提供用于燃气涡轮发动机的喷嘴组件。喷嘴组件包括至少两个翼型件，各个翼型件具有外表面,外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧。外端壁设置在各个翼型件的径向外侧，外端壁具有前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面。内端壁设置在各个翼型件的径向内侧，内端壁具有前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面。至少一个分离线间隙设置成邻近分段端壁上的端壁侧表面，分段端壁选自外端壁和内端壁中的至少一个。至少一个分离线间隙在大体轴向方向上定位在各个翼型件之间且延伸在分段端壁的前缘面和后缘面之间。还提供喷嘴支承结构。
【技术实现步骤摘要】
本主题大体涉及燃气涡轮发动机的喷嘴，且更具体而言涉及用于制造具有分离线间隙的喷嘴的装置和方法，分离线间隙构造成减小陶瓷基质复合材料(CMC)构件中的热应力和减少与分离线间隙相关联的寄生泄漏。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体包括处于连续流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在运行中，空气进入压缩机区段的入口，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合和燃烧，以提供燃烧气体，其从燃烧区段传送通过限定在涡轮区段内的热气路径，并且然后通过排气区段排出涡轮区段。在特定构造中，涡轮区段包括处于连续流顺序的高压(HP)涡轮和低压(LP)涡轮。HP涡轮和LP涡轮各自包括多个可旋转涡轮构件(诸如涡轮转子叶片、转子盘和固持件)和多个固定涡轮构件(诸如定子导叶或喷嘴、涡轮护罩和发动机框架)。可旋转和固定涡轮构件至少部分地限定通过涡轮区段的热气路径。随着燃烧气体流过热气路径，热能从燃烧气体传递到可旋转涡轮构件和固定涡轮构件。用于燃气涡轮发动机中的喷嘴和特别地HP涡轮喷嘴通常布置成翼型件形导叶阵列，其延伸在环形内和外端壁之间，环形内和外端壁限定通过喷嘴的主要流径。具有整体内和外端壁的喷嘴经历热应力集中，因为喷嘴组件有封闭结构。布置成环形阵列的相邻的喷嘴的构件的热应力和泄漏对于最佳燃气涡轮发动机性能是特别受关注的。喷嘴材料的膨胀和收缩影响相邻的喷嘴和特别地翼型件的特征之间的尺寸。大体合乎需要的是，在喷嘴经历许多热应力循环时，这些设计尺寸保持在期望预定公差内，以便有最佳燃气涡轮发动机性能。如果这些尺寸中的一些小于预定最佳范围，则燃气涡轮发动机压缩机可失速。如果大于预定最佳范围，则燃气涡轮发动机的效率可降低。因此，期望一种用于制造CMC喷嘴的改进的装置和方法。特别地，将有利的是一种用于制造喷嘴的方法和装置，喷嘴限制由于膨胀和收缩引起的热应力，在关键设计尺寸上保持公差且减少与CMC构件中的分离线间隙相关联的寄生泄漏。
技术实现思路
将在以下描述中部分地阐述本专利技术的各方面和优点，或者根据该描述，本专利技术的各方面和优点可为明显的，或者可通过实践本专利技术来学习本专利技术的各方面和优点。大体提供悬臂装置，其限制CMC构件中的热应力和与分离线间隙相关联的泄漏，以及提供用于制造这种喷嘴的方法。根据一个实施例，悬臂喷嘴包括至少两个翼型件，其构造成悬臂型式，各个翼型件具有外表面，外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧。外端壁设置在各个翼型件的径向外侧，外端壁限定前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面。内端壁设置在各个翼型件的径向内侧，内端壁限定前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面。外端壁和内端壁中的仅一个为分段的而另一个端壁为整体的。至少一个分离线间隙设置在分段端壁上，邻近端壁侧表面。至少一个分离线间隙在大体轴向方向上定位在各个翼型件之间且延伸在分段端壁的前缘面和后缘面之间。根据另一个实施例，悬臂喷嘴包括至少两个翼型件，其构造成鲱鱼骨型式，各个翼型件具有外表面，外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧。