси для образования пера;
изгибают внешний конец пера в периферийном направлении относительно оси для образования внешнего ободного участка, продолжающего перо;
изгибают передний конец в аксиальном направлении внешнего ободного участка наружу в радиальном направлении для образования первого крюкового участка, продолжающего внешний ободной участок;
изгибают задний конец в аксиальном направлении внешнего ободного участка наружу в радиальном направлении для образования второго крюкового участка, продолжающего внешний ободной участок;
изгибают усиливающую волоконную ткань на внутреннем конце пера в периферийном направлении для образования внутреннего ободного участка, продолжающего перо;
изгибают конец в аксиальном направлении внутреннего ободного участка внутрь в радиальном направлении для образования фланцевого участка, продолжающего внутренний ободной участок; и
выполняют за одно целое усиливающую волоконную ткань с керамикой для обеспечения непрерывности усиливающей волоконной ткани через перо, внешний ободной участок, первый крюковой участок, второй крюковой участок, внутренний ободной участок и фланцевый участок.
6. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
осуществляют механическую обработку керамики, выполненной за одно целое с усиливающей волоконной тканью, для образования выреза, продолжающегося от входной кромки в аксиальном направлении пера до переднего конца внешнего обода.
7. Способ по п.6, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
осуществляют механическую обработку керамики, выполненной за одно целое с усиливающей волоконной тканью, для образования заднего конца внешнего ободного участка в форме ответной вырезу.
8. Способ по п.6 или 7, дополнительно включающий в себя этап, на котором:
осуществляют механическую обработку керамики, выполненной за одно целое с усиливающей волоконной тканью, для выполнения поверхности, образованной посредством выреза, наклонно пересекающей как входную кромку пера, так и внешний ободной участок, посредством чего поверхность ослабляет концентрацию напряжений от входной кромки к внешнему ободному участку.
RU2017104235A 2014-07-14 2015-06-29 Статорная лопатка и способ ее изготовления RU2666263C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014143919A JP6372210B2 (ja) 2014-07-14 2014-07-14 セラミックス基複合材料よりなるタービン静翼
JP2014-143919 2014-07-14
PCT/JP2015/068627 WO2016009817A1 (ja) 2014-07-14 2015-06-29 セラミックス基複合材料よりなるタービン静翼

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104235A3 RU2017104235A3 (ru) 2018-08-15
RU2017104235A true RU2017104235A (ru) 2018-08-15
RU2666263C2 RU2666263C2 (ru) 2018-09-06

Family

ID=55078315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104235A RU2666263C2 (ru) 2014-07-14 2015-06-29 Статорная лопатка и способ ее изготовления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10577953B2 (ru)
EP (1) EP3124750B1 (ru)
JP (1) JP6372210B2 (ru)
CN (1) CN106232943B (ru)
CA (1) CA2945602C (ru)
RU (1) RU2666263C2 (ru)
WO (1) WO2016009817A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6763157B2 (ja) * 2016-03-11 2020-09-30 株式会社Ihi タービンノズル
US10443625B2 (en) 2016-09-21 2019-10-15 General Electric Company Airfoil singlets
US10415399B2 (en) 2017-08-30 2019-09-17 United Technologies Corporation Composite stator with integral platforms for gas turbine engines
ES2828719T3 (es) * 2017-11-09 2021-05-27 MTU Aero Engines AG Disposición de sellado para una turbomáquina, método para la fabricación de una disposición de sellado y turbomáquina
FR3074518B1 (fr) 2017-12-05 2020-01-03 Safran Aircraft Engines Liaison entre un distributeur en composite a matrice ceramique et un support metallique d'une turbine de turbomachine
US10724387B2 (en) * 2018-11-08 2020-07-28 Raytheon Technologies Corporation Continuation of a shear tube through a vane platform for structural support
EP3686398B1 (en) * 2019-01-28 2023-05-03 Ansaldo Energia Switzerland AG Seal assembly for a gas turbine
US11162372B2 (en) 2019-12-04 2021-11-02 Rolls-Royce Plc Turbine vane doublet with ceramic matrix composite material construction
FR3109402B1 (fr) * 2020-04-15 2022-07-15 Safran Aircraft Engines Turbine pour une turbomachine

