ОСЕВАЯ ТУРБОМАШИНА Российский патент 2019 года по МПК F01D9/04 F01D11/00 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к ступени статора осевой турбомашины. Точнее, настоящее изобретение относится к креплению между бандажом и лопаткой статора осевой турбомашины. Настоящее изобретение относится к осевой турбомашине, снабженной лопаткой статора.

Уровень техники

[0002] Турбомашина обеспечивает механическую работу в результате потоков газа, которые проходят через нее. Эти потоки направляются корпусами и рядом внутренних бандажей. Внутренние бандажи, как правило, соединены с корпусом турбомашины с помощью лопаток статора. Лопатки содержат внутренние концы с крепежными частями, к которым присоединяются бандажи. Известно, например, закрепление бандажа к кольцевому ряду лопаток с помощью удерживающего штифта.

[0003] В документе ЕР 2735707 А1 раскрывается выпрямительное устройство компрессора осевой турбомашины. Выпрямительное устройство содержит наружный корпус, кольцевой ряд лопаток, которые проходят в радиальном направлении от корпуса, и внутренний бандаж, соединенный с внутренними концами лопаток. Каждый из этих концов лопатки содержит удерживающий зацеп, в который входит удерживающий штифт. Штифт и зацепы встроены в слой истираемого материала, который наносят на внутреннюю сторону лопатки, что позволяет удерживать бандаж. Удерживание, предусмотренное этой конструкцией, является эффективным; в частности, оно устойчивое к случаям забора воздуха. Однако, необходим дополнительный удерживающий штифт, что увеличивает затраты на сборку и делает более тяжелым выпрямительное устройство. В контексте разделенного на сегменты бандажа, бандаж может наклонятся относительно штифта. Таким образом, истираемый материал, который окружает штифт в области штифта, подвергается интенсивному давлению и может повредиться.

Изложение сущности изобретения

Техническая проблема

[0004] Целью настоящего изобретения является решение по меньшей мере одной из проблем, существующих на уровне техники. Точнее, цель изобретения заключается в улучшении закрепления между лопаткой и стенкой. Также, цель изобретения состоит в том, чтобы уменьшить затраты на сборку статора со стенкой, соединенной с лопатками, при этом улучшая закрепление и оптимизируя распределение усилий между лопаткой и стенкой.

Техническое решение

[0005] Изобретение относится к статору осевой турбомашины, в частности, компрессора, при этом статор содержит: стенку, которая является круглой или выполнена в виде дуги окружности, при этом стенка содержит направляющую поверхность, предназначенную для направления потока турбомашины; круглый или полукруглый ряд лопаток статора, при этом по меньшей мере одна из лопаток статора содержит лопасть, предназначенную для прохождения в радиальном направлении в потоке от направляющей поверхности, и крепежную часть, которая проходит от направляющей поверхности, радиально противоположной лопасти; при этом примечательно то, что крепежная часть лопатки содержит решетку, которую закрепляют к стенке, чтобы прикрепить лопатку к стенке при помощи решетки.

[0006] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка представляет собой трехмерную решетку с переплетающимися штифтами, которые соединены друг с другом так, чтобы образовывать сетки, при этом решетка содержит несколько сеток по толщине и/или по длине лопасти, и/или в радиальном направлении.

[0007] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения по меньшей мере одна лопатка содержит переднюю кромку, заднюю кромку, выпуклую поверхность и вогнутую поверхность, при этом выпуклая поверхность и вогнутая поверхность проходят от передней кромки к задней кромке; а решетка проходит от передней кромки к задней кромке лопасти и от выпуклой поверхности к вогнутой поверхности.

[0008] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения стенка представляет собой внутренний бандаж или сегмент внутреннего бандажа, предпочтительно внутренний бандаж и/или стенку выполняют из композиционного материала с органической матрицей.

[0009] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения стенка содержит по меньшей мере одно отверстие, в котором расположена крепежная часть, предпочтительно решетка проходит в радиальном направлении за пределами отверстия, более предпочтительно решетка радиально отдалена от отверстия.

[0010] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения стенка является цельной с решеткой и ее выполняют с помощью материала, который заполняет решетку.

[0011] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения статор содержит уплотнительное соединение, которое расположено на стенке, радиально противоположной направляющей поверхности, при этом решетка по меньшей мере частично закреплена в радиальной толщине соединения, при этом соединение необязательно содержит матрицу и шарики, которые находятся в контакте с решеткой.

