用于燃气涡轮发动机的混合喷嘴节段组件制造技术

本发明专利技术涉及用于燃气涡轮发动机的混合喷嘴节段组件。具体而言，用于燃气涡轮发动机的喷嘴节段组件可大体上包括内和外圈支撑件节段和喷嘴整流件，该喷嘴整流件定位在内和外圈支撑件节段之间。该喷嘴整流件可由陶瓷基质复合(CMC)材料形成且可包括外端壁和内端壁二者。此外，该喷嘴整流件可包括在该内和外端壁之间延伸的支柱导叶。该喷嘴节段组件还可包括金属支柱和至少一个辅助导叶，该金属支柱穿过该支柱导叶在该外和内圈支撑件之间延伸，该至少一个辅助导叶构造成被接收穿过该喷嘴整流件的外端壁或内端壁中的至少一者，使得该至少一个辅助导叶在邻近该支柱导叶的场所处在该内和外端壁之间延伸。

【技术实现步骤摘要】

本主题大体涉及燃气涡轮发动机，且更具体而言，涉及用于燃气涡轮发动机的混合喷嘴节段组件。
技术介绍
燃气涡轮发动机包括涡轮机核心，该涡轮机核心以依次流过的关系具有高压压缩机、燃烧器、和高压涡轮(“HPT”)。该核心能够以已知的方式操作，以生成主气流。高压涡轮包括静止导叶或喷嘴的环形阵列(“排”)，其将离开燃烧器的气体引导到旋转的叶片或动叶中。一排喷嘴和一排叶片共同地构成“级”。典型地，以依次流过的关系使用两个或更多个级。这些构件在极端高温环境中操作，且因此必须经常通过空气流来冷却，以确保足够的使用寿命。由于燃气涡轮发动机内的操作温度，期望利用具有低热膨胀系数的材料。例如，为了在此种艰苦的温度和压力条件中有效地操作，已研发了复合材料，诸如陶瓷基质复合(CMC)材料。CMC材料提供优于金属材料的温度和密度优点二者，从而使该材料为用于制作高温、热气体路径构件的合乎需要的选项。然而，CMC材料还具有独特的机械特性，必须在燃气涡轮发动机的内部内的此种材料的设计和应用期间考虑该机械特性。例如，CMC材料与金属材料相比具有相对低的拉伸延性或低断裂应变。结果，在燃气涡轮发动机的操作期间经常不装备基于CMC的构件以处理相当大的机械负载。在这点上，已尝试由CMC材料形成喷嘴导叶以增强此种构件的高温性能。然而，这些现有的尝试尚未完全地解决喷嘴导叶的机械负载问题，从而导致基于CMC的构件的耐用性难题。因此，提供用于基于CMC的喷嘴导叶的增强机械支撑的改进的喷嘴节段组件在本技术中将是受欢迎的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可从描述变得明显，或可通过本专利技术的实施而习得。在一个方面中，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的喷嘴节段组件。该喷嘴节段组件可大体上包括外圈支撑件节段和内圈支撑件节段。该喷嘴节段组件可包括喷嘴整流件，该喷嘴整流件定位在内和外圈支撑件节段之间。该喷嘴整流件可由陶瓷基质复合(CMC)材料形成且可包括外端壁和内端壁二者，该外端壁构造成定位为邻近该外圈支撑件节段，该内端壁构造成定位为邻近该内圈支撑件节段。此外，该喷嘴整流件包括在该内和外端壁之间延伸的支柱导叶。该喷嘴节段组件还可包括金属支柱和至少一个辅助导叶，该金属支柱穿过该支柱导叶在该外和内圈支撑件之间延伸，该至少一个辅助导叶构造成被接收穿过该喷嘴整流件的外端壁或内端壁中的至少一者，使得该至少一个辅助导叶在邻近该支柱导叶的场所处在该内和外端壁之间延伸。在另一方面中，本主题涉及燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发动机可大体上包括压缩机、与该压缩机流动连通的燃烧器、和涡轮，该涡轮构造成接收来自该燃烧器的燃烧产物。该涡轮可包括涡轮喷嘴，该涡轮喷嘴具有喷嘴节段组件的环形阵列。各喷嘴节段组件可大体上包括外圈支撑件节段、内圈支撑件节段和喷嘴整流件，该喷嘴整流件定位在该内和外圈支撑件节段之间。该喷嘴整流件可由陶瓷基质复合(CMC)材料形成且可包括外端壁和内端壁二者，该外端壁构造成定位为邻近该外圈支撑件节段，该内端壁构造成定位为邻近该内圈支撑件节段。此外，该喷嘴整流件可包括在该内和外端壁之间延伸的支柱导叶。各嘴节段组件还可包括金属支柱和至少一个辅助导叶，该金属支柱穿过该支柱导叶在该外和内圈支撑件之间延伸，该至少一个辅助导叶构造成被接收穿过该喷嘴整流件的外端壁或内端壁中的至少一者，使得该至少一个辅助导叶在邻近该支柱导叶的场所处在该内和外端壁之间延伸。