CMC护罩支撑系统技术方案

提供了一种护罩和护罩吊架，其中至少护罩由陶瓷基质复合物材料形成。护罩和吊架沿周向方向延伸。大体上C形的夹具沿径向延伸以将吊架和护罩固持在一起。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

公开的实施例大体上关于用于燃气涡轮发动机的护罩。更具体而言，但不作为限制，提出的实施例涉及用于燃气涡轮发动机中的陶瓷基质复合物(CMC)护罩支撑系统，其包括用于连接CMC护罩的夹紧结构。

技术介绍

典型的燃气涡轮发动机大体上拥有前端和后端，其若干核心或推进构件沿轴向定位在其间。空气入口或进气口位于发动机的前端处。按顺序朝后端移动，进气口随后是压缩机、燃烧室和涡轮。本领域的技术人员将容易清楚的是，额外的构件还可包括在发动机中，例如，诸如低压压缩机和高压压缩机以及低压涡轮和高压涡轮。然而，这不是详尽的清单。发动机通常还具有内部轴，其沿发动机的中心纵轴线轴向地设置。内部轴连接到涡轮和空气压缩机两者，使得涡轮提供旋转输入给空气压缩机以驱动压缩机叶片。
在操作中，空气在压缩机中加压，且在燃烧器中与燃料混合以用于生成热燃烧气体，热燃烧气体向下游流过涡轮级。这些涡轮级从燃烧气体获得能量。多级高压涡轮首先通过从支撑转子盘沿径向向外延伸的成排高压涡轮转子叶片从燃烧器接收热燃烧气体。低压涡轮可设置在高压涡轮下游，以用于将热能进一步转换成机械能。
护罩组件环绕涡轮转子，且限定用于流过涡轮的燃烧气体的外边界。涡轮护罩可为单个整体结构，或可由多个节段形成。一些已知的护罩组件包括联接到发动机的外壳的护罩吊架以向定位在涡轮叶片的末梢附近或径向外侧的多个护罩提供支撑。
已经提出了用于将护罩安装至护罩吊架的各种结构。护罩和吊架的一些当前布置对于将护罩固持就位仅具有有限的成功。例如，一些方法包括在护罩吊架与护罩之间延伸的安装螺栓。然而，该方法可导致螺栓上的不可接受的弯曲负载。
此外，护罩上的压力负载导致沿远离吊架和朝向叶片的方向推动护罩的径向力。当护罩沿径向向内移动时，护罩可干扰叶片的移动，引起对叶片末梢的不适当破坏。因此，需要一些结构以在发动机操作期间抵抗该力。
作为备选，当此径向运动在沿径向向外的相反方向未适当地限制时，护罩可从相邻的叶片末梢移动太远，从而允许空气泄漏和降低效率。
如前文可见，将期望的是利用燃气涡轮发动机构件来克服这些和其它不足。此外，将期望的是限制护罩吊架与护罩之间的相对径向移动。