[0012] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения соединение содержит слой истираемого материала, предназначенный для взаимодействия посредством истирания с ротором турбомашины, при этом решетку по меньшей мере частично располагают в радиальной толщине слоя истираемого материала, при этом слой истираемого материала необязательно содержит кремниевый материал.

[0013] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка проходит по большей части осевой длины стенки и/или радиальной высоты стенки.

[0014] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения лопасть содержит твердое тело, которое проходит по большей части ее радиальной высоты, предпочтительно, по меньшей мере по всей ее радиальной высоте.

[0015] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка имеет компактность, которая составляет менее 60%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 10%.

[0016] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения крепежная часть представляет собой первую крепежную часть, и решетка представляет собой первую решетку, стенка является первой стенкой, при этом по меньшей мере одна лопатка дополнительно содержит вторую крепежную часть со второй решеткой, которая радиально противоположна первой решетке по отношению к лопасти, и которая закрепляется во второй стенке, являющейся концентричной с первой стенкой.

[0017] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения лопатка содержит фиксирующую платформу, необязательно с фиксирующим валом, расположенным радиально противоположно решетке по отношению к лопасти; предпочтительно, статор содержит наружный корпус, при этом платформа прикреплена к наружному корпусу.

[0018] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения лопасть, решетка и необязательно фиксирующая платформа являются цельными и выполнены с помощью технологии послойного аддитивного наращивания, предпочтительно на основе титанового порошка.

[0019] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения направляющая поверхность находится радиально на высоте между лопастью и крепежной частью.

[0020] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения по меньшей мере одна или каждая крепежная часть соединена с лопастью.

[0021] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения стенка содержит осевую половину выше по потоку и осевую половину ниже по потоку, при этом решетка предпочтительно находится на расстоянии в осевом направлении от одной из осевых половин, необязательно на расстоянии от половины выше по потоку.

[0022] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения стенка может быть кольцевой или, как правило, цилиндрической, или образовывать часть кольцевого ряда или трубчатую часть.

[0023] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения крепежная часть содержит сеть каналов, которая проходит через крепежную часть и решетку, необязательно в осевом направлении и/или сбоку.

[0024] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка содержит регулярную сетку; или сетка является нерегулярной, необязательно сетка становится более плотной в направлении, радиально противоположном лопасти, или становится более плотной в области передней кромки или задней кромки.

[0025] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетку и стенку выполняют из различных материалов.

[0026] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетку заполняют полимерным материалом, таким как эластомерная смола.

[0027] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка содержит по меньшей мере один штифт, который проходит по большей части, предпочтительно по всей длине или ширине лопатки.

[0028] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка содержит по меньшей мере два набора, предпочтительно по меньшей мере три набора параллельных штифтов, при этом каждый набор содержит штифты, которые перпендикулярны к штифтам других наборов.

[0029] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка содержит по меньшей мере четыре набора параллельных штифтов, при этом каждый набор содержит штифты, которые ориентированы на 60° по отношению к штифтам других наборов.

[0030] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка проходит по большей части, предпочтительно по всей осевой длине и/или толщине лопасти.

[0031] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения решетка, в незакрепленном состоянии по отношению к бандажу, является в основном пустой, предпочтительно пустой на 75%, более предпочтительно пустой на 90%.

[0032] Под компактностью решетки подразумевается соотношение между объемом, который заполнен материалом, образующим решетку, и суммарным объемом, в котором расположена решетка.

[0033] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения длина решетки в осевом направлении меньше, чем длина отверстия или каждого отверстия.

[0034] Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения лопасть или каждая крепежная часть образует радиальный штабель.

[0035] Изобретение также относится к турбомашине, содержащей статор, примечательной тем, что статор выполнен согласно изобретению, при этом стенка необязательно содержит осевую половину выше по потоку и осевую половину ниже по потоку, предпочтительно решетка находится на расстоянии в осевом направлении от одной из осевых половин, необязательно на расстоянии от половины выше по потоку.

