用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件和護(hù)罩的制作方法
【專利摘要】提供用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩和護(hù)罩組件。護(hù)罩包括護(hù)罩主體。該護(hù)罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護(hù)罩還包括凸緣和鉆孔，該凸緣從護(hù)罩主體延伸，該鉆孔限定在該凸緣中。該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣。
【專利說明】
用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件和護(hù)罩
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本主旨大體涉及用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件和護(hù)罩。更具體而言，本主旨涉及用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中聯(lián)接護(hù)罩組件各種構(gòu)件的改進(jìn)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)大體以依次流動(dòng)的順序包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排出區(qū)段。在操作中，空氣進(jìn)入壓縮機(jī)區(qū)段的入口，在該處，一個(gè)或更多個(gè)軸向壓縮機(jī)逐漸地壓縮空氣，直到其到達(dá)燃燒區(qū)段。燃料與壓縮空氣混合且在燃燒區(qū)段內(nèi)燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體被從燃燒區(qū)段發(fā)送穿過限定在渦輪區(qū)段內(nèi)的熱氣體路徑且然后經(jīng)由排出區(qū)段從渦輪區(qū)段排出。
[0003]在具體構(gòu)造中，渦輪區(qū)段以依次流動(dòng)的順序包括高壓(HP)渦輪和低壓(LP)渦輪。HP渦輪和LP渦輪各自包括各種可旋轉(zhuǎn)的渦輪構(gòu)件(諸如渦輪轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子盤和固持器)和各種靜止的渦輪構(gòu)件(諸如定子導(dǎo)葉或噴嘴、渦輪護(hù)罩和發(fā)動(dòng)機(jī)框架)?？尚D(zhuǎn)和靜止的渦輪構(gòu)件至少部分地限定穿過渦輪區(qū)段的熱氣體路徑。在燃燒氣體流動(dòng)穿過熱氣體路徑時(shí)，熱能從燃燒氣體轉(zhuǎn)移至可旋轉(zhuǎn)的渦輪構(gòu)件和靜止的渦輪構(gòu)件。
[0004]大體而言，HP渦輪和LP渦輪可額外地包括護(hù)罩組件，該護(hù)罩組件還限定熱氣體路徑。間隔間隙可限定在護(hù)罩組件的護(hù)罩與可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件的相關(guān)級(jí)的可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件之間。護(hù)罩通常通過護(hù)罩懸架而被固持在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，護(hù)罩懸架又聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)的各種其他構(gòu)件。
[0005]目前已知的護(hù)罩組件的一個(gè)問題是在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間由護(hù)罩經(jīng)歷的負(fù)載。已知“開放”式樣護(hù)罩包括在前部和后部端部處的凸緣，以用于將護(hù)罩聯(lián)接至懸架。凸緣具有限定在其中的軸向地延伸的鉆孔，且銷延伸穿過該鉆孔和懸架的匹配構(gòu)件，以將護(hù)罩和懸架聯(lián)接在一起。因?yàn)橥咕壴谧o(hù)罩的前部和后部端部上，所以它們被“夾緊”在懸架的匹配構(gòu)件之間。該“夾緊”和凸緣的大體定向可導(dǎo)致由護(hù)罩在操作期間經(jīng)歷的增大的負(fù)載。此外，由于行進(jìn)穿過凸緣至熱氣體路徑的外側(cè)的更冷區(qū)域的熱氣體路徑中的更高溫度，故可經(jīng)歷熱應(yīng)力。而且，可發(fā)生護(hù)罩組件提供的熱氣體路徑密封件中的泄漏。當(dāng)護(hù)罩由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料形成時(shí)，更為關(guān)注這種問題。
[0006]因此，期待用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)的護(hù)罩和護(hù)罩組件。例如，具有如下改進(jìn)的設(shè)備的護(hù)罩和護(hù)罩組件將是有利的，該改進(jìn)的設(shè)備用于將護(hù)罩聯(lián)接至護(hù)罩組件的懸架，且其減少負(fù)載問題、熱應(yīng)力問題、和泄漏問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下列描述中部分地闡述，或可從描述變得明顯，或可通過本發(fā)明的實(shí)施而習(xí)得。
