專利名稱：渦輪機機艙的內壁的制作方法
技術領域：
本發明涉及渦輪機機艙的內壁，其中所述渦輪機例如為飛機渦輪螺旋槳發動機或 渦輪噴氣發動機。
背景技術：
通常，任何機艙內壁均包括外環形風扇殼體，該風扇殼體包圍渦輪機風扇葉片并 適于在其中緊固有包圍風扇葉片的環形的耐磨材料層。風扇殼體在其下游端具有緊固到渦 輪機中間殼體的環形法蘭，并在其上游端具有緊固到環下游端的環形法蘭，其中環的上游 端連接到用于將機艙內外壁連接到一起的橫向環形分隔部。特別地，橫向分隔部可用于強 化機艙并提供阻燃功能。內環形隔音結構布置在風扇葉片上游以減少葉片在操作中所產生聲波的傳播。隔 音結構位于風扇殼體耐磨層的上游并從耐磨層沿軸向延伸。在現有技術中，為了安裝單件隔音結構，所述結構在其下游端附近緊固到前述的 環上，并在其上游端緊固到機艙的空氣吸入唇。已經提出通過將多個結構聲學板組裝到一起而形成環形結構的建議。然而，在板 之間的連接區域構成存在聲阻突變的區域，由此使該結構的隔音性能顯著惡化。這樣，隔音 結構優選地由單一的大致柱形板制成，其從風扇殼體的耐磨層沿軸向延伸到機艙的空氣吸入唇。然而，此技術存在許多缺點。為了維護目的，有必要移除柱形板以移除空氣吸入 唇，而且花費相對較長時間。而且，板是結構性的，適于在空氣吸入唇與中間殼體之間傳力， 結果其相對較重。而且其昂貴并制作復雜。最后，將風扇殼體連接到環的法蘭就位在與風 扇葉片分開一短的軸向距離之處，且他們在風扇葉片破損的情況下可能暴露于強力沖擊和 高程度機械應力。
發明內容
本發明的具體目的在于，針對這些缺點中的至少一些提供簡單、有效、和便宜的解 決方案。為此，本發明提供一種用于渦輪機機艙的內壁，所述內壁包括用于包圍風扇葉片 的外環形風扇殼體，所述風扇殼體在其上游端處包括一法蘭用以緊固到與其共軸對準的環 上；和用于從所述風扇葉片向上游延伸的內環形隔音結構，所述內壁的特征在于所述風 扇殼體大致延伸至所述隔音結構的上游端，所述風扇殼體的上游法蘭鄰近于所述隔音結構 的上游端就位。根據本發明，將內殼體連接到環的法蘭與隔音結構的上游端錯開。法蘭與風扇葉 片的軸向距離因而相對較大，由此限制法蘭在風扇葉片破損情況下破裂的風險。由于此法 蘭不暴露于在葉片破損情況下的過度的沖擊或應力，因而其可具有小于現有技術中的尺寸 和重量。而且，用于將法蘭緊固到環的裝置可更輕、更簡單，并沿圓周具有更少數量這可通過使風扇殼體沿軸向伸長而實現，此時風扇殼體從中間殼體延伸至空氣吸入唇此殼體因而 用于強化機艙內壁且本身足以在空氣吸入唇與中間殼體之間傳力。由此，可使用隔音結構， 其為非結構性的并由此更便宜且制作更簡單。還可削減或實際上省略現有技術的橫向分隔 部，這是由于通過風扇殼體提供的額外強化所致。風扇殼體優選地為單一件，并由諸如復合 材料這樣的高強輕質材料制成。所述隔音結構可通過例如粘接、熔焊、硬焊、鉚接或螺紋緊固而緊固到所述風扇殼 體上。可選地，隔音結構可被可松脫地緊固到風扇殼體上以更易于在損壞情況下將其更換。所述環優選在其上游端通過例如鉚接緊固到所述機艙的空氣吸入唇上。本發明使 得更易于拆卸空氣吸入唇，因為不必在執行此操作時移除隔音結構。所述風扇殼體的法蘭緊固到所述環的下游法蘭上，這些法蘭優選相對于所述渦輪 機的縱軸大致沿徑向或沿軸向延伸。當這些法蘭沿徑向時，他們的接合面可與所述隔音結構的上游端大致對準。在一 變例中，此接合面就位在與從所述隔音結構的上游端的上游或下游與所述上游端分開一距 離之處。所述隔音結構從所述風扇殼體的上游端沿軸向延伸經過所述殼體的軸向尺寸的 僅一部分。所述隔音結構可通過單件的或分段的聲學環形板形成。本發明還提供一種渦輪機，例如飛機渦輪螺旋槳發動機或渦輪噴氣發動機，其包 括機艙，所述機艙具有如前具體所述類型的內壁。