Предусмотренные преимущества

[0036] Изобретение обеспечивает устойчивость закрепления между лопаткой и подлежащей улучшению стенкой. Изобретение увеличивает и распределяет контактную поверхность между крепежной частью и стенкой; необязательно с помощью соединения так, чтобы расположенные под углом и асимметричные бандажи как на первом выпрямительном устройстве, так и на последнем выпрямительном устройстве были более устойчивыми. Решетка распределяет усилия между лопаткой и стенкой. Ее компактность, которая меньше компактности лопасти, уменьшает массу статора.

[0037] Решетка образует зону уменьшенной жесткости в лопатке, она более гибкая и может поглощать, замедлять энергию удара, ограничивая энергию, передаваемую к стенке. Штифты могут быть отклонены относительно радиального направления для обеспечения радиального направления решетки и дополнительно уменьшения энергии, передаваемой в случае радиальной отрывающей силы. Таким образом, удерживание и крепление становятся более надежными.

[0038] Использование решетки совместимо с установкой стенки или соединения на крепежных частях. Это решение уменьшает затраты на сборку за счет определенной прочности удерживания.

Краткое описание графических материалов

[0039] На фиг. 1 изображена осевая турбомашина в соответствии с изобретением.

[0040] На фиг. 2 схематически показан компрессор турбомашины в соответствии с изобретением.

[0041] На фиг. 3 показано поперечное сечение статора турбомашины в соответствии с изобретением при рассмотрении в профиль.

[0042] На фиг. 4 показано поперечное сечение части статора турбомашины в соответствии с изобретением при рассмотрении в осевом направлении.

Описание вариантов осуществления изобретения

[0043] В следующем описании термины "внутренний" или "расположенный внутри" или "внешний" или "наружный" относятся к положению относительно оси вращения осевой турбомашины.

[0044] На фиг. 1 упрощенным образом изображена осевая турбомашина. В этом конкретном примере она является двухконтурным турбореактором. Турбореактор 2 содержит первую ступень сжатия, так называемый компрессор 4 низкого давления, вторую ступень сжатия, так называемый компрессор 6 высокого давления, камеру 8 сгорания и одну или несколько ступеней 10 турбины. Во время работы механическая мощность турбины 10, передаваемая через центральный вал на ротор 12, приводит в движение два компрессора 4 и 6. Понижающие средства могут повышать частоту вращения, сообщаемую компрессорам. В качестве альтернативы, каждая из различных ступеней турбины может соединяться со ступенями компрессоров с помощью соосных валов. Они содержат несколько рядов лопаток ротора, соединенных рядами лопаток статора. Таким образом, вращение ротора вокруг его оси 14 вращения обеспечивает создание потока воздуха и постепенное сжатие до его входа в камеру 8 сгорания.

[0045] Приточный вентилятор, как правило, называемый вентилятором или нагнетателем 16, соединен с ротором 12 и создает поток воздуха, который разделяется на первичный поток 28, который проходит через разные вышеупомянутые ступени турбомашины, и вторичный поток 20, который проходит через кольцевой канал (показан частично) по длине машины, чтобы затем снова соединиться с первичным потоком на выходе турбины. Вторичный поток можно ускорить, чтобы вызвать реакцию. Первичный поток 18 и вторичный поток 20 являются кольцевыми потоками, они направляются корпусом турбомашины. С этой целью в корпусе предусмотрены круглые стенки или бандажи, которые могут быть внутренними или наружными.

[0046] На фиг. 2 показан вид в разрезе компрессора осевой турбомашины 2, такой, как показана на фиг. 1. Компрессор может быть компрессором 4 низкого давления. Есть возможность увидеть в нем часть вентилятора 16 и разделительное сопло 22 первичного потока 18 и вторичного потока 20. Ротор 12 содержит несколько рядов лопаток 24 ротора, в данном случае три.

[0047] Компрессор 4 может содержать несколько выпрямительных устройств, в данном случае четыре, каждое из которых содержит ряд лопаток 26 статора. Выпрямительные устройства соединены с вентилятором 16 или с рядом лопаток 24 ротора, чтобы выпрямлять поток воздуха с целью преобразования скорости потока в давление.

[0048] Компрессор содержит статор 28, необязательно с наружным корпусом 30, который образует перегородку, которая поддерживает разделительное сопло 22. Перегородка поддерживает выпрямительные устройства и кольцевые слои истираемых материалов, расположенных между выпрямительными устройствами. Наружный корпус 30 может быть круглым или кольцевым, и/или образован с помощью полубандажей. Его можно выполнять из композиционного материала, содержащего органическую матрицу. Лопатки 26 статора по существу проходят в радиальном направлении от перегородки наружного корпуса 30, и могут прикрепляться на том месте с помощью сквозного вала 32.