[0008]根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件。該護(hù)罩組件包括懸架和護(hù)罩。該懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體和凸緣殼體，該后部懸架臂與該前部懸架臂軸向地間隔，該懸架主體在該前部懸架臂與該后部懸架臂之間延伸，該凸緣殼體從該懸架主體延伸。該懸架還包括鉆孔，該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣殼體。該護(hù)罩包括護(hù)罩主體和從該護(hù)罩主體延伸的凸緣。該護(hù)罩還包括限定在凸緣中的鉆孔，該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣。該凸緣大體上配置在凸緣殼體內(nèi)。該護(hù)罩組件還包括銷，該銷大體上周向地延伸穿過懸架的鉆孔和護(hù)罩的鉆孔。
[0009]根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩。該護(hù)罩包括護(hù)罩主體。該護(hù)罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護(hù)罩還包括凸緣和鉆孔，該凸緣從護(hù)罩主體延伸，該鉆孔限定在該凸緣中。該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣。
[0010]根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)、燃燒區(qū)段、渦輪、和護(hù)罩組件，該護(hù)罩組件配置在該壓縮機(jī)或該渦輪中的一者中。該護(hù)罩組件包括懸架和護(hù)罩。該懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體、和凸緣殼體，該后部懸架臂與該前部懸架臂軸向地間隔，該懸架主體在該前部懸架臂與該后部懸架臂之間延伸，該凸緣殼體從該懸架主體延伸。該懸架還包括鉆孔，該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣殼體。該護(hù)罩包括護(hù)罩主體和從該護(hù)罩主體延伸的凸緣。該護(hù)罩還包括限定在凸緣中的鉆孔，該鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過凸緣。該凸緣大體上配置在凸緣殼體內(nèi)。該護(hù)罩組件還包括銷，該銷大體上周向地延伸穿過懸架的鉆孔和護(hù)罩的鉆孔。
[0011]技術(shù)方案1:一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，所述護(hù)罩組件包括:
懸架，所述懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體、和凸緣殼體，所述后部懸架臂與所述前部懸架臂軸向地間隔，所述懸架主體在所述前部懸架臂與所述后部懸架臂之間延伸，所述凸緣殼體從所述懸架主體延伸，所述懸架還包括鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣殼體；
護(hù)罩，所述護(hù)罩包括護(hù)罩主體和從所述護(hù)罩主體延伸的凸緣，所述護(hù)罩還包括限定在所述凸緣中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣，所述凸緣大體上配置在所述凸緣殼體內(nèi)；和
銷，其大體周向地延伸穿過所述懸架的鉆孔和所述護(hù)罩的鉆孔。
[0012]技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，其中，所述凸緣殼體包括第一壁和第二壁，所述第二壁與所述第一壁大體上周向地間隔，所述鉆孔限定在所述第一壁或所述第二壁中的一者中，所述凸緣大體上配置在所述第一壁與所述第二壁之間。
[0013]技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩組件限定周向地延伸的中心線，且其中，所述懸架的鉆孔和所述護(hù)罩的鉆孔從所述中心線軸向地偏移。
[0014]技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，其中，所述凸緣殼體為多個(gè)凸緣殼體，所述懸架的鉆孔為多個(gè)鉆孔，所述凸緣為多個(gè)凸緣，且所述護(hù)罩的鉆孔為多個(gè)鉆孔，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)限定在所述多個(gè)凸緣殼體中的一個(gè)中，且所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)限定在所述多個(gè)凸緣中的一個(gè)中。
[0015]技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案4所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩組件限定周向地延伸的中心線，且其中，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)從所述中心線軸向地偏移。
[0016]技術(shù)方案6:根據(jù)技術(shù)方案5所述的護(hù)罩組件，其中，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的一個(gè)朝所述前部懸架臂軸向地偏移，且所述懸架的多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的一個(gè)朝所述后部懸架臂軸向地偏移。