技术方案1：一种用于燃气涡轮发动机10的喷嘴节段组件102，所述喷嘴节段组件102包括：外圈支撑件节段116和内圈支撑件节段114；喷嘴整流件104，其定位在所述内和外圈支撑件节段114、116之间，所述喷嘴整流件104由陶瓷基质复合CMC材料形成，所述喷嘴整流件104包括外端壁110和内端壁108，所述外端壁110构造成定位为邻近所述外圈支撑件节段116，所述内端壁108构造成定位为邻近所述内圈支撑件节段114，所述喷嘴整流件104还包括支柱导叶106，所述支柱导叶106在所述内和外端壁108、110之间延伸；金属支柱，其在外和内圈支撑件116、114之间延伸穿过所述支柱导叶106；和至少一个辅助导叶112，其构造成被接收穿过所述喷嘴整流件104的外端壁110或内端壁108中的至少一者，使得所述至少一个辅助导叶112在邻近所述支柱导叶106的场所处在所述内和外端壁108、110之间延伸。技术方案2：根据技术方案1所述的喷嘴节段组件，其中，所述外端壁110限定外槽道146且所述内端壁108限定内槽道，其中，所述至少一个辅助导叶112的分开的部分构造成被接收在所述外和内槽道内。技术方案3：根据技术方案2所述的喷嘴节段组件，其中，所述至少一个辅助导叶112在外导叶端部132与内导叶端部130之间径向地延伸，所述至少一个辅助导叶112构造成延伸穿过所述内和外槽道144、146，使得所述外导叶端部132从所述外端壁110径向向外延伸，且所述内导叶端部130从所述内端壁108径向向内延伸。技术方案4：根据技术方案3所述的喷嘴节段组件，其中，所述外导叶端部132构造成被接收在限定在所述外圈支撑件116中的导叶凹处内。技术方案5：根据技术方案4所述的喷嘴节段组件，其中，所述至少一个辅助导叶112包括安装突片，所述安装突片从所述外导叶端部132延伸，所述安装突片限定通孔，所述通孔构造成接收安装销，以用于将所述至少一个辅助导叶112联接至所述外圈支撑件116。技术方案6：根据技术方案3所述的喷嘴节段组件，其中，所述内导叶端部130构造成被接收在限定在所述内圈支撑件114中的导叶凹处内。技术方案7：根据技术方案6所述的喷嘴节段组件，其中，所述内导叶端部130构造成联接在所述凹处内。技术方案8：根据技术方案1所述的喷嘴节段组件，其中，所述内和外端壁108、110和所述支柱导叶106作为单个整体构件而一体地形成。技术方案9：根据技术方案1所述的喷嘴节段组件，其中，所述金属支柱从所述外圈支撑件116穿过所述支柱导叶106径向向内延伸。技术方案10：根据技术方案9所述的喷嘴节段组件，其中，所述外圈支撑件节段116包括外环带节段170，所述金属支柱和所述外环带节段170作为单个整体构件而一体地形成。技术方案11：根据技术方案9所述的喷嘴节段组件，其中，所述金属支柱从所述外圈支撑件116径向向内地延伸至末梢端部193，所述末梢端部193构造成被接收在限定在所述内圈支撑件节段114中的支柱凹处192内。技术方案12：根据技术方案1所述的喷嘴节段组件，其中，当所述支柱190被接收在所述支柱导叶内106时，间隙194限定在所述支柱导叶106的内表面与所述支柱190的外表面之间。技术方案13：根据技术方案12所述的喷嘴节段组件102，其中，所述间隙194构造成接收冷却介质，以用于冷却所述支柱导叶106或所述支柱190中的至少一者。技术方案14：一种燃气涡轮发动机，包括：压缩机；燃烧器，其与所述压缩机流动连通；和涡轮，其构造成接收来自所述燃烧器的燃烧产物，所述涡轮包括涡轮喷嘴，所述涡轮喷嘴具有喷嘴节段组件的环状阵列，所述喷嘴节段组件中的各个包括：外圈支撑件节段116和内圈支撑件节段114；喷嘴整流件104，其定位在所述内和外圈支撑件节段114、116之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机(10)的喷嘴节段组件(102)，所述喷嘴节段组件(102)包括：外圈支撑件节段(116)和内圈支撑件节段(114)；喷嘴整流件(104)，其定位在所述内和外圈支撑件节段(114、116)之间，所述喷嘴整流件(104)由陶瓷基质复合(CMC)材料形成，所述喷嘴整流件(104)包括外端壁(110)和内端壁(108)，所述外端壁(110)构造成定位为邻近所述外圈支撑件节段(116)，所述内端壁(108)构造成定位为邻近所述内圈支撑件节段(114)，所述喷嘴整流件(104)还包括支柱导叶(106)，所述支柱导叶(106)在所述内和外端壁(108、110)之间延伸；金属支柱，其在外和内圈支撑件(116、114)之间延伸穿过所述支柱导叶(106)；和至少一个辅助导叶(112)，其构造成被接收穿过所述喷嘴整流件(104)的外端壁(110)或内端壁(108)中的至少一者，使得所述至少一个辅助导叶(112)在邻近所述支柱导叶(106)的场所处在所述内和外端壁(108、110)之间延伸。