外端壁设置在各个翼型件的径向外侧，外端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面。内端壁设置在各个翼型件的径向内侧，内端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面。至少两个分离线间隙交替地设置在外端壁和内端壁上，邻近端壁侧表面。至少两个分离线间隙在大体轴向方向上定位在翼型件之间且延伸在外端壁或内端壁的前缘面和后缘面之间。根据另一个实施例，公开一种制造喷嘴组件的装置和方法。喷嘴组件包括至少两个翼型件，各个翼型件具有外表面，外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧。外端壁设置在各个翼型件的径向外侧，外端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面。内端壁设置在各个翼型件的径向内侧，内端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面。至少一个分离线间隙设置成邻近分段端壁上的侧表面，分段端壁选自外端壁和内端壁中的至少一个。至少一个分离线间隙在大体轴向方向上定位在各个翼型件之间且延伸在所述分段端壁的前缘面和后缘面之间。喷嘴支承结构包括支柱，其延伸通过各个翼型件、喷嘴的外端壁和喷嘴的内端壁。外吊架设置在各个翼型件的径向外侧，外吊架包括沿径向面向内的端表面，其邻近所述外端壁的面向外的端表面。内吊架设置在各个翼型件的径向内侧，内吊架包括沿径向面向外的端表面，其邻近所述内端壁的面向内的端表面。在一些实施例中，第一喷嘴组件的支柱连结到第一喷嘴组件的内吊架或外吊架中的至少一个，而第二喷嘴组件的支柱连结到第二喷嘴组件的内吊架或外吊架中的至少一个。在其它实施例中，第一喷嘴组件的支柱连接到第一喷嘴组件的内吊架或外吊架中的至少一个，而第二喷嘴组件的支柱连接到第二喷嘴组件的内吊架或外吊架中的至少一个。技术方案1.一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴，所述喷嘴包括：至少两个翼型件，其构造成悬臂型式，各个翼型件具有外表面，所述外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧；外端壁，其设置在各个翼型件的径向外侧，所述外端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面；内端壁，其设置在各个翼型件的径向内侧，所述内端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面；其中，所述外端壁和所述内端壁中的一个为分段端壁，而另一个为整体端壁；和至少一个分离线间隙，其设置在所述分段端壁上，邻近端壁侧表面，所述至少一个分离线间隙在大体轴向方向上定位在各个翼型件之间且延伸在所述分段端壁的前缘面和后缘面之间。技术方案2.根据技术方案1所述的喷嘴，其特征在于，所述至少两个翼型件构造成环形阵列。技术方案3.根据技术方案2所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴为涡轮风扇中的固定定子导叶喷嘴。技术方案4.根据技术方案3所述的喷嘴，其特征在于，进一步包括：至少一个护罩组件。技术方案5.根据技术方案4所述的喷嘴，其特征在于，所述护罩组件围绕所述固定定子导叶喷嘴形成环形环。技术方案6.根据技术方案1所述的喷嘴，其特征在于，所述至少两个翼型件大体为中空的。技术方案7.根据技术方案1所述的喷嘴，其特征在于，所述内端壁进一步包括选自下者的至少一个侧表面：压力侧斜面、吸力侧斜面。技术方案8.根据技术方案1所述的喷嘴，其特征在于，所述外端壁进一步包括选自下者的至少一个侧表面：压力侧斜面、吸力侧斜面。技术方案9.根据技术方案1所述的喷嘴，其特征在于，所述至少两个翼型件、外端壁和内端壁由选自下者的至少一种材料形成：复合材料、陶瓷基质复合材料、塑料和金属。技术方案10.