[0017]技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，還包括擋板，所述擋板徑向地配置在所述懸架與所述護(hù)罩之間，所述擋板包括擋板主體和從所述擋板主體延伸的凸緣板，所述擋板還包括限定在所述凸緣板中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣板，所述凸緣板大體上配置在所述凸緣殼體內(nèi)。
[0018]技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案7所述的護(hù)罩組件，其中，所述擋板由金屬形成。
[0019]技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，還包括密封部件，所述密封部件在所述懸架與所述護(hù)罩之間延伸。
[0020]技術(shù)方案10:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料形成。
[0021]技術(shù)方案11:一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩，所述護(hù)罩包括:
護(hù)罩主體，其包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，所述后部表面與所述前部表面軸向地間隔，所述內(nèi)表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸，所述外表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸且與所述內(nèi)表面徑向地間隔；
凸緣，其從所述護(hù)罩主體延伸;和
限定在所述凸緣中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣。
[0022]技術(shù)方案12:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述凸緣包括第一表面和第二表面，所述第二表面與所述第一表面大體上周向地間隔，所述第一開口限定在所述第一表面中且所述第二開口限定在所述第二表面中。
[0023]技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述護(hù)罩主體限定周向地延伸的中心線，且其中，所述鉆孔從所述中心線軸向地偏移。
[0024]技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述凸緣為多個(gè)凸緣，且所述多個(gè)鉆孔為多個(gè)鉆孔，所述多個(gè)鉆孔中的各個(gè)限定在所述多個(gè)凸緣中的一個(gè)中。
[0025]技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案14所述的護(hù)罩，其中，所述護(hù)罩主體限定周向地延伸的中心線，且其中，所述多個(gè)鉆孔中的各個(gè)從所述中心線軸向地偏移。
[0026]技術(shù)方案16:根據(jù)技術(shù)方案15所述的護(hù)罩，其中，所述多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)朝所述前部表面軸向地偏移，且所述多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)朝所述后部表面軸向地偏移。
[0027]技術(shù)方案17:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述凸緣從所述護(hù)罩主體的外表面延伸。
[0028]技術(shù)方案18:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述護(hù)罩主體和所述凸緣由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料形成。
[0029]技術(shù)方案19:根據(jù)技術(shù)方案11所述的護(hù)罩，其中，所述凸緣與所述護(hù)罩主體是一體的。[°03°]技術(shù)方案20: —種燃?xì)獾溳啺l(fā)動(dòng)機(jī)，包括:
壓縮機(jī)；
燃燒區(qū)段:
渦輪;和
護(hù)罩組件，其配置在所述壓縮機(jī)或所述渦輪中的一者中，所述護(hù)罩組件包括:
懸架，所述懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體和凸緣殼體，所述后部懸架臂與所述前部懸架臂軸向地間隔，所述懸架主體在所述前部懸架臂與所述后部懸架臂之間延伸，所述凸緣殼體從所述懸架主體延伸，所述懸架還包括鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣殼體；
護(hù)罩，所述護(hù)罩包括護(hù)罩主體和從所述護(hù)罩主體延伸的凸緣，所述護(hù)罩還包括限定在所述凸緣中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣，所述凸緣大體上配置在所述凸緣殼體內(nèi)；和
銷，其大體上周向地延伸穿過所述懸架的鉆孔和所述護(hù)罩的鉆孔。
[0031]通過參照下列描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。并入本說明書中并組成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明一起用來解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0032]本發(fā)明的完整且可實(shí)現(xiàn)的公開，包括對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的其最佳實(shí)施方式，在參照附圖作出的說明書中示出，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意截面圖；
圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓渦輪部分的放大的截面?zhèn)纫晥D；
圖3是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的護(hù)罩組件的俯視透視圖；
圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的護(hù)罩組件的側(cè)視圖；
圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的護(hù)罩的透視圖;且
圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的護(hù)罩組件的透視圖，該護(hù)罩組件具有出于例示目的而移除的護(hù)罩組件的懸架。
[0033]部件列表
10渦輪風(fēng)扇噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī) 12縱向或軸向中心線 14風(fēng)扇區(qū)段
16核心/燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
18外殼體
20入口
22低壓壓縮機(jī)
24高壓壓縮機(jī)
26燃燒區(qū)段
28尚壓禍輪30低壓渦輪32噴氣式排出區(qū)段34高壓軸/轉(zhuǎn)軸36低壓軸/轉(zhuǎn)軸37速度降低裝置38風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸/軸40風(fēng)扇葉片42風(fēng)扇殼體或機(jī)艙44出口導(dǎo)向?qū)~46下游區(qū)段48旁通空氣流通道50第一級(jí)52排
54定子導(dǎo)葉56排
58渦輪轉(zhuǎn)子葉片60第二級(jí)62排
64定子導(dǎo)葉66排
68渦輪轉(zhuǎn)子葉片70熱氣體路徑72護(hù)罩組件74護(hù)罩組件76葉片末梢78葉片末梢100護(hù)罩組件102護(hù)罩104懸架106銷108擋板110主體112前部表面114后部表面116內(nèi)表面118外表面120凸緣122第一表面124第二表面 130鉆孔 132第一開口 134第二開口 140周向中心線 150懸架主體 152前部懸架臂 154后部懸架臂 156外表面 160凸緣殼體 162第一壁 164第二壁 170鉆孔 180擋板主體 182前部表面 184后部表面 186外表面 190凸緣板 192鉆孔。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。詳細(xì)描述使用數(shù)字和字母標(biāo)號(hào)來參照附圖中的特征。附圖和說明中的類似或相似的標(biāo)號(hào)用于指本發(fā)明的相似或類似的部分。如在本文中所使用的，用語“第一”、“第二”、和“第三”可以可互換地使用，以將一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)區(qū)分開，且不意圖表示單獨(dú)構(gòu)件的場所或重要性。用語“上游”和“下游”意指關(guān)于流體通路中流體流的相對流動(dòng)方向。例如，“上游”意指流體從其流動(dòng)的流動(dòng)方向，且“下游”意指該流體流向其的流動(dòng)方向。
[0035]此外，如在本文中所使用的，用語“軸向”或“軸向地”意指沿發(fā)動(dòng)機(jī)縱向軸線的維度。與“軸向”或“軸向地”結(jié)合地使用的用語“前部”意指朝向發(fā)動(dòng)機(jī)入口的方向，或與另一構(gòu)件相比離發(fā)動(dòng)機(jī)入口相對更近的構(gòu)件。與“軸向”或“軸向地”結(jié)合地使用的用語“后部”意指朝向發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴的方向，或與另一構(gòu)件相比離發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴相對更近的構(gòu)件。用語“徑向”或“徑向地”意指在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱向軸線與外發(fā)動(dòng)機(jī)圓周之間延伸的維度。
[0036]現(xiàn)在參照附圖，圖1為示范高旁通渦輪風(fēng)扇類型發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意截面圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)10在本文中稱作“渦輪風(fēng)扇10”，其可包括本公開的各種實(shí)施例。如圖1所示，渦輪風(fēng)扇10具有縱向或軸向中心軸線12，軸線12出于參照目的而延伸穿過其。大體而言，渦輪風(fēng)扇10可包括配置在風(fēng)扇區(qū)段16下游的核心渦輪或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14。
