环形涡轮发动机定子部分以及包括该部分的定子

摘要

涡轮机定子的环形部分，其包括结构支撑由填充有微珠的树脂形成的耐磨涂层(14)，锁控亚层确保耐磨涂层粘结由长纤维的纤维股所形成的结构支撑，当耐磨涂层固定于结构支撑时，其周缘部分(12A、12B)固定到结构支撑和其中心部分(12C)嵌入在微珠填充的树脂中。(10)，该结构支撑提供有接连的锁控亚层(12)和

权利要求

1.环形涡轮发动机定子部分，其包括结构支撑(10)，该结构支撑提供有接连的粘合底层(12)和由填充有微珠的树脂形成的耐磨涂层(14)，定子部分的特征在于：通过由长纤维制造的纤维加强形成用于将所述耐磨涂层固定到所述结构支撑的所述粘合底层，当所述结构支撑是基于金属合金时，该纤维加强只有加强的周缘部分(12A、12B)通过环氧树脂粘性地粘合所述结构支撑，或者当所述结构支撑是基于复合材料时，该纤维加强只有加强的周缘部分(12A、12B)与制备所述结构支撑时的所述结构支撑共固化。

2.根据权利要求1所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：所述纤维加强包括二维长纤维织物的一个或多个并置股。

3.根据权利要求2所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：所述纤维加强包括玻璃纤维或任何其它长纤维加强的非浸渍的2D织物股。

4.根据权利要求2所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：所述纤维加强包括用玻璃纤维的2D织物或任何其它长纤维加强在它们的周缘至少部分地预浸渍的多个股。

5.根据权利要求1所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：所述填充有微珠的树脂是聚硅氧烷树脂或环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：所述微珠是中空的玻璃或耐火材料的微珠。

7.根据权利要求1所述的环形涡轮发动机定子部分，其特征在于：通过热喷涂、注射、模塑或实际上涂布的沉积，所述耐磨涂层固定于所述结构支撑，通过这种方式以浸渍所述纤维加强和所述结构支撑。

8.一种涡轮发动机定子，其包括根据权利要求1所述的环形涡轮发动机定子部分。

说明书

环形涡轮发动机定子部分以及包括该部分的定子

技术领域

[0001] 本发明涉及涡轮发动机领域，特别地涉及环形涡轮发动机定子部分以及包括该部分的定子。

背景技术

[0002] 本发明涉及提供有耐磨涂层的涡轮发动机定子壁，并且特别地用在航空发动机中，诸如风扇保持壳体或低压压气机壳体。

[0003] 这种壳体可以由多个接触壁扇体组成，该多个接触壁扇体一起围绕由燃烧气体驱动旋转的旋转叶片。壁也可以包括封闭结构或由两个半外壳组成。为了确保几乎没有间隙地进行运转，和由此为了确保涡轮发动机在消耗和效率方面提供所要求的性能，旋转叶片需要接触壳体上所设置的耐磨涂层。通常，耐磨涂层由基于树脂的材料构成，该树脂填充有包含由耐火材料所制造的中孔微珠类型的产生孔的试剂，并且通常地，通过模塑或者例如，通过热喷涂在待要被保护的表面上的物理沉积形成涂层。

[0004] 不幸地，根据结构部分的性质，即，根据它们是由金属制造还是由复合材料制造，可以发现耐磨材料可以失去粘性，导致它变得分离和由此或多或少量构成涂层的材料被涡轮发动机的旁路流所吸入。

[0005] 为了解决该粘性损失问题，已知在沉积热保护之前，砂磨或研磨结构部分。不幸地，该方案不能被推广到为了保护或钝化目的，已经接受电解或电化学处理的表面，因为这种操作具有破坏特定处理的后果。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的由此是通过提出无论是金属还是复合材料制造的，具有可以覆盖任何类型表面的耐磨涂层的定子壁来减轻这种缺陷，该定子壁不会受到这种局部的粘性分离。

[0007] 通过包括结构支撑的环形涡轮发动机定子部分达到该目的，该结构支撑提供有接连的粘合底层和由填充有微珠的树脂形成的耐磨涂层，定子部分的特征在于：通过由长纤维制造的纤维加强形成用于将所述耐磨涂层固定到所述结构支撑的所述粘合底层，所述耐磨涂层固定在所述结构支撑时，该纤维加强具有固定到所述结构支撑的加强的周缘部分以及具有用所述填充有微珠的树脂浸渍的其中心部分。

[0008] 因此，因为耐磨涂层通过长纤维制造的纤维加强，所以耐磨涂层牢固地固定于结构支撑，因此避免任何局部分离。本发明由此特别地适于其中不可能通过研磨或砂磨进行任何表面制备的，由阳极化铝制造的定子壳体部分。