通過閱讀以下利用非限制性示例方式并參照附圖進行的描述，本發明可被更好地 理解，且本發明的其他細節、特征和優點將變得更加清楚，其中圖1是用于安裝單件聲學結構的現有技術渦輪機的空氣吸入口和風扇的局部示 意性軸向截面半視圖；圖2是本發明的渦輪機的空氣吸入口和風扇的局部示意性軸向截面圖；圖3是用于將風扇殼體緊固到本發明機艙內壁環的裝置的局部示意性軸向截面 圖；圖4至6是對應于圖3的圖，它們顯示出用于將殼體緊固到環的裝置的各變化實 施例。
具體實施例方式首先參見圖1，其為飛機引擎的局部示意性軸向截面半視圖，其中飛機引擎包括包 圍渦輪噴氣發動機12的機艙10，渦輪噴氣發動機12在其上游端包括風扇14，風扇14在機 艙10內旋轉，并產生流動于機艙與渦輪噴氣發動機之間所形成的環形管道16中的次級流， 且傳輸由引擎產生的一部分沖力。渦輪噴氣發動機12還包括在風扇14下游的壓縮機18，接合機艙10的一部分空氣 穿過壓縮機18并被稱為主流。機艙10包括兩個環形壁20、22，這兩個環形壁20、22大致為柱形，并相互疊套地延伸，且在它們上游端通過環形空氣吸入唇M被連接到一起，環形空氣吸入唇M的截面為圓 滑或曲形構形并沿上游方向凸出。機艙內壁20包括大致柱形的外風扇殼體沈，風扇殼體沈包圍風扇14并在其縱向 端處包括環形緊固法蘭觀、30。風扇殼體沈的下游法蘭觀通過螺母-螺栓類型的裝置緊 固到包圍渦輪機壓縮機18的中間殼體32的上游環形法蘭，風扇殼體沈的上游法蘭30通 過螺母-螺栓類型的裝置緊固到軸向尺寸小于風扇殼體軸向尺寸的環34的下游環形法蘭。 此環34的上游端被連接到增強和傳力橫向環形分隔部36的內周邊，增強和傳力橫向環形 分隔部36在其外周邊連接到機艙的外壁22上。環形耐磨材料層38緊固到風扇殼體沈的內柱形表面并包圍風扇葉片。此層在殼 體沈的中間或中部部分上沿軸向延伸。此層38的軸向尺寸基本上等于風扇葉片14的最 大軸向尺寸。隔音板40、42也緊固到風扇殼體沈并緊固到環34，且處于耐磨層38的上游 和下游。下游隔音板40通過其下游端部分緊固到風扇殼體沈的內柱形表面上。它們位于 耐磨層38的下游沿軸向延伸處。單件的柱形上游隔音板42在其上游端緊固到空氣吸入唇24，并且在其下游端鄰 近處緊固到環34的內柱形表面。此板42是結構性的，其將唇M剛性地連接到環34上。此 板的下游端部分接合于風扇殼體26的上游端中，并且從其耐磨層38沿軸向延伸。在此構造中，風扇殼體沈具有的軸向尺寸小于上游板42的軸向尺寸，例如，其等 于大約風扇葉片軸向尺寸的兩倍或三倍。此技術存在多個如前所述的缺點。本發明通過使風扇殼體向上游沿軸向伸長并與由此使將所述風扇殼體連接到環 的法蘭沿上游方向錯開而使這些問題至少部分地得以解決。在圖2中所示實施例中，風扇殼體126大致延伸到上游板142的上游端，并由此呈 現出其軸向尺寸大于所述板的軸向尺寸。在一示例中，此軸向尺寸等于風扇葉片114軸向 尺寸的五倍或六倍，因而約為現有技術的兩倍長。風扇殼體1 優選地形成為單一件，且其可由復合材料制成。通過舉例，其為在申 請FR 07/53449中所述的類型。殼體1 優選地呈現出局部包圍風扇葉片114的額外厚度 143，以在此區域中增強殼體。如現有技術中那樣，殼體1 的下游端包括法蘭128，用于緊固到中間殼體132上。 殼體1 在其上游端還包括環形法蘭130，用于緊固到環134的下游環形法蘭144上，環134 的上游端利用例如鉚釘緊固到空氣吸入唇124的內周邊。風扇殼體126因而用于將力從空氣吸入唇IM傳到中間殼體132。現有技術的橫向分隔部36不再必要，可以省略。上游隔音板142與現有技術的不同之處在于，其為非結構性的，因而重量較輕。不 再需要將其緊固到環上。上游隔音板142通過例如熔焊、硬焊、粘接、鉚接、螺紋緊固等方式 緊固到風扇殼體126的內表面。板142可形成為單一件，或者其可以是分段的。下游板140和耐磨層138與現有技術中大致相同。在所述示例中，環134包括 大致柱形的緊固到空氣吸入唇124的上游端部分，和向下游展開的大致截錐形的下游端部 分，且下游端部分在其下游端包括用于緊固到風扇殼體1 上的法蘭144。板142的上游端 接合于環134的截錐形部分中，并與所述部分形狀互補。