[0037]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14可大體上包括限定環(huán)形入口20的基本上管狀的外殼體18。外殼體18可由多個(gè)殼體形成。外殼體18以依次流動(dòng)的關(guān)系包圍壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段26、渦輪區(qū)段和噴氣式排出噴嘴區(qū)段32，該壓縮機(jī)區(qū)段具有增壓機(jī)或低壓(LP)壓縮機(jī)22、高壓(HP)壓縮機(jī)24，該渦輪區(qū)段包括高壓(HP)渦輪28、低壓(LP)渦輪30。高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸(sp00l)34將HP渦輪28驅(qū)動(dòng)地連接至HP壓縮機(jī)24。低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36將LP渦輪30驅(qū)動(dòng)地連接至LP壓縮機(jī)22。(LP)轉(zhuǎn)軸36還可連接至風(fēng)扇區(qū)段16的風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或軸38。在具體實(shí)施例中，(LP)轉(zhuǎn)軸36可諸如以直接驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造直接地連接至風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38。在備選構(gòu)造中，(LP)轉(zhuǎn)軸36可經(jīng)由速度降低裝置37(諸如，減速齒輪齒輪箱)以間接驅(qū)動(dòng)或齒輪驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造連接至風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38。根據(jù)期望或要求，此種速度降低裝置可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的任何合適的軸/轉(zhuǎn)軸之間。
[0038]如圖1所示，風(fēng)扇區(qū)段16包括多個(gè)風(fēng)扇葉片40，該多個(gè)風(fēng)扇葉片40聯(lián)接至風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38且從該風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38徑向向外延伸。環(huán)形風(fēng)扇殼體或機(jī)艙42周向地環(huán)繞風(fēng)扇區(qū)段16和/或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14的至少一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，機(jī)艙42可構(gòu)造成通過多個(gè)周向地間隔的出口導(dǎo)向?qū)~44而相對于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14得到支撐。而且，機(jī)艙42的下游區(qū)段46(在導(dǎo)向?qū)~44的下游)可延伸越過燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14的外部分，以便在其間限定旁通空氣流通道48。
[0039]圖2提供如圖1所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)14的HP渦輪28部分的放大截面圖，其可包括本發(fā)明的各種實(shí)施例。如圖2所示，HP渦輪28以依次流動(dòng)的關(guān)系包括第一級(jí)50，該第一級(jí)50包括定子導(dǎo)葉54的環(huán)形陣列52(僅示出一個(gè))，環(huán)形陣列52與渦輪轉(zhuǎn)子葉片58的環(huán)形陣列56(僅示出一個(gè))軸向地間隔。HP渦輪28還包括第二級(jí)60，該第二級(jí)60包括定子導(dǎo)葉64的環(huán)形陣列62(僅示出一個(gè))，環(huán)形陣列62與渦輪轉(zhuǎn)子葉片68的環(huán)形陣列66(僅示出一個(gè))軸向地間隔。渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68從HP轉(zhuǎn)軸34(圖1)徑向向外延伸且聯(lián)接至其。如圖2所示，定子導(dǎo)葉54、56和渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68至少部分地限定熱氣體路徑70，以用于將燃燒氣體從燃燒區(qū)段26(圖1)發(fā)送穿過HP渦輪28。
[0040]如圖2還示出的，HP渦輪可包括一個(gè)或更多個(gè)護(hù)罩組件，護(hù)罩組件中的各個(gè)形成圍繞轉(zhuǎn)子葉片環(huán)形陣列的環(huán)形圈。例如，護(hù)罩組件72可形成圍繞第一級(jí)50的轉(zhuǎn)子葉片58的環(huán)形陣列56的環(huán)形圈，且護(hù)罩組件74可形成圍繞第二級(jí)60的渦輪轉(zhuǎn)子葉片68的環(huán)形陣列66的環(huán)形圈。大體而言，護(hù)罩組件72、74的護(hù)罩與轉(zhuǎn)子葉片68中的各個(gè)的葉片末梢76、78徑向地間隔。徑向或間隔間隙CL限定在葉片末梢76、78與護(hù)罩之間。護(hù)罩和護(hù)罩組件全面地減少來自熱氣體路徑70的泄漏。
[0041]應(yīng)注意的是，護(hù)罩和護(hù)罩組件還可以以類似的方式用在低壓壓縮機(jī)22、高壓壓縮機(jī)24、和/或低壓渦輪30中。此外，如本文中所公開的護(hù)罩和護(hù)罩組件不限于HP渦輪中的使用，而是可用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的任何合適區(qū)段中。
