用于包括由环形部件支撑的喷嘴的涡轮机的组合件的制作方法

本说明书涉及一种用于涡轮机的组合件，特别是飞机涡轮喷气发动机或飞机涡轮螺旋桨发动机中的涡轮机。本说明书还涉及一种用于包括这种组合件的涡轮机的涡轮，以及一种包括这种涡轮的涡轮机。

背景技术：

1、通常，如文件fr 2 899 281中所描述，在图1中呈现的具有纵向轴线x的涡轮机在涡轮机内的气体流方向上从上游(am)到下游(av)包括风扇、压缩机、燃烧室11、涡轮10和排气喷嘴。涡轮10大体上包括高压涡轮12和低压涡轮14。

2、涡轮10包括若干级，每个级具有固定到涡轮的壳体的喷嘴导叶组合件40(下文称为“喷嘴”)及在环51内部布置在下游的移动叶片环形行50。喷嘴40大体上包括内部平台和外部环形平台42，它们之间延伸有固定轮叶环形行43。内部环形平台41和外部环形平台42径向地限定用于涡轮中的气体的流径。

3、图2更详细地示出低压涡轮14的第一级或上游级的部分。低压涡轮14的第一级或上游级的上游喷嘴40，即喷嘴40，由环形部件30承载，所述环形部件固定到外部壳体20的径向环形凸缘21。特别地，喷嘴40包括从外部环形平台42径向向外延伸的下游径向环形壁44，及从外部环形平台42向上游纵向延伸且径向夹持在环形部件30的两个圆柱形壁之间的环形附接突耳45。此外，低压涡轮14的上游级的环51在上游借助环形突耳52由低压涡轮14的外部壳体20承载，所述环形突耳径向抵靠壳体的圆柱形轨22，环形突耳52和圆柱形轨22通过环形附接组件23保持在一起。

4、低压涡轮14的上游喷嘴40的轮叶经受高温。因此，冷却空气由涡轮机压缩机在上游排出，并通过管道输送到在上游喷嘴40的轮叶中形成的内腔中。类似地，环51的环形突耳52、外部壳体20的圆柱形轨22及环形附接组件经受高温。为了解决这个问题，外部环形平台42具有孔，这些孔允许将冷却空气从叶片的内腔带到径向限定在外部环形平台42和环形部件30之间的第一环形室61。喷嘴40的径向环形壁44还包括孔65，这些孔允许将冷却空气从第一环形室61带到下游的径向限定在环形附接组件23和环51之间的第二环形室63。

5、但是，已经观察到外部壳体20也经受高温，导致过早磨损，并且当前的解决方案无法冷却外部壳体20。

技术实现思路

1、在第一配置中，提出一种用于具有纵向轴线的涡轮机的组合件，所述组合件包括由环形部件承载的喷嘴，所述环形部件固定到环绕布置在所述喷嘴下游的移动叶片环形行的外部壳体，所述喷嘴包括外部环形平台，径向环形壁从所述外部环形平台径向向外延伸且承载用于在所述环形部件上钩连所述喷嘴的环形附接突耳，所述环形附接突耳从所述径向环形壁向上游纵向延伸，所述组合件进一步包括冷却回路，所述冷却回路包括：内部环形室，其由所述外部环形平台和所述环形部件径向限定且在下游由所述径向环形壁限定；中间环形室，其在所述环形附接突耳外部径向形成且与所述外部壳体流体连通；及所述内部环形室和所述中间环形室之间的流体连通构件，所述构件在所述喷嘴的环形附接突耳中形成。

2、因此，冷空气可以在冷却回路中从内部环形室循环到中间环形室。因为中间环形室与外部壳体流体连通，所以外部壳体随后被冷空气冷却。由此减少甚至避免了外部壳体因高温而磨损。