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2664647B1 (fr) 1990-07-12 1994-08-26 Europ Propulsion Distributeur, notamment pour turbine, a aubes fixes en materiau composite thermostructural, et procede de fabrication.
JPH0776523B2 (ja) * 1991-07-24 1995-08-16 株式会社東芝 タービンノズル
JP4060981B2 (ja) * 1998-04-08 2008-03-12 本田技研工業株式会社 ガスタービンの静翼構造体及びそのユニット
US6464456B2 (en) 2001-03-07 2002-10-15 General Electric Company Turbine vane assembly including a low ductility vane
JP3978766B2 (ja) 2001-11-12 2007-09-19 株式会社Ｉｈｉ バンド部付きセラミックス基複合部材とその製造方法
US6821087B2 (en) 2002-01-21 2004-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Flow-rectifying member and its unit and method for producing flow-rectifying member
JP3831265B2 (ja) * 2002-01-21 2006-10-11 本田技研工業株式会社 静翼構造体の製造方法
US6648597B1 (en) 2002-05-31 2003-11-18 Siemens Westinghouse Power Corporation Ceramic matrix composite turbine vane
US9068464B2 (en) 2002-09-17 2015-06-30 Siemens Energy, Inc. Method of joining ceramic parts and articles so formed
JP2004197622A (ja) 2002-12-17 2004-07-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd タービン圧縮機静翼
US7581924B2 (en) * 2006-07-27 2009-09-01 Siemens Energy, Inc. Turbine vanes with airfoil-proximate cooling seam
FR2943942B1 (fr) * 2009-04-06 2016-01-29 Snecma Procede de fabrication d'une aube de turbomachine en materiau composite
FR2946999B1 (fr) * 2009-06-18 2019-08-09 Safran Aircraft Engines Element de distributeur de turbine en cmc, procede pour sa fabrication, et distributeur et turbine a gaz l'incorporant.
FR2953885B1 (fr) * 2009-12-14 2012-02-10 Snecma Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication
JP2012172575A (ja) 2011-02-21 2012-09-10 Ihi Corp 静翼列部
JP6174839B2 (ja) 2011-10-14 2017-08-02 株式会社Ihi セラミックス基複合部材およびその製造方法
FR2981602B1 (fr) * 2011-10-25 2017-02-17 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine et turbine ou compresseur incorporant un distributeur ou un redresseur forme de tels secteurs
JP6035826B2 (ja) 2012-04-10 2016-11-30 株式会社Ihi タービン翼として用いるセラミックス基複合部材およびその製造方法
FR3012064B1 (fr) 2013-10-23 2016-07-29 Snecma Preforme fibreuse pour aube creuse de turbomachine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016009817A1 (ja) 2016-01-21
EP3124750A1 (en) 2017-02-01
US20170009593A1 (en) 2017-01-12
CN106232943B (zh) 2017-12-05
CA2945602C (en) 2018-03-20
JP6372210B2 (ja) 2018-08-15
CA2945602A1 (en) 2016-01-21
EP3124750A4 (en) 2017-12-06
JP2016020643A (ja) 2016-02-04
EP3124750B1 (en) 2018-12-19
US10577953B2 (en) 2020-03-03
RU2666263C2 (ru) 2018-09-06
CN106232943A (zh) 2016-12-14
RU2017104235A3 (ru) 2018-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017104235A (ru) Статорная лопатка турбины из керамического матричного композита
JP2014139436A5 (ru)
RU2017109261A (ru) Самоусиленный корпус, состоящий из композиционного материала с органической матрицей
EP2784272A3 (en) A gas turbine seal segment formed of ceramic matrix composite material
EP2998510A3 (en) Composite airfoil for a gas turbine engine
WO2014197119A3 (en) Rotors with modulus mistuned airfoils
RU2012120919A (ru) Центробежное рабочее колесо и турбомашина
FR2975123B1 (fr) Rotor de turbomachine comprenant des aubes en materiau composite avec talon rapporte
EP2631434A3 (en) Low-ductility turbine shroud
RU2015122163A (ru) Лопатка турбомашины, соответствующая турбомашина и способ изготовления турбинной лопатки
JP2015524030A (ja) 複合タービンエンジンブレード用金属構造補強材
BR112013031756A2 (pt) peça de motor de turbina que forma um estator de compressor ou um bocal de turbina, e método de fabricação da mesma
EP2599962A3 (en) Detuned vane airfoil assembly
WO2013060977A3 (fr) Procede de fabrication d'un secteur de distributeur de turbine ou redresseur de compresseur en materiau composite pour turbomachine
RU2014134328A (ru) Оболочковая форма для изготовления элементов с лопатками авиационной турбомашины с использованием технологии формовки по восковой модели и содержащая экраны, которые образуют накопители тепла
JP2015528540A5 (ru)
RU2015112393A (ru) Корпус из композиционного материала для компрессора осевой турбомашины
RU2015101483A (ru) Способ съема припуска на балансировку турбинного колеса
RU2013111160A (ru) Система, содержащая рабочую лопатку (варианты )
RU2011143863A (ru) Вращающийся входной обтекатель для турбомашины, содержащий эксцентрично расположенную концевую часть
RU2014118768A (ru) Лопатка статора турбомашины, содержащая выпуклый участок
JP2015078689A5 (ru)
EP2781694A3 (en) A composite vane
JP2013139770A5 (ru)
RU2014121327A (ru) Корпус из композитного материала с металлическим крепежным фланцем компрессора осевой турбомашины