[0049] Статор 28 содержит по меньшей мере одну стенку 34, предпочтительно несколько стенок, таких как внутренние бандажи 34, соединенные с внутренними концами лопаток 26 статора с помощью крепежных частей. Стенка 34 и наружный корпус 30 являются соосными. Крепежная часть по меньшей мере одной лопатки 26 статора содержит решетку 36, предпочтительно каждая лопатка ряда лопаток 26 статора содержит крепежную часть с решеткой 36, более предпочтительно каждая лопатка 26 статора по меньшей мере одного компрессора 4 турбомашины содержит крепежную часть, имеющую решетку 36. Одну или каждую решетку 36 можно закрепить или припаять к стенке 34 и/или к внутреннему бандажу 34.

[0050] Статор 28 может содержать по меньшей мере одно соединение 38, которое соединено со стенкой 34 или каждой стенкой 34. Одна или каждая решетка 36 может входить в соединение 38 для закрепления в том месте и образования крепления между лопаткой 26 статора и соединением 38, и следовательно, между лопаткой 26 статора и соединенной стенкой 34. Показанный статор 28 представляет собой статор компрессора, но изобретение может быть использовано с тем же успехом для статора турбины или для статора нагнетателя турбомашины.

[0051] На фиг.3 показан статор 28. В данном документе представляется возможность увидеть внутренний бандаж, который соединен с наружным корпусом 30 с помощью лопатки 26 статора, при этом решетка 36 лопатки размещена в соединении 38.

[0052] Лопатка или каждая лопатка 26 содержит несколько радиальных частей, включая лопасть 40, которая проходит в радиальном направлении в потоке и по меньшей мере одну крепежную часть 42. Лопатка 26 может необязательно содержать фиксирующую платформу 44, которая образует опору конструкции в сборке. Платформа 44 может быть прикреплена к наружному корпусу 30 с помощью ее фиксирующего вала 32 и крепежного болта 46, или иметь отверстия, которые совпадают с отверстиями наружного корпуса. Она может быть пластиной, которая имеет прямоугольную форму или форму параллелограмма, и может ограничиваться в осевом направлении кольцевыми слоями 48 истираемого материала, расположенными выше по потоку и ниже по потоку. Платформа 44 может быть прижата к наружному корпусу 30 и/или может плотно прилегать к наружному корпусу 30, необязательно по большей части его длины. Лопатка содержит переднюю кромку 50, соединенную с задней кромкой 52 с помощью выпуклой поверхности to вогнутой поверхности. Лопатка 26 может быть искривлена во внутрь, изогнута.

[0053] Стенка 34 может быть внутренним бандажом 34. Стенка может содержать направляющую поверхность 54 для направления или разграничения потока, например, первичного потока 18 турбомашины. Как правило, эта поверхность является кольцевой, необязательно по существу цилиндрической, и может быть разбита на сегменты под углом. Она проходит по всей длине лопасти 40 и может проходить за пределами в направлении выше по потоку и ниже по потоку.

[0054] Стенка 34 может содержать по меньшей мере одно отверстие 56 или ряд отверстий 56, при этом каждое отверстие 56 принимает крепежную часть 42 для лопатки 26 для прикрепления ее, в частности, посредством закрепления. Это крепление можно осуществить разными способами, например, с помощью штифта. Пространство между отверстием 56, через которое проходит лопатка 26, и лопастью 40 может быть закрыто с помощью кремниевого валика 58 с целью предотвращения протечек. Крепежная часть 42 может содержать гладкую часть для взаимодействия с валиком 58, при этом решетка радиально углублена по отношению к валику 58 и/или отверстию 56. Лопасть 40 может проходить радиально по отношению к наружной стороне от стенки 34, от отверстия 56. В качестве альтернативы, стенка может содержать углубления, в которых закреплены решетки.