3、在可以独立于第一配置或结合第一配置采用的第二配置中，提出一种用于具有纵向轴线的涡轮机的组合件，所述组合件包括由环形部件承载的喷嘴，所述环形部件固定到环绕布置在所述喷嘴下游的移动叶片环形行的外部壳体，所述喷嘴包括外部环形平台，径向环形壁从所述外部环形平台径向向外延伸，所述环形部件包括在包括至少一个径向分量的方向上延伸的第一壁及从所述第一壁向下游纵向延伸的外部圆柱形壁，所述组合件其进一步包括冷却回路，所述冷却回路包括各自纵向限定在所述环形部件的第一壁和所述喷嘴的径向环形壁之间的中间环形室和外部环形室，所述外部环形室在所述中间环形室外部径向形成，所述外部圆柱形壁形成径向位于所述外部环形室和所述中间环形室之间的分区，所述外部环形室进一步由所述外部壳体从外部径向限定，所述冷却回路包括所述中间环形室和所述外部环形室之间的流体连通构件。

4、因此，冷空气可以在冷却回路中从中间环形室循环到外部环形室。因为外部环形室由外部壳体从外部径向限定，所以这个壳体会与输送到外部环形室中的冷空气接触。因此，外部壳体被冷空气冷却。由此减少甚至避免了外部壳体因高温而磨损。

5、根据第一配置和/或第二配置的组合件可包括独立或组合采用的以下特征中的一个或多个。

6、喷嘴可包括内部环形平台。内部环形平台和外部环形平台可以径向限定用于涡轮中的气体的流径。喷嘴可包括在外部环形平台和内部环形平台之间径向延伸的固定轮叶环形行。

7、内部环形室和中间环形室之间的流体连通构件可包括穿过环形附接突耳形成的多个孔，所述构件在喷嘴的环形附接突耳中形成。

8、穿过环形附接突耳形成的每个孔可以在相应径向平面中所含的方向上延伸。这允许冷空气沿着最短路径在内部环形室和中间环形室之间循环。

9、穿过环形附接突耳形成的孔可以围绕纵向轴线规律地分布。这允许在内部环形室和中间环形室之间循环的冷空气流规律分布，从而改善外部壳体的冷却。

10、环形部件可包括内部圆柱形壁和中间圆柱形壁，所述内部圆柱形壁完全或部分被中间圆柱形壁环绕，环形附接突耳的上游端部分径向夹持在环形部件的内部圆柱形壁和中间圆柱形壁之间。

11、每个孔在内部与纵向形成于环形部件的内部圆柱形壁的下游端和喷嘴的径向环形壁之间的环形空间径向连通，并且在外部与纵向形成于环形部件的中间圆柱形壁的下游端和喷嘴的径向环形壁之间的环形空间径向连通。因此，内部环形室和中间环形室之间的流体连通构件没有任何一个孔穿过环形部件的内部圆柱形壁和中间圆柱形壁。

12、环形部件的外部圆柱形壁在纵向方向上可以抵靠喷嘴的径向环形壁的上游面，中间环形室和外部环形室之间的流体连通构件包括在径向环形壁的上游面上形成的第一类型的多个上游凹槽，每个第一类型的上游凹槽从径向环形壁的上游面的内部环形部分径向延伸到径向环形壁的上游面的外部环形部分，所述内部环形部分限定中间环形室，所述外部环形部分限定外部环形室。

13、环形部件的外部圆柱形壁和喷嘴的径向环形壁在纵向方向上抵靠彼此能够限制喷嘴相对于环形部件在纵向方向上的移动。因此，每个第一类型的上游凹槽允许冷空气在中间环形室和外部环形室之间循环。

14、每个第一类型的上游凹槽可以径向向外通向径向环形壁的径向外端。换句话说，每个第一类型的上游凹槽的径向内端位于径向环形壁的上游面上，径向处于中间环形室，并且每个第一类型的上游凹槽的径向外端位于径向环形壁的上游面上，径向处于外部环形室。