一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴，所述喷嘴包括：至少两个翼型件，其构造成鲱鱼骨型式，各个翼型件具有外表面，所述外表面限定延伸在前缘和后缘之间的压力侧和吸力侧；外端壁，其设置在各个翼型件的径向外侧，所述外端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向外的端表面；内端壁，其设置在各个翼型件的径向内侧，所述内端壁包括前缘面、后缘面和沿径向面向内的端表面；和至少两个分离线间隙，其交替地设置在所述外端壁和所述内端壁上，邻近端壁侧表面，所述至少两个分离线间隙在大体轴向方向上定位在所述翼型件之间且延伸在所述外端壁或所述内端壁的前缘面和后缘面之间。技术方案11.根据技术方案10所述的喷嘴，其特征在于，所述至少两个翼型件构造成环形阵列。技术方案12.根据技术方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机(10)的喷嘴组件(100)，所述喷嘴组件(100)包括：至少两个翼型件(110)，各个翼型件(110)具有外表面，所述外表面限定延伸在前缘(116)和后缘(118)之间的压力侧(112)和吸力侧(114)；外端壁(130)，其设置在各个翼型件(110)的径向外侧，所述外端壁(130)包括前缘面(136)、后缘面(137)和沿径向面向外的端表面(132)；内端壁(120)，其设置在各个翼型件(110)的径向内侧，所述内端壁(120)包括前缘面(126)、后缘面(127)和沿径向面向内的端表面(121)；和至少一个分离线间隙(200)，其设置成邻近分段端壁的端壁侧表面，所述分段端壁选自所述外端壁(130)和所述内端壁(120)中的至少一个，所述至少一个分离线间隙(200)在大体轴向方向上定位在各个翼型件(110)之间且延伸在所述分段端壁的前缘面(136)和后缘面(137)之间，和喷嘴支承结构(108)，所述喷嘴支承结构(108)包括：支柱(140)，其延伸通过各个翼型件(110)、所述喷嘴(102)的外端壁(130)和所述喷嘴(102)的内端壁(120)；外吊架(160)，其设置在各个翼型件(110)的径向外侧，所述外吊架(160)包括沿径向面向内的端表面(161)，其邻近所述外端壁的面向外的端表面(132)；和内吊架(150)，其设置在各个翼型件(110)的径向内侧，所述内吊架(150)包括沿径向面向外的端表面(151)，其邻近所述内端壁的面向内的端表面(121)。...
【技术特征摘要】
2015.08.18 US 14/8285801.一种用于燃气涡轮发动机(10)的喷嘴组件(100)，所述喷嘴组件(100)包括：至少两个翼型件(110)，各个翼型件(110)具有外表面，所述外表面限定延伸在前缘(116)和后缘(118)之间的压力侧(112)和吸力侧(114)；外端壁(130)，其设置在各个翼型件(110)的径向外侧，所述外端壁(130)包括前缘面(136)、后缘面(137)和沿径向面向外的端表面(132)；内端壁(120)，其设置在各个翼型件(110)的径向内侧，所述内端壁(120)包括前缘面(126)、后缘面(127)和沿径向面向内的端表面(121)；和至少一个分离线间隙(200)，其设置成邻近分段端壁的端壁侧表面，所述分段端壁选自所述外端壁(130)和所述内端壁(120)中的至少一个，所述至少一个分离线间隙(200)在大体轴向方向上定位在各个翼型件(110)之间且延伸在所述分段端壁的前缘面(136)和后缘面(137)之间，和喷嘴支承结构(108)，所述喷嘴支承结构(108)包括：支柱(140)，其延伸通过各个翼型件(110)、所述喷嘴(102)的外端壁(130)和所述喷嘴(102)的内端壁(120)；外吊架(160)，其设置在各个翼型件(110)的径向外侧，所述外吊架(160)包括沿径向面向内的端表面(161)，其邻近所述外端壁的面向外的端表面(132)；和内吊架(150)，其设置在各个翼型件(110)的径向内侧，所述内吊架(150)包括沿径向面向外的端...
【专利技术属性】
技术研发人员：MR蒂尔特谢尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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