[0042]現(xiàn)在參照圖3到6，公開了改進(jìn)的護(hù)罩組件100和用于其的護(hù)罩102。如在本文中所公開的護(hù)罩組件100可代替如上所述的護(hù)罩組件72、74，或發(fā)動(dòng)機(jī)10中的任何其他合適的護(hù)罩組件使用。類似地，如本文所公開的護(hù)罩102可代替如上所述的護(hù)罩76、78，或發(fā)動(dòng)機(jī)10中的任何其他合適的護(hù)罩使用。
[0043]根據(jù)本公開的護(hù)罩102和護(hù)罩組件100提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體而言，護(hù)罩102有利地包括凸緣，凸緣具有橫向地延伸的鉆孔，而非以前已知的軸向地延伸的鉆孔。此外，護(hù)罩組件100的其他構(gòu)件(諸如懸架和擋板)可包括類似地定向的凸緣構(gòu)件。凸緣的定向和根據(jù)本公開的凸緣構(gòu)件提供多個(gè)缺點(diǎn)，尤其是在護(hù)罩由陶瓷基質(zhì)復(fù)合(“CMC”)材料形成的實(shí)施例中。例如，避免了護(hù)罩的“夾緊”，且可減輕熱應(yīng)力。此外，密封部件可與根據(jù)本公開的護(hù)罩一起使用，以減少熱氣體路徑泄漏。
[0044]在圖5中例示示范護(hù)罩102。根據(jù)本公開的護(hù)罩102可包括例如護(hù)罩主體110和凸緣120，該凸緣120從護(hù)罩主體110延伸。在示范實(shí)施例中，護(hù)罩主體110和凸緣120(且通常護(hù)罩102)可由CMC材料形成，然而在備選實(shí)施例中，護(hù)罩主體110和凸緣120(且通常護(hù)罩102)可由另一合適的材料(諸如金屬等)形成。具體而言，在示范實(shí)施例中，凸緣120可與護(hù)罩主體110—體，使得凸緣120和護(hù)罩主體110大體上為單個(gè)構(gòu)件。
[0045]護(hù)罩主體110可包括前部表面112和后部表面114。后部表面114與前部表面112軸向地間隔，諸如當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)1中時(shí)大體上沿中心線12。內(nèi)表面116和外表面118可各自在前部表面112和后部表面114之間延伸。外表面118與內(nèi)表面116徑向地間隔。當(dāng)護(hù)罩102在發(fā)動(dòng)機(jī)10中時(shí)，內(nèi)表面116可暴露于熱氣體路徑70，而外表面118因此與熱氣體路徑70徑向地間隔。
[0046]如所提及的，一個(gè)或更多個(gè)凸緣120可從護(hù)罩主體110延伸。具體而言，在示范實(shí)施例中，凸緣120可從主體110的外表面118延伸。如圖所示，各凸緣120可大體上軸向地定向。此外，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔130可限定在各凸緣120中，且各鉆孔130可大體上周向地延伸穿過凸緣120，諸如在鉆孔130的第一開口 132與第二開口 134之間。例如，凸緣120可包括第一表面122和第二表面124，它們可為鉆孔130延伸穿過的凸緣120的側(cè)表面。第二表面124可與第一表面122大體上周向地間隔。第一開口 132可限定在第一表面122中，且第二開口 134可限定在第二表面124中。
[0047]特別地，用語“大體上周向的”或“大體上周向地”指周向方向以及與周向方向成5度或更小(諸如，2度或更小，諸如一度或更小)的角度的方向。例如，在沿大體上周向地延伸的構(gòu)件的長度的任何點(diǎn)處，該點(diǎn)處的構(gòu)件可與周向方向成5度或更小的角度(諸如，2度或更小，諸如一度或更小)。此外，大體上周向地延伸的構(gòu)件可在這種角度范圍內(nèi)直線或曲線地延伸。
[0048]護(hù)罩主體110(且通常護(hù)罩組件100)還可限定周向地延伸的中心線140。當(dāng)護(hù)罩102在發(fā)動(dòng)機(jī)10中時(shí)，這種中心線140圍繞中心線12周向地延伸。此外，中心線140可延伸穿過在護(hù)罩主體110的前部表面112與后部表面114之間的軸向中途的點(diǎn)。
[0049]在一些實(shí)施例中，鉆孔130中的一個(gè)或更多個(gè)可與中心線140對齊，使得該中心線140大體上行進(jìn)穿過鉆孔130的中心。然而，在示范實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔130可從中心線140軸向地偏移。例如，在一些實(shí)施例中，鉆孔130可朝護(hù)罩主體110的前部表面112軸向地偏移，而在其他實(shí)施例中，鉆孔130可朝護(hù)罩主體110的后部表面114軸向地偏移。在使用多個(gè)凸緣120的具體示范實(shí)施例中，如圖所示，各凸緣120的各鉆孔130可從中心線140軸向地偏移。此外，在示范實(shí)施例中，該多個(gè)鉆孔130中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝前部表面112軸向地偏移，且該多個(gè)鉆孔130中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝后部表面114軸向地偏移。例如，大體上周向地鄰近的凸緣130的偏移可在向前偏移和向后偏移之間交替。鉆孔130的這種偏移可有利地減少因發(fā)動(dòng)機(jī)10操作期間熱氣體路徑70中的熱氣體和護(hù)罩102的各種部分上的所得的不同壓力導(dǎo)致的護(hù)罩102的不合乎需要的移動(dòng)和不平衡。