15、每个第一类型的上游凹槽可具有圆形底部。特别地，每个第一类型的上游凹槽可具有新月形横截面。替代地，每个第一类型的上游凹槽可具有平坦底部。每个第一类型的上游凹槽在径向方向上直线延伸。这允许冷空气沿着最短路径在中间环形室和外部环形室之间循环。

16、移动叶片环形行可以被由外部壳体承载的环环绕，所述环借助径向抵靠外部壳体的圆柱形轨的环形突耳固定在外部壳体上游，所述环形突耳和所述圆柱形轨通过环形附接组件保持在一起，冷却回路包括径向限定在环和环形附接组件之间且纵向限定在喷嘴的径向环形壁和环的环形突耳之间的下游环形室，及中间环形室和下游环形室之间的流体连通构件。

17、因此，冷空气可以在冷却回路中从中间环形室循环到下游环形室，使得环的环形突耳、外部壳体的圆柱形轨和环形附接组件有可能冷却。环形附接组件可具有c形或u形横截面。环在其径向内面上可具有可磨耗材料。

18、中间环形室和下游环形室之间的流体连通构件可包括中间环形室和下游环形室之间经由外部环形室的间接流体连通构件，中间环形室和下游环形室之间的间接流体连通构件包括中间环形室和外部环形室之间的流体连通构件。

19、冷空气被输送到下游环形室，以便冷却环的环形突耳、外部壳体的圆柱形轨和环形附接组件，同时在外部环形室中循环，使得冷空气能够通过以冷却外部壳体，因为所述壳体从外部径向限定外部环形室。中间环形室和下游环形室之间的间接流体连通构件可包括外部环形室和下游环形室之间的流体连通构件。

20、外部环形室和下游环形室之间的流体连通构件可包括在喷嘴的径向环形壁的径向外端和外部壳体之间形成的第一径向间隙。所述第一径向间隙允许外部环形室中所含的冷空气相对于喷嘴的径向环形壁从上游循环到下游。

21、环形附接组件可以在纵向方向上抵靠喷嘴的径向环形壁的下游面的中间环形部分，外部环形室和下游环形室之间的流体连通构件包括在径向环形壁的下游面上形成的多个第一类型的下游凹槽，每个第一类型的下游凹槽从径向环形壁的下游面的内部环形部分径向延伸到径向环形壁的下游面的外部环形部分，所述内部环形部分限定下游环形室，所述外部环形部分径向位于径向环形壁的下游面的中间环形部分外部。

22、每个第一类型的下游凹槽允许冷空气朝向下游环形室径向向内循环，即使环形附接组件和径向环形壁的下游面纵向且环形地抵靠彼此也如此。每个第一类型的下游凹槽可具有圆形底部。特别地，每个第一类型的下游凹槽可具有新月形横截面。替代地，每个第一类型的下游凹槽可具有平坦底部。

23、每个第一类型的下游凹槽可以在径向方向上直线延伸。这允许冷空气沿着最短路径在外部环形室和下游环形室之间循环。每个第一类型的下游凹槽的径向延伸方向可以围绕纵向轴线与其中一个第一类型的上游凹槽的径向延伸方向成角度地重合。换句话说，第一类型的上游凹槽和第一类型的下游凹槽可以形成为成对的对立物，分别位于喷嘴的径向环形壁的上游面和下游面上。

24、中间环形室和下游环形室之间的流体连通构件可包括中间环形室和下游环形室之间的直接流体连通构件。冷空气直接从中间环形室输送到下游环形室，从而改善环的环形突耳、外部壳体的圆柱形轨和环形附接组件的冷却。

25、喷嘴的径向环形壁可包括多个凹口，所述多个凹口围绕纵向轴线周向分布且在径向环形壁的径向外端处径向向外敞开，其中是从环形部件的外部圆柱形壁突出的接合部件，中间环形室和下游环形室之间的直接流体连通构件包括在每个凹口的底面和从环形部件突出的对应部件之间形成的第二径向间隙。