[0055] Стенка может содержать перемычку с профилем, который образовывается посредством вращения вокруг оси 14 вращения, в виде перевернутой "U" осевой частью, такой как муфта, проходящей в радиальном направлении и разграниченной в осевом направлении радиальными частями. Перемычка может разграничивать внутреннее кольцевое пространство. Стенка 34 может быть выполнена из металла или композиционного материала с органической матрицей для уменьшения массы, при этом оптимизируя жесткость. Стенка 34 может быть круглой или образовывать дугу окружности. Она может быть сегментом бандажа, другими словами, быть в виде углового сектора круга. В этом случае, статор образует круг в результате нескольких сегментов, которые размещены конец к концу.

[0056] Статор 28 может содержать кольцевое или полукольцевое уплотнительное соединение 38, расположенное на стенке 34, противоположное лопасти 40 по отношению к направляющей поверхности 54. Это соединение 38 можно расположить в кольцевом пространстве перемычки стенки 34, и оно может заполнить это пространство. Оно может окружать концы лопаток 26 или лопастей 40 и может входить в одну или каждую крепежную часть 42. Соединение 38 может представлять собой эластомерный материал, который образует матрицу, такую как кремний. Оно может быть кольцевым слоем истираемого материала, который может разрушиться в случае контакта с ротором. Оно может содержать матрицу и частицы, такие как шарики, для улучшения неустойчивого характера соединения. Эти шарики могут взаимодействовать с решеткой и быть выполненными для улучшения закрепления.

[0057] Одна или каждая решетка 36 может образовывать внутренний конец, кончик лопатки 26. Одна или каждая решетка 36 может содержать штифты 60, соединенные друг с другом. Они могут быть выпрямленными или искривленными. Их можно соединить друг с другом в их точках пересечения. Штифты 60 могут образовывать в своих точках пересечения узлы, которые необязательно объединены в их поперечные сечения. Решетка может быть цельной.

[0058] Одна или каждая решетка 36 может быть плоской и/или образована по скошенной поверхности, например, параллельной в радиальном направлении выпуклой поверхности или вогнутой поверхности. Она может быть по существу двумерной, имея, например, плоские сетки, которые образуются с помощью ее штифтов 60. Одна или каждая решетка может быть трехмерной и иметь многогранные сетки, края которых образованы штифтами 60. Сетки могут представлять собой тетраэдры и/или кубы. Ее штифты 60 могут быть расположены по меньшей мере в соответствии с тремя направлениями, например, перпендикулярными друг к другу. Штифты 60 могут образовывать наборы штифтов 60, которые имеют те же направления и/или те же кривизны.

[0059] Одна или каждая решетка 36 может проходить в радиальном направлении лопасти 40. Она может проходить между передней кромкой 50 и задней кромкой 52, необязательно она проходит за пределами этих кромок. Она может проходить по большей части, предпочтительно по всей хорде лопасти 40 в области направляющей поверхности 54. Одна или каждая решетка 36 может образовывать несколько сеток по лопасти 40, предпочтительно по меньшей мере десять сеток, более предпочтительно по меньшей мере пятьдесят сеток. Одна или каждая решетка 36 может проходить по большей части осевой длины стенки 34. Осевое направление решетки 36 обеспечивает наклонение стенки 34 относительно лопатки 26, подлежащей ограничению, которое может происходить в случае короткой длины стенки по окружности. По меньшей мере один штифт 60 или набор штифтов 60 может проходить по большей части, необязательно по всей осевой части лопасти 40 и/или крепежной части 42.

[0060] Одна или каждая решетка 36 может иметь нерегулярную разнородную сетку. Сетки могут становится более плотными по направлению к лопасти 40, и необязательно в области передней кромки 50 и задней кромки 52, например, для увеличения усилий, которые могут передавать штифты 60 решетки 36 в случае забора воздуха. Штифты 60 могут увеличиваться в количестве и/или становится более тонкими по направлению к внутренней стороне. Компактность каждой решетки 36 составляет менее 90%, предпочтительно менее 50%, более предпочтительно менее 5%. Компактность может удваиваться от одного конца к другому. Она может изменяться на 10%, предпочтительно на 30%. В качестве альтернативы, сетка может быть постоянной, однородной, необязательно в определенном месте.