[0050]現(xiàn)在參照圖3和4，護(hù)罩組件100還可包括懸架104。懸架104大體上聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)10中的護(hù)罩102且支撐護(hù)罩102，且其本身由發(fā)動(dòng)機(jī)10中的各種其他構(gòu)件支撐。懸架104可包括懸架主體150、和從懸架主體150延伸，諸如從懸架主體150徑向向外(遠(yuǎn)離熱氣體路徑70)延伸的前部懸架臂152和后部懸架臂154。懸架主體150可因此在臂152、154之間延伸。如圖所示，后部臂154可與前部臂152軸向地間隔。
[0051]此外，一個(gè)或更多個(gè)凸緣殼體160可從懸架主體150，諸如從其外表面156延伸。在組裝后，各凸緣殼體160可在其中大體上容納相關(guān)護(hù)罩102的凸緣120，使得凸緣120大體上配置在其中。如圖所示，各凸緣殼體160可大體上軸向地定向。此外，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔170可限定在各凸緣殼體160中，且各鉆孔170可大體上周向地延伸穿過凸緣殼體160。例如，凸緣殼體160可包括第一壁162和第二壁164，它們可為凸緣殼體160的之間配置凸緣120的側(cè)壁。鉆孔170可延伸穿過壁162、164。第二壁164可與第一壁162大體上周向地間隔。在示范實(shí)施例中，鉆孔170可限定在各壁162、164中，且這些鉆孔170可大體上周向地對齊，使得銷可穿過二者以將凸緣120聯(lián)接至其。
[0052]類似于護(hù)罩102，在一些實(shí)施例中，懸架104的鉆孔170可與中心線140對齊，使得中心線140大體上穿過鉆孔170的中心。然而，在示范實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔170可從中心線140軸向地偏移。例如，在一些實(shí)施例中，鉆孔170可朝懸架臂152軸向地偏移，而在其他實(shí)施例中，鉆孔170可朝后部懸架臂154軸向地偏移。在使用多個(gè)凸緣殼體160的具體示范實(shí)施例中，如圖所示，各凸緣殼體160的各鉆孔170可從中心線140軸向地偏移。此外，在示范實(shí)施例中，該多個(gè)鉆孔170中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝前部懸架臂152軸向地偏移，且該多個(gè)鉆孔170中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝后部懸架臂154軸向地偏移。例如，大體上周向地鄰近的凸緣殼體160的偏移可在向前偏移和向后偏移之間交替。
[0053]在示范實(shí)施例中，懸架主體150、臂152、154和凸緣殼體160(且通常懸架104)可由金屬形成，然而在備選實(shí)施例中，懸架主體150和臂152、154，以及凸緣殼體160(且通常懸架104)可由另一合適的材料(諸如CMC材料等)形成。具體而言，在示范實(shí)施例中，懸架主體150、臂152、154和凸緣殼體160可為一體的且因此通常為單個(gè)構(gòu)件。
[0054]如在圖3和4中進(jìn)一步例示的，護(hù)罩組件100還可包括一個(gè)或更多個(gè)銷106。在組裝后，銷106可大體上周向地延伸穿過鉆孔170和相關(guān)的鉆孔130，以將凸緣120和凸緣殼體150聯(lián)接在一起。
[0055]現(xiàn)在參照圖3、4和6，護(hù)罩組件100還可包括擋板108。擋板108可徑向地配置在懸架104與護(hù)罩組件100的護(hù)罩102之間。特別地，圖3、4和6中例示的擋板108未示出用于冷卻目的用于冷卻流發(fā)送的各種孔。
[0056]類似于護(hù)罩102和懸架103，擋板108可包括擋板主體180和一個(gè)或更多個(gè)凸緣板190，凸緣板190從擋板主體180，諸如從其外表面186延伸。如圖所示，各凸緣板190可大體上軸向地定向。此外，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔192可限定在各凸緣板190中，且各鉆孔192可大體上周向地延伸穿過凸緣板190。在組裝后，凸緣殼體160可大體上容納一個(gè)或更多個(gè)凸緣板190以及凸緣120，使得凸緣板190和凸緣120大體上配置在其中。銷106還可延伸穿過鉆孔192以將凸緣板190聯(lián)接至凸緣120和凸緣殼體160。
[0057]類似于護(hù)罩102和懸架104，在一些實(shí)施例中，擋板108的鉆孔190可與中心線140對齊，使得中心線140大體上穿過鉆孔192的中心。然而，在示范實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)鉆孔192可從中心線140軸向地偏移。例如，在一些實(shí)施例中，鉆孔192可朝擋板180的前部表面182軸向地偏移，而在其他實(shí)施例中，鉆孔170可朝擋板180的后部表面184軸向地偏移。在使用多個(gè)凸緣板190的具體示范實(shí)施例中，如圖所示，各凸緣板190的各鉆孔192可從中心線140軸向地偏移。此外，在示范實(shí)施例中，多個(gè)鉆孔192中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝前部表面182軸向地偏移，且多個(gè)鉆孔192中的至少一個(gè)或更多個(gè)朝后部表面184軸向地偏移。例如，大體上周向地鄰近的凸緣板190的偏移可在向前偏移和向后偏移之間交替。
[0058]在示范實(shí)施例中，擋板主體180和凸緣板190(且通常擋板108)可由金屬形成，然而在備選實(shí)施例中，擋板主體180和凸緣板190(且通常擋板108)可由另一合適的材料(諸如CMC材料等)形成。具體而言，在示范實(shí)施例中，擋板主體180和凸緣板190可為一體的且因此通常為單個(gè)構(gòu)件。