技术实现思路

根据本实施例，提供了一种护罩和护罩吊架，其中至少一个护罩由陶瓷基质复合物材料形成。护罩和吊架沿周向方向延伸。大体上C形的夹具沿径向延伸以将吊架和护罩固持在一起。
根据一些实施例，一种分段式护罩组件包括：护罩吊架，其沿周向方向延伸且具有轴向维度；设置在轴向前端与轴向后端之间且沿周向延伸的腔；设置在腔内的陶瓷基质复合物(CMC)护罩，CMC护罩具有下壁、至少一个侧壁、至少一个上壁和至少一个部分中空的内部；连接护罩吊架和CMC护罩的C形夹具，C形夹具设置在护罩吊架的端部处且接合上壁的下表面。
可选地，夹具可具有用于接合护罩吊架和CMC护罩的上肋部和下肋部。分段式护罩组件还可包括定位在至少部分中空的内部内的挡板。分段式护罩组件其中的C形夹具延伸到护罩吊架中的凹部中。凹部可形成为允许C形夹具与护罩吊架的削减面齐平配合。CMC护罩可具有上壁中的开口。开口可在第一上壁与第二上壁之间居中。CMC护罩还可包括护罩的端部处的第二开口。护罩还可包括从第一上壁和第二上壁中的一者悬垂的支撑件。分段式护罩组件其中的第一上壁和第二上壁中的一者设置在CMC护罩的端部处。分段式护罩组件其中的第一上壁和第二上壁中的另一者设置在CMC护罩的端部附近。分段式护罩组件其中的支撑件具有沿周向维度的宽度，其大于第一上壁和第二上壁中的所述一者的宽度。分段式护罩组件其中的开口设置在上壁的周向端部处。护罩可具有设置在至少一个上壁上的隔离物。分段式护罩组件其中的C形夹具限制护罩沿径向方向的运动。分段式护罩组件其中的C形夹具设置在护罩的至少一端或护罩的端部的中间中的一者处。
所有以上提出的特征应理解为仅为示例性的，且本专利技术的许多特征和目的可从本公开内容收集到。因此，在不进一步阅读全部说明书、权利要求和由此包括的附图的情况下应理解该概述的非限制性阐释。
附图说明
通过结合附图参照实施例的以下描述，这些示例性实施例的上文提到的和其它特征和优点，以及实现它们的方式将变得更清楚，且C形夹具支撑的分段式护罩将变得更好理解，在附图中：
图1为燃气涡轮发动机的示例性实施例的侧部截面视图；
图2为C形夹具支撑的护罩的分解装配视图；
图3为图2的实施例的装配好的视图；
图4为包括挡板的C形夹具支撑的护罩的备选实施例；
图5为结合C形夹具支撑的组件使用的护罩的第一实施例；
图6为结合C形夹具支撑的组件使用的护罩的第二实施例；
图7为结合C形夹具支撑的组件使用的护罩的第三实施例；
图8为结合C形夹具支撑的组件使用的护罩的第四实施例；以及
图9为结合C形夹具支撑的组件使用的护罩的第五实施例。
具体实施方式
现在将详细参照提供的实施例，其中一个或多个示例在附图中示出。各个示例通过阐释提供，而不限制公开的实施例。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在出现的实施例中作出各种改型和变型，而不脱离本公开内容的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可结合另一个实施例使用以产生更进一步的实施例。因此，意在使本专利技术覆盖落在所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。
参看图1-图9，绘出了C形夹具支撑的陶瓷基质复合物(\CMC\)护罩支撑系统的各种实施例。护罩和护罩吊架由C形夹具连接以限制两个构件之间的相对径向运动。护罩可具有各种形式，以便与护罩吊架一起作用。护罩吊架系统可用于燃气涡轮发动机的各个部分中，包括但不限于高压涡轮和低压涡轮以及压缩机。所有这些特征改善制造、操作或性能中的任一者或所有。
如本文使用的用语\轴向\或\轴向地\是指沿发动机的纵轴线的维度。连同\轴向\或\轴向地\使用的用语\前\是指朝发动机入口的方向移动，或构件相比于另一个构件相对更接近发动机入口。连同\轴向\或\轴向地\使用的用语\后\是指朝发动机喷嘴的方向移动，或构件相比于另一个构件相对更接近发动机喷嘴。
如本文使用的用语\径向\或\径向地\是指发动机的中心纵轴线与发动机外周之间延伸的维度。以其自身或结合用语\径向\或\径向地\使用的用语\近侧\或\向近侧\是指沿朝中心纵轴线的方向移动，或构件相比于另一个构件相对更接近中心纵轴线。以其自身或结合用语\径向\或\径向地\使用的用语\远侧\或\向远侧\是指沿朝发动机外周的方向移动，或构件相比于另一个构件相对更接近发动机外周。
如本文使用的用语\侧向\或\沿侧向\是指垂直于轴向维度和径向维度两者的维度。
首先参看图1，示出了燃气涡轮发动机10的示意性侧部截面视图。涡轮的功能在于从高压和高温燃烧气体获得能量，且将能量转换成机械能来做功。涡轮10具有发动机入口端12，其中空气进入核心或推进器13，其大体上由多级高压压缩机14、燃烧器16和多级高压涡轮20限定。总起来说，推进器13在操作期间提供推力或动力。燃气涡轮10可用于航空、发电、工业、船舶等。
在操作中，空气穿过发动机10的空气入口端12进入，且移动穿过至少一个压缩级，在该处，空气压力增大且引导至燃烧器16。压缩的空气与燃料混合且焚烧，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式护罩组件，包括：沿周向方向延伸且具有轴向维度的护罩吊架，设置在轴向前端与轴向后端之间且沿周向延伸的腔；设置在所述腔内的陶瓷基质复合物(CMC)护罩；所述CMC护罩具有下壁、至少一个侧壁、至少一个上壁和至少部分中空的内部；以及，连接所述护罩吊架和所述CMC护罩的C形夹具；所述C形夹具设置在所述护罩吊架的端部处且接合所述上壁的下表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 US 61/9151141.一种分段式护罩组件，包括：
沿周向方向延伸且具有轴向维度的护罩吊架，设置在轴向前端与轴向后端之间且沿周向延伸的腔；
设置在所述腔内的陶瓷基质复合物(CMC)护罩；
所述CMC护罩具有下壁、至少一个侧壁、至少一个上壁和至少部分中空的内部；以及，
连接所述护罩吊架和所述CMC护罩的C形夹具；
所述C形夹具设置在所述护罩吊架的端部处且接合所述上壁的下表面。
2.根据权利要求1所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述夹具有上肋部和下肋部以用于接合所述护罩吊架和所述CMC护罩。
3.根据权利要求1所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述组件还包括定位在所述至少部分中空的内部内的挡板。
4.根据权利要求1所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述C形夹具延伸到所述护罩吊架中的凹部中。
5.根据权利要求4所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述凹部形成为允许所述C形夹具与所述护罩吊架的削减面齐平配合。
6.根据权利要求1所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述CMC护罩具有所述上壁中的开口。
7.根据权利要求6所述的分段式护罩组件，其特征在于，所述开口在第一上壁与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD沙皮罗，RL道蒂，MJ弗兰克斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US