[0061] Одна или каждая решетка 36 может быть закреплена в соединении 38 и/или в самом материале, который образует стенку 34 и направляющую поверхность 54. Решетка 36 встроена в материал соединения 38, при этом штифты 60 сливаются в соединении 38. Соединение 38 входит в сетки решетки и занимает сетки решетки для их заполнения. Таким образом, соединение 38 полностью заполняет пространство, которое решетка не захватывает с помощью своих штифтов. Все эти свойства соединения могут переноситься на материал стенки. Соединение 38 может быть установлено на стенке или даже выступать за ее пределами. Решетка 36 может проходить по большей части толщины профиля соединения 36, так как он образован посредством вращения. Данная глубина закрепления в соединении улучшает удерживание и эффект впаивания.

[0062] На фиг. 4 показана часть статора 28 турбомашины. Показан ряд лопаток 26 статора, которые прикрепляют стенку 34 к другой стенке 30 с помощью решеток 36, которые неподвижно соединены с соединением 38.

[0063] Ряд лопаток может быть кольцевым или полукольцевым рядом, другими словами, который описывает угловой сектор круга. Платформы 44 могут быть в контакте друг с другом в результате своих боковых кромок для размещения лопаток 26, и, следовательно, стенки 34. По меньшей мере одна или каждая решетка 36 может проходить радиально в направлении толщины лопасти 40, при этом толщину следует понимать в соответствии с окружностью. По меньшей мере одна или каждая решетка 36 может удлинять аэродинамический профиль лопасти 40 в области направляющей поверхности 54, необязательно воспроизводя изогнутый вид профиля.

[0064] По меньшей мере одна или каждая решетка 36 может образовывать несколько сеток по толщине лопасти 40, например, по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере пять, более предпочтительно по меньшей мере десять сеток. По меньшей мере одна или каждая сетка 36 может содержать, радиально в области своей максимальной толщины, несколько штифтов, которые проходят в основном в осевом направлении. Решетка 36 может быть шире, чем лопасть 40 и уже, чем соединенное отверстие 56.

[0065] Высота по меньшей мере одной или каждой решетки 36 может быть больше максимальной толщины лопасти 40, предпочтительно больше по меньшей мере в три раза. По меньшей мере одна или каждая решетка 36 радиально может находиться на расстоянии от соединенного отверстия 56 и/или внутренней поверхности соединения 38. По меньшей мере одна или каждая решетка 36 может иметь общую оболочку, чьи поверхности расположены под углом по отношению к выпуклой поверхности 62 и вогнутой поверхности 64 соединенной лопатки в области направляющей поверхности 54.

[0066] Наличие фиксирующих платформ 44 полностью необязательно, поскольку каждая лопатка может содержать две решетки для прикрепления к двум стенкам. По меньшей мере одна или каждая лопатка 26 ряда может содержать первую внутреннюю крепежную часть, которую закрепляют посредством ее первой решетки к внутреннему бандажу 34, и вторую наружную крепежную часть, которую закрепляют посредством второй решетки к наружному корпусу 30. Решетки разделены лопастью, каждую из них можно закреплять в толщине перемычки наружного корпуса, в частности, при впаивании.

[0067] По меньшей мере одна или каждая лопатка 26, в частности, ее лопасть 40, ее решетка 36 и необязательно ее платформа 44, или ее лопасть и ее решетки являются цельными и могут быть получены посредством технологии послойного аддитивного наращивания. Их можно получать посредством технологии на основе титанового порошка или полимера для образования цельной сборки. Лопатка может образовывать цельный элемент со смешанной структурой, которая содержит твердую лопасть и частично пустую решетку.

[0068] Лопатку можно выполнить в виде ряда лопаток, по меньшей мере с одной или несколькими лопатками, имеющими крепежную решетку и необязательно другие средства для крепления на той же радиальной стороне, что и решетки на других лопатках. В данном альтернативном варианте осуществления ряд лопаток может иметь общую платформу с несколькими лопастями.