板142的內柱形表面與由環134的上游柱形部分限定的內柱形表面對準。風扇殼體1 和環134的法蘭130、144相對于引 擎縱軸A大致沿徑向延伸。圖3至6顯示出用于將風扇殼體上游端緊固到連接到空氣吸入唇的環的裝置的其 他變化實施例。在圖3中，環234為柱形，并在其上游端具有法蘭M4，用于緊固到風扇殼體2 的 法蘭230上。在各法蘭之間的接合面與隔音板M2的上游端對準，此板的內表面與環的內 表面沿軸向對準。在圖4的變例中，環與圖3的環大致相同。風扇殼體3 包括大致截錐形的上游 端部分，其向上游朝向渦輪機軸線會聚；并在其上游端承載用于緊固到環334的法蘭344上 的法蘭330。板342在其上游端呈現出與殼體形狀互補的形狀，且其內柱形表面與風扇殼體 326的上游端部分的內周邊對準。圖5中所示的變例與圖2的緊固裝置的不同之處在于，風扇殼體426的法蘭430 與環434的法蘭444的接合面從隔音板442的上游端沿軸向進一步向下游伸展。在圖6中所示變化實施例中，用于在風扇殼體526與環534之間緊固的法蘭530、 544相對于渦輪機縱軸大致沿軸向且非徑向延伸。環534大致為柱形形狀，并在其下游端被 風扇殼體526的上游軸向法蘭530覆蓋。板M2的內柱形表面與環534的內表面對準。
權利要求
1.一種用于渦輪機(112)的機艙(110)的內壁(120)，所述內壁包括用于包圍風扇 葉片(114)的外環形風扇殼體(1 )，所述風扇殼體(126)在其上游端處包括法蘭(130) 用以緊固與其共軸對準的環(134)；和用于從所述風扇葉片向上游延伸的內環形隔音結構 (142)，所述內壁的特征在于所述風扇殼體(126)大致延伸至所述隔音結構(142)的上游 端，所述風扇殼體的上游法蘭鄰近于所述隔音結構的上游端就位。
2.如權利要求1所述的內壁，其特征在于，所述隔音結構(142)通過例如粘接、熔焊、硬 焊、鉚接或螺紋緊固而緊固到所述風扇殼體(126)上。
3.如權利要求1或2所述的內壁，其特征在于，所述環(134)的上游端通過例如鉚接緊 固到所述機艙的空氣吸入唇(124)上。
4.如前述權利要求中任何一項所述的內壁，其特征在于，所述風扇殼體(1 )的法蘭 (130)緊固到所述環(134)的法蘭上，這些法蘭相對于所述渦輪機的縱軸大致沿徑向或軸 向延伸。
5.如權利要求4所述的內壁，其特征在于，所述法蘭(130)的接合面與所述隔音結構 (142)的上游端大致沿徑向對準。
6.如權利要求4所述的內壁，其特征在于，所述法蘭(130)的接合面就位在從所述隔音 結構(142)的上游端的上游或下游與所述上游端相距一定距離之處。
7.如前述權利要求中任何一項所述的內壁，其特征在于，所述隔音結構(142)從所述 風扇殼體(126)的上游端沿軸向延伸經過所述殼體的軸向尺寸的僅一部分。
8.如前述權利要求中任何一項所述的內壁，其特征在于，所述隔音結構(142)由單件 的或分段的聲學環形板形成。
9.如前述權利要求中任何一項所述的內壁，其特征在于，所述風扇殼體(1 )由復合 材料制成。
10.一種渦輪機(112)，例如飛機渦輪螺旋槳發動機或渦輪噴氣發動機，其特征在于， 其包括機艙(110)，所述機艙具有如前述權利要求中任何一項所述的內壁(120)。
全文摘要
一種用于渦輪機機艙的內壁，所述內壁包括包圍風扇葉片的外環形風扇殼體(126)，所述風扇殼體(126)在其上游端處包括法蘭(130)用以緊固與其沿軸向對準的環(134)；和從所述風扇葉片向上游延伸的內環形隔音結構(142)，所述風扇殼體(126)大致延伸至所述隔音結構(142)的上游端，使得所述風扇殼體的上游法蘭鄰近于所述隔音結構的上游端就位。
文檔編號F01D25/24GK102124197SQ200980131737
公開日2011年7月13日 申請日期2009年7月15日 優先權日2008年8月13日
發明者喬治斯·吉恩·澤維爾·里烏, 飛利浦·維賽奧 申請人:斯奈克瑪