多件式护罩悬挂器组件制造技术

对于可由具有不同热膨胀系数的材料形成的构件，提供了护罩悬挂器组件(30)或护罩组件。该组件包括多件式悬挂器(32)，其包括位于第一悬挂器部分(34)与第二悬挂器部分(36)之间的腔中的护罩(50)。护罩(50)可由低热膨胀系数的材料形成，所述材料可具有与限定护罩悬挂器(32)的材料不同的热膨胀系数。通过作用于悬挂器(32)与还形成密封件的护罩(50)之间的力而使护罩(50)偏转。密封件补偿整个发动机操作范围期间的护罩(50)与悬挂器(32)之间的不同的热生长率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于联邦政府资助的研究的声明无。对相关文献的交叉引用本申请主张JasonDavidShapiro等人于2014年6月12日提交的标题为“护罩悬挂器组件”的美国临时专利申请序号No.62/011244的优先权，该美国临时专利申请的公开通过引用而结合于本文中。
本实施方案涉及用于在燃气涡轮发动机中使用的护罩悬挂器组件。更具体而言，本实施例涉及具有在后端被偏置的护罩的护罩悬挂器组件，但不限于此。背景燃气涡轮发动机包括涡轮机械核心，涡轮机械核心按照顺序流动的关系具有高压压缩机、燃烧器以及高压涡轮(“HPT”)。核心可按已知的方式运行，以生成主气流。高压涡轮包括将退出燃烧器的气体引导至旋转叶片或轮叶中的固定导叶或喷嘴的环形阵列(“排”)。一排喷嘴和一排叶片共同地组成“级”。典型地，按照顺序流动的关系使用两级或更多级。这些构件在极高的温度环境下运行，并且，必须通过空气流而冷却，以确保足够的使用寿命。由于燃气涡轮发动机的主流路内的运行温度，理想的是，利用热膨胀系数高或能够耐高温的材料。例如，为了在这样的剧烈的温度和压力条件下有效地运行，提出了复合材料，且具体地，例如，陶瓷基复合材料(CMC)。这些热膨胀系数高的材料具有比金属零件更高的承温能力。如果能够减少用于零件的冷却空气，则发动机内的更高的运行温度导致更高的发动机效率。并且，这些材料可以是比传统上使用的金属更轻的重量。例如，CMC可以要求较少的冷却空气。然而，这样的CMC及其他热膨胀系数高的材料具有在CMC的设计和应用的期间必须考虑的机械性质。在与金属材料相比时，CMC材料具有相对较低的拉伸塑性或相对较低的断裂应变。同样，CMC材料具有与用作CMC类型的材料的约束支架或悬挂器的金属合金显著地不同的热膨胀系数。热膨胀系数高的材料的一种理想使用是用于涡轮护罩中。然而，关于护罩悬挂器组件，已知存在各种问题。例如，一些组件利用单件式悬挂器构造，其在护罩插入至护罩悬挂器的腔中期间偏转分开。由于悬挂器和护罩的膨胀系数的差异，要求在组件处的这种干涉。然而，该机械偏转可能导致护罩的定位期间的悬挂器臂的弯曲或甚至屈服，这是非所需的，并且，可能导致高温下的过早变形和泄漏。因此，具有更容易地组装且将不导致悬挂器的屈服的组件的方案将是理想的。如文所述，必须将护罩悬挂器组件适当地密封。由于不同的材料的零件的热生长而出现这样的密封问题。这样的生长可能导致密封表面之间的间隙，并且，可能是非所需的。这样的方案用来克服这些及其他缺陷将是理想的，即：提供护罩悬挂器组件，该护罩悬挂器组件在不同材料的零件之间的分界面处提供了密封，并且，使补偿它们之间的不同热生长所要求的组件处的偏转最小化。本说明书的此背景部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本专利技术范围的主题。概述针对可由具有不同热膨胀系数的材料形成的构件，而提供护罩悬挂器组件或护罩组件。该组件包括多件式悬挂器，多件式悬挂器包括定位于第一悬挂器部分与第二悬挂器部分之间的腔中的护罩。护罩可以由可具有与限定护罩悬挂器的材料不同的热膨胀系数的高热膨胀系数的材料形成。通过在悬挂器与还形成密封件的护罩之间起作用的力而使护罩偏转。密封件补偿在整个发动机操作范围期间在护罩与悬挂器之间的不同热生长率。根据一些实施例，用于尺寸不相容的构件的护罩组件包括：发动机外壳；多件式护罩悬挂器组件，由第一材料形成；护罩悬挂器，具有前部悬挂器部分和后部悬挂器部分，护罩悬挂器与发动机外壳连接；护罩，由与第一材料不同的热膨胀系数低的第二材料形成，护罩设置于前部悬挂器部分与后部悬挂器部分之间，至少一个冷却通道延伸至所述护罩悬挂器组件的前部悬挂器部分中，从而对护罩进行冲击冷却，其中，前部悬挂器部分和后部悬挂器部分中的至少一者对护罩施加轴向干涉力，即，抵靠所述护罩的后端和前端之一而起作用的偏置力。提供本概述，以便以简化的形式引入将在“详细描述”中如下文进一步描述的构思选择。本概述并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。所有的上述特征都将被理解为只是示例性的，并且可以从本公开中收集关于结构和方法的更多的特征和目的。