26、喷嘴的径向环形壁的凹口和从环形部件的外部圆柱形壁突出的部件之间的协作能够限制喷嘴围绕纵向轴线在周向方向上相对于环形部件的移动。每个第二径向间隙允许中间环形室中所含的冷空气相对于喷嘴的径向环形壁从上游循环到下游以便直接朝向下游环形室。

27、中间环形室和下游环形室之间的直接流体连通构件可包括在径向环形壁的下游面上形成的多个第二类型的下游凹槽，每个第二类型的下游凹槽从径向环形壁的下游面的内部环形部分径向延伸并径向向外通向凹口中的一个。每个第二类型的下游凹槽还允许冷空气朝向下游环形室径向向内循环，即使环形附接组件和径向环形壁的下游面纵向且环形地抵靠彼此也如此。

28、每个第二类型的下游凹槽可具有圆形底部。特别地，每个第二类型的下游凹槽可具有新月形横截面。替代地，每个第二类型的下游凹槽可具有平坦底部。每个第二类型的下游凹槽可以在径向方向上直线延伸。每个第一类型的上游凹槽和每个第一类型的下游凹槽可以分别位于喷嘴的径向环形壁的上游面和下游面上，周向地处于两个周向连续的凹口之间。

29、组合件可包括容纳于中间环形室中的环形密封件，环形密封件纵向抵靠环形部件的第一壁和喷嘴的径向环形壁，每个第一类型的上游凹槽径向向内延伸到径向环形壁的上游面的内部环形部分的第一部件，内部环形部分的第一部件限定中间环形室的径向位于环形密封件内部的区域。

30、因此，每个第一类型的上游凹槽允许空气在中间环形室的径向位于环形密封件内部的区域和中间环形室的径向位于环形密封件外部的区域之间循环。换句话说，每个第一类型的上游凹槽的径向内端在中间环形室的径向位于环形密封件内部的区域处径向位于径向环形壁的上游面上。

31、冷却回路可包括在径向环形壁的上游面上形成的多个第二类型的上游凹槽，每个第二类型的上游凹槽从径向环形壁的上游面的内部环形部分的第一部件径向延伸到径向环形壁的上游面的内部环形部分的第二部件，内部环形部分的第二部件限定中间环形室的径向位于环形密封件外部的区域。

32、每个第二类型的上游凹槽还允许空气在中间环形室的径向位于环形密封件内部的区域和中间环形室的径向位于环形密封件外部的区域之间循环。每个第二类型的凹槽允许冷空气在中间环形室中径向向外循环，即使密封件封闭了中间环形室也如此。

33、换句话说，每个第二类型的上游凹槽的径向内端在中间环形室的径向位于环形密封件内部的区域处径向位于径向环形壁的上游面上，并且每个第二类型的上游凹槽的径向外端在中间环形室的径向位于环形密封件外部的区域处径向位于径向环形壁的上游面上。每个第二类型的上游凹槽可以在径向方向上直线延伸。每个第二类型的上游凹槽可具有圆形底部。特别地，每个第二类型的上游凹槽可具有新月形横截面。替代地，每个第二类型的上游凹槽可具有平坦底部。

34、外部壳体可包括在其上固定环形部件的径向环形凸缘，外部环形室整体或部分地由外部壳体的径向环形凸缘的径向内端从外部径向限定。因此，冷空气能够冷却外部壳体的径向环形凸缘，特别地冷却外部壳体的径向环形凸缘的径向内端。因此，外部壳体的径向环形凸缘较少经受高温。这限制甚至避免了外部壳体的径向凸缘的磨损。

35、还提出一种用于具有纵向轴线的涡轮机的涡轮，其包括上文所描述的组合件。还提出一种包括这种涡轮的具有纵向轴线的涡轮机。