[0009] 在有利的准备中，所述纤维加强包括二维(2D)长纤维织物的一个或多个并列股。所述纤维加强可以包括玻璃纤维或任何其它长纤维加强的非浸渍2D织物股，或者实际上用玻璃纤维的2D织物或任何其它长纤维加强在它们的周缘至少部分地预浸渍的多个股。

[0010] 根据另一个有利的准备，所述结构支撑可以基于金属合金，并且所述周缘部分通过环氧树脂粘性地粘合到所述结构支撑，或者实际上它可以基于复合材料，并且所述周缘部分与制备所述结构支撑时的所述结构支撑共固化。

[0011] 优选地，填充有微珠的所述树脂是聚硅氧烷树脂或环氧树脂，并且所述微珠是中空的玻璃或耐火材料的微珠。

[0012] 有利地，所述耐磨涂层通过热喷涂、注射、模塑或实际上涂布的沉积固定于所述结构支撑，以这样的方式以浸渍所述纤维加强和所述结构支撑。

[0013] 本发明也提供了任何涡轮发动机定子，其包括如上所述的环形部分。

附图说明

[0014] 从表示具有非限制特征的实施方式的参考附图进行的下面描述，呈现本发明的其它特征和优点，并且其中：

[0015] 图1是由金属制造的本发明环形涡轮发动机定子部分的截面图；和[0016] 图2是由复合材料制造的环形涡轮发动机定子部分的截面图。

具体实施方式

[0017] 图1是例如，通过在圆周方向上首尾相连将多个扇体连接在一起形成的轴向涡轮发动机风扇的一部分保持壳体的截面图。壳体围绕由多个叶片组成的旋转组件(未示出)，同时壳体内表面和叶片顶端之间的间隙是零或几乎是零。

[0018] 该环形定子部分包括在内侧上(面对燃烧气体的流)提供的结构支撑10和接连的粘合层12；以及由带孔的耐磨材料制造的热保护涂层14，并且叶片顶端可以部分地穿入到该孔中，而不会受到严重磨损。

[0019] 在该第一实施方式中，结构支撑10由金属合金制造，例如钛或铝合金制造。

[0020] 热保护涂层14由带孔的材料制造，并且在运转中通常所遇到的温度下具有令人满意的强度。常规地，为了构造该耐磨涂层，必须依靠基于聚硅氧烷或环氧树脂的材料，该材料填充有耐火材料，并且特别地玻璃制造的中空微珠类型的产生孔的试剂。

[0021] 在本发明中，用于粘合耐磨涂层和结构支撑表面的粘合底层12由在其周缘部分地固定于结构支撑10的玻璃纤维的加强或任何其它长纤维加强形成。

[0022] 通过二维长纤维织物的一个或多个并置股构造纤维加强。当纤维加强仅有一个股时，优选地不浸渍(干燥)它，并且使用环氧树脂(或者当耐磨涂层是基于聚硅氧烷时，实际上聚硅氧烷树脂)，它有利地在其周缘(或者至少沿着其侧边缘12A和12B中两个)粘性地粘合结构支撑10。相反，当复合加强包括多个股时，它们彼此独立，并且然后可以至少部分地在它们的周缘，特别地沿着它们的侧边缘先预浸渍它们，然后，例如，使用环氧树脂，通过沿着这些侧边缘粘性地粘合它们到结构支撑10而保持它们。例如，使用滚筒或喷枪有利地可以手动地进行该浸渍(手动层压)。

[0023] 在这两种构造中，加强的中心部分12C是左侧自由的(即，不粘性地粘合到结构支撑)，并且例如，通过热喷涂粉末，然而当织物是由金属长纤维制造时，使用已知的等离子沉积技术，在耐磨涂层的物理沉积期间浸渍它。在其它情况下，可以仅仅注射、模塑或涂布耐磨材料，通过这种方式以浸渍纤维加强和结构支撑的表面。

[0024] 图2表示本发明的另一个实施方式，其更特别地适于由复合材料所制造的结构支撑10，通过环氧树脂中或具有相似性质的树脂中嵌入的由碳、玻璃、芳族聚酰胺或陶瓷纤维制造的纤维加强，以常规方式构造该复合材料。在这种情况下，在环氧树脂的帮助下，粘合底层12不在其周缘直接地粘合到结构支撑10上，但是优选地当制备结构支撑时一起与结构支撑共固化，以这样的方式以致于加强直接地与构成结构支撑表面的结构支撑本身的纤维加强10A结合。自然地，考虑确保该固化不影响保持自由的中心部分。然而，粘合底层12的结构与上述结构相同，并且由玻璃纤维的加强或包含二维长纤维织物的干燥股或多个预浸渍股的任何其它长加强纤维形成，然而，该任何其它长加强纤维与结构支撑一起固化和热粘性地粘合到结构支撑。