Осевая турбомашина содержит компрессор со статором, включающий стенку, а также круглый или полукруглый ряд лопаток статора. Стенка выполнена круглой или в виде дуги окружности и содержит направляющую поверхность, предназначенную для направления потока турбомашины. Ряд лопаток статора включает лопатку статора, содержащую лопасть, проходящую в радиальном направлении в потоке от направляющей поверхности, и крепежную часть, проходящую от направляющей поверхности в направлении, радиально противоположном лопасти. Крепежная часть лопатки содержит решетку, прикрепленную к стенке для прикрепления лопатки к стенке с помощью решетки. Решетка представляет собой трехмерную решетку с переплетающимися стержнями, соединенными друг с другом для образования сеток. Решетка содержит несколько сеток по толщине и длине лопасти, и в радиальном направлении. Изобретение позволяет снизить массу статора компрессора осевой турбомашины. 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Осевая турбомашина (2) с компрессором (4, 6), при этом компрессор (4, 6) имеет статор (28), содержащий:

- стенку (34), которая является круглой или выполнена в виде дуги окружности, при этом стенка (34) содержит направляющую поверхность (54), предназначенную для направления потока (18, 20) турбомашины;

- круглый или полукруглый ряд лопаток (26) статора, при этом по меньшей мере одна из лопаток (26) статора содержит лопасть (40), предназначенную для прохождения в радиальном направлении в потоке от направляющей поверхности (54), и крепежную часть (42), которая проходит от направляющей поверхности (54) в направлении, радиально противоположном лопасти (40);

отличающаяся тем, что

крепежная часть (42) лопатки содержит решетку (36), которая прикреплена к стенке (34) для прикрепления лопатки (26) к стенке (34) с помощью решетки (36), где решетка (36) представляет собой трехмерную решетку с переплетающимися стержнями (60), соединенными друг с другом для образования сеток, при этом решетка (36) содержит несколько сеток по толщине и длине лопасти (42), и в радиальном направлении.

2. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна лопатка (26) содержит переднюю кромку (50), заднюю кромку (52), выпуклую поверхность (62) и вогнутую поверхность (64), при этом выпуклая поверхность и вогнутая поверхность проходят от передней кромки к задней кромке; при этом решетка (36) проходит от передней кромки к задней кромке лопасти (40) и от выпуклой поверхности к вогнутой поверхности.

3. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что стенка (34) представляет собой внутренний кожух (34) или сегмент внутреннего кожуха (34).

4. Осевая турбомашина (2) по п. 3, отличающаяся тем, что внутренний кожух (34) и/или стенка (34) выполнены из композиционного материала с органической матрицей.

5. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что стенка (34) содержит по меньшей мере одно отверстие (56), в котором расположена крепежная часть (42), при этом решетка (36) проходит в радиальном направлении за пределами отверстия (56).

6. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что стенка (34) представляет собой цельную деталь и выполнена из материала, который заполняет решетку (36).

7. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит уплотнительное соединение (38), расположенное на стенке (34), радиально противоположной направляющей поверхности (54), при этом решетка (36) по меньшей мере частично закреплена в радиальной толщине соединения (38).

8. Осевая турбомашина (2) по п. 7, отличающаяся тем, что соединение (38) содержит слой истираемого материала, предназначенный для взаимодействия посредством истирания с ротором (12) турбомашины (2), при этом решетка (36) по меньшей мере частично расположена в радиальной толщине слоя истираемого материала.

9. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что решетка (36) проходит по большей части осевой длины стенки (34) и/или радиальной высоты стенки (34).

10. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что лопасть (40) содержит твердое тело, которое проходит по большей части ее радиальной высоты.

11. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что решетка (36) имеет коэффициент компактности, который составляет менее 60%.

12. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что крепежная часть (42) представляет собой первую крепежную часть, и решетка (36) представляет собой первую решетку, стенка является первой стенкой, при этом по меньшей мере одна лопатка дополнительно содержит вторую крепежную часть со второй решеткой, которая радиально противоположна первой решетке по отношению к лопасти, и которая закреплена во второй стенке, являющейся соосной с первой стенкой.

13. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что лопатка (26) содержит фиксирующую платформу (44); при этом статор (28) содержит наружный корпус (30), при этом платформа (44) прикреплена к наружному корпусу (30).

14. Осевая турбомашина (2) по п. 13, отличающаяся тем, что лопатка (26) содержит фиксирующую платформу (44) с фиксирующим валом (32), расположенным радиально противоположно решетке (36) по отношению к лопасти (40).

15. Осевая турбомашина (2) по п. 1, отличающаяся тем, что лопасть (40), решетка (36) и фиксирующая платформа (44) являются цельными и выполнены с помощью технологии послойного аддитивного наращивания.

16. Осевая турбомашина (2) по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что стенка (34) содержит осевую половину выше по потоку и осевую половину ниже по потоку, при этом решетка находится на расстоянии в осевом направлении от половины выше по потоку.