[0059]此外，在一些實(shí)施例中，護(hù)罩組件100可包括一個(gè)或更多個(gè)密封部件200。在所示的實(shí)施例中，使用簧片密封件(leaf seal)，然而根據(jù)本公開可使用任何其他合適的密封部件。密封部件200可在懸架104和護(hù)罩102之間延伸且部分地配置在它們內(nèi)。密封部件200還可沿護(hù)罩102和懸架104大體上周向地延伸。例如，密封部件200例如可配置為接近前部表面112和/或接近后部表面114，如圖所示。
[0060]本書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明的可申請專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果此種其他示例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果此種其他示例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則此種其他示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的護(hù)罩組件，所述護(hù)罩組件包括: 懸架，所述懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體、和凸緣殼體，所述后部懸架臂與所述前部懸架臂軸向地間隔，所述懸架主體在所述前部懸架臂與所述后部懸架臂之間延伸，所述凸緣殼體從所述懸架主體延伸，所述懸架還包括鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣殼體； 護(hù)罩，所述護(hù)罩包括護(hù)罩主體和從所述護(hù)罩主體延伸的凸緣，所述護(hù)罩還包括限定在所述凸緣中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣，所述凸緣大體上配置在所述凸緣殼體內(nèi)；和 銷，其大體周向地延伸穿過所述懸架的鉆孔和所述護(hù)罩的鉆孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，其中，所述凸緣殼體包括第一壁和第二壁，所述第二壁與所述第一壁大體上周向地間隔，所述鉆孔限定在所述第一壁或所述第二壁中的一者中，所述凸緣大體上配置在所述第一壁與所述第二壁之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩組件限定周向地延伸的中心線，且其中，所述懸架的鉆孔和所述護(hù)罩的鉆孔從所述中心線軸向地偏移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，其中，所述凸緣殼體為多個(gè)凸緣殼體，所述懸架的鉆孔為多個(gè)鉆孔，所述凸緣為多個(gè)凸緣，且所述護(hù)罩的鉆孔為多個(gè)鉆孔，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)限定在所述多個(gè)凸緣殼體中的一個(gè)中，且所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)限定在所述多個(gè)凸緣中的一個(gè)中。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩組件限定周向地延伸的中心線，且其中，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的各個(gè)從所述中心線軸向地偏移。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的護(hù)罩組件，其中，所述懸架的多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的一個(gè)朝所述前部懸架臂軸向地偏移，且所述懸架的多個(gè)鉆孔中的至少一個(gè)和所述護(hù)罩的多個(gè)鉆孔中的一個(gè)朝所述后部懸架臂軸向地偏移。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，還包括擋板，所述擋板徑向地配置在所述懸架與所述護(hù)罩之間，所述擋板包括擋板主體和從所述擋板主體延伸的凸緣板，所述擋板還包括限定在所述凸緣板中的鉆孔，所述鉆孔在第一開口與第二開口之間大體上周向地延伸穿過所述凸緣板，所述凸緣板大體上配置在所述凸緣殼體內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的護(hù)罩組件，其中，所述擋板由金屬形成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，還包括密封部件，所述密封部件在所述懸架與所述護(hù)罩之間延伸。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩組件，其中，所述護(hù)罩由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料形成。
【文檔編號(hào)】F01D25/24GK106065793SQ201610245931
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月20日 公開號(hào)201610245931.7, CN 106065793 A, CN 106065793A, CN 201610245931, CN-A-106065793, CN106065793 A, CN106065793A, CN201610245931, CN201610245931.7
【發(fā)明人】B.L.海特曼, M.T.拉萬斯基, D.G.塞尼爾
【申請人】通用電氣公司