КОМПОЗИТНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ КОЖУХ КОМПРЕССОРА ДЛЯ ТУРБОМАШИНЫ

1. Композитный кольцевой кожух (28) турбомашины (2), в частности компрессора (4) низкого давления, содержащий:
- стенку (34), имеющую в общем круглую форму или форму дуги окружности;
- установочный фланец (30), проходящий в радиальном направлении от одной стороны стенки (34) и образующий край (76) вместе с указанной стенкой;
- основной волокнистый армирующий элемент (38), проходящий непрерывным образом вдоль стенки и фланца, образующий угловую часть и закругленный в области края; и
- вспомогательный волокнистый армирующий элемент (56), проходящий вдоль края (76);
- связующее;
отличающийся тем, что
вспомогательный армирующий элемент (56)содержит внутренний слой (58), проходящий вдоль края (76), занимая, таким образом, объем между краем и угловой частью основного армирующего элемента (38).
2. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой (58) вспомогательного армирующего элемента (56)содержит предпочтительно плетеную или тканую прядь, выполненную при необходимости трехмерным образом.
3. Кожух (28) по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что поперечное сечение внутреннего слоя вспомогательного армирующего элемента (56)обладает профилем, имеющим в общем треугольную форму, при необходимости - форму прямоугольного треугольника, прямой угол которого расположен в области острого края (76).
4. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что основной армирующий элемент (38) и вспомогательный армирующий элемент (56)по существу находятся в контакте вдоль всей радиальной толщины стенки (34) и/или вдоль всей осевой толщины установочного фланца (30).
5. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой вспомогательного армирующего элемента (56)содержит волокна (60), проходящие в радиальном направлении от края (76) до основного армирующего элемента (38), и внутренний слой вспомогательного армирующего элемента (56), предпочтительно обладающий однородной плотностью волокон в направлении, перпендикулярном его удлинению.
6. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что установочный фланец представляет собой кольцевой установочный фланец (30) и/или осевой установочный фланец, при этом кольцевой кожух (28) предпочтительно представляет собой половину кольцевого кожуха, проходящую поверх полукруга, содержащего осевые фланцы, расположенные в поперечном направлении на цилиндрической части (34) и противоположные кольцевые фланцы, расположенные в крайних осевых точках цилиндрической части (34).
7. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что волокна (60) внутреннего слоя (58) вспомогательного армирующего элемента (56)проходят по существу параллельно краю (76), при этом каждая часть волокон (60) вспомогательного армирующего элемента (56)предпочтительно наклонена относительно края под углом менее 40° и более предпочтительно, менее 20°.
8. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой вспомогательного армирующего элемента (56)содержит волокна (60), обладающие такой же природой, что и основной армирующий элемент (56), при этом волокна (60) основного армирующего элемента (38) и внутреннего слоя вспомогательного армирующего элемента (56)предпочтительно обладают одинаковой длиной и/или одинаковым диаметром.
9. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что волокна основного армирующего элемента (38) и внутреннего слоя вспомогательного армирующего элемента (56)переплетены на границе (71) между основным армирующим элементом (38) и вспомогательным армирующим элементом (56), при этом волокна армирующих элементов предпочтительно расположены в виде пучков волокон, переплетенных вдоль границы.
10. Кожух (28) по п. 1, отличающийся тем, что основной армирующий элемент (38) и внутренний слой вспомогательного армирующего элемента (56)обладают однородной плотностью волокон (60), при этом соотношение плотностей волокон армирующих элементов предпочтительно составляет от 0,5 до 1,50; предпочтительно от 0,80 до 1.20; более предпочтительно от 0,95 до 1,05.
11. Турбомашина (2), содержащая композитный кольцевой кожух (28), отличающаяся тем, что композитный кольцевой кожух (28) выполнен в соответствии с одним из пп. 1-10, при этом связующее предпочтительно представляет собой органическое связующее на основе полиэфиримида, эпоксидной смолы или полиэфирэфиркетона; основной армирующий элемент (38) представляет собой волокнистую заготовку, содержащую стопку волокнистых прослоек (46) с углеродными волокнами и стекловолокном, при этом каждая волокнистая прослойка содержит волокна (60), расположенные в виде пучков плетеных волокон по меньшей мере в двух направлениях.
12. Турбомашина (2) по п. 11, отличающаяся тем, что она содержит промежуточный кожух (32) нагнетателя, компрессор (4) низкого давления с кольцевыми рядами неподвижных лопаток (26) и разделительную носовую часть (22), при этом кольцевой кожух (28) содержит по одному кольцевому установочному фланцу (30) в каждой крайней осевой точке, один из которых является верхним по потоку фланцем, и один является нижним по потоку фланцем, при этом радиус кольцевого кожуха (28) уменьшается в направлении вниз по потоку, кольцевой кожух (28) предпочтительно является наружной несущей конструкцией компрессора (4), к которой прикреплены ряды лопаток (26), разделительная носовая часть (22) прикреплена посредством верхнего по потоку фланца и промежуточный кожух (32) нагнетателя прикреплен посредством нижнего по потоку фланца, кольцевой кожух (28) дополнительно содержит многослойную конструкцию кольцевых слоев из истираемого материала (36) и кольцевые поверхности для установки лопаток, кольцевой кожух (28) выполнен из половин оболочек, разделенных плоскостью, проходящей в осевом направлении.
13. Способ изготовления композитного кольцевого кожуха (28) турбомашины (2), содержащего стенку (34), обладающую в общем круглым профилем или профилем в форме дуги окружности, при этом установочный фланец (30) проходит в радиальном направлении от одной стороны стенки (34) и образует край (76) вместе со стенкой, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы, на которых:
(a) размещают (107) вспомогательный армирующий элемент (56)в углу (70) формовочной поверхности (64) формы для литья под давлением, при этом указанный угол формирует край (76);
(b) размещают (108) основной армирующий элемент (38) вплотную к формовочной поверхности (64) путем адаптации их формы к форме вспомогательного армирующего элемента (56)в области угла (70);
(c) закрывают форму для литья под давлением;
(d) заливают под давлением смолу (74) и осуществляют полимеризацию смолы (74);
(e) извлекают кожух (28) из литейной формы.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что перед этапом (b) размещения (108) основного армирующего элемента (38) указанный армирующий элемент (38) выполнен с закруглением (50; 54), предназначенным для вхождения в контакт с контактной поверхностью вспомогательного армирующего элемента (56), предпочтительно по завершении этапа (b), при этом закругление основного армирующего элемента является уплощенным и контактная поверхность вспомогательного армирующего элемента изогнута внутрь.
16. Способ по одному из пп. 13 или 14, отличающийся тем, что в ходе этапа (c) закрывания формы для литья под давлением, основной армирующий элемент (38) уплотняют и/или основной армирующий элемент (38) и внутренний слой (58) взаимно уплотняют.