【技术特征摘要】
2015.03.30 US 14/6723801.一种用于燃气涡轮发动机(10)的喷嘴节段组件(102)，所述喷嘴节段组件(102)包括：外圈支撑件节段(116)和内圈支撑件节段(114)；喷嘴整流件(104)，其定位在所述内和外圈支撑件节段(114、116)之间，所述喷嘴整流件(104)由陶瓷基质复合(CMC)材料形成，所述喷嘴整流件(104)包括外端壁(110)和内端壁(108)，所述外端壁(110)构造成定位为邻近所述外圈支撑件节段(116)，所述内端壁(108)构造成定位为邻近所述内圈支撑件节段(114)，所述喷嘴整流件(104)还包括支柱导叶(106)，所述支柱导叶(106)在所述内和外端壁(108、110)之间延伸；金属支柱，其在外和内圈支撑件(116、114)之间延伸穿过所述支柱导叶(106)；和至少一个辅助导叶(112)，其构造成被接收穿过所述喷嘴整流件(104)的外端壁(110)或内端壁(108)中的至少一者，使得所述至少一个辅助导叶(112)在邻近所述支柱导叶(106)的场所处在所述内和外端壁(108、110)之间延伸。2.根据权利要求1所述的喷嘴节段组件，其中，所述外端壁(110)限定外槽道(146)且所述内端壁(108)限定内槽道，其中，所述至少一个辅助导叶(112)的分开的部分构造成被接收在所述外和内槽道内。3.根据权利要求2所述的喷嘴节段组件，其中，所述至少一个辅助导叶(112)在外...

【专利技术属性】
技术研发人员：MM韦弗，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US