对本专利技术的特征、细节、实用性以及优点的更全面的展示，将在以下对本专利技术各种实施例的书面描述中提供，在附图中图示，并且在所附权利要求中限定。因此，无需进一步阅读整个说明书以及包括在一起的权利要求及附图，这无法理解对概述的限制性解释。附图简述通过参考下文的描述连同附图，这些实施例的上述特征和优点及其他特征和优点以及实现它们的方式将更显而易见，并且可以更好地理解实施例，其中：图1是示例性的燃气涡轮发动机的侧视截面图；图2是示例性的护罩悬挂器组件的周向截面图；图3是护罩悬挂器组件的实施例的侧视截面图；图4是护罩悬挂器组件的一实施例的备选的侧视截面图；图5是护罩悬挂器组件的一实施例的又一备选的侧视截面图；图6是将护罩悬挂器组件的组装排序的等距截面；图7是将护罩悬挂器组件的又一组装排序的等距截面；图8是将护罩悬挂器组件的又一组装排序的等距截面；并且，图9是护罩悬挂器组件的又一备选的实施例。详细描述要理解到，所描绘的实施例在应用中不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的构件的构造和布置的细节。所描绘的实施例能够是其他实施例，并且，能够以各种方式实践或执行。各示例通过对所公开的实施例进行解释而非限制的方式来提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开的范围或实质的情况下，可以在本实施例中作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征，可以与另一实施例一起使用，以仍然产生另外的实施例。因而，本公开涵盖属于所附权利要求及其等同要素范围内的这样的修改和变型。在图1-9中描绘护罩悬挂器组件的实施例。护罩悬挂器组件包括至少部分地环绕护罩且将护罩保持于期望位置的多件式悬挂器组件。轴向力施加于护罩，并且至少沿轴向方向补偿构件之间的热生长差异。可以由一个或更多个弹簧提供偏置力。另外，一个或更多个弹簧可以用于对由于这样的热生长而导致的来自组件的空气泄漏进行密封。同样，要理解到，本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用，旨在包括其后列出的项及其等同者以及附加的项。除非另有限制，否则本文中的用语“连接”、“联接”和“安装”及其变型广泛地使用，并且包含直接和间接的连接、联接以及安装。另外，用语“连接”和“联接”及其变型不局限于物理的或机械的连接或联接。如本文中所使用的，用语“轴向”或“轴向地”是指沿着发动机的纵轴线的尺寸。与“轴向”或“轴向地”联合使用的用语“向前”是指在朝着发动机入口的方向上移动，或在朝着与另一构件相比而相对更接近于发动机入口的构件的方向上移动。与“轴向”或“轴向地”联合而使用的用语“向后”是指在朝着发动机喷嘴的方向上移动，或在朝着与另一构件相比而相对更接近于发动机喷嘴的构件的方向上移动。如本文中所使用的，用语“径向”或“径向地”是指在发动机的中心纵轴与外发动机周界之间延伸的尺寸。用语“近端”或“近端地”本身或者联合用语“径向的”或“径向地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于尺寸不相容的构件的护罩悬挂器组件(30)，包括：发动机外壳(31)；由第一材料形成的多件式悬挂器组件(32)，所述护罩悬挂器组件(32)具有前部悬挂器部分(34)和后部悬挂器部分(36)，所述护罩悬挂器组件(30)连接至所述发动机外壳(31)；护罩(50)，其由与所述第一材料不同的低热膨胀系数的第二材料形成，所述护罩(50)设置于所述前部悬挂器部分(34)与所述后部悬挂器部分(36)之间；至少一个冷却通道(33)，其延伸至所述护罩悬挂器组件(30)的所述前部悬挂器部分(34)中，从而对所述护罩(50)进行冲击冷却；其中，所述前部悬挂器部分(34)和所述后部悬挂器部分(36)中的至少一个在所述护罩(50)上施加轴向干涉力；偏置力抵靠所述护罩(50)的后端和前端之一而起作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.12 US 62/0112441.一种用于尺寸不相容的构件的护罩悬挂器组件(30)，包括：发动机外壳(31)；由第一材料形成的多件式悬挂器组件(32)，所述护罩悬挂器组件(32)具有前部悬挂器部分(34)和后部悬挂器部分(36)，所述护罩悬挂器组件(30)连接至所述发动机外壳(31)；护罩(50)，其由与所述第一材料不同的低热膨胀系数的第二材料形成，所述护罩(50)设置于所述前部悬挂器部分(34)与所述后部悬挂器部分(36)之间；至少一个冷却通道(33)，其延伸至所述护罩悬挂器组件(30)的所述前部悬挂器部分(34)中，从而对所述护罩(50)进行冲击冷却；其中，所述前部悬挂器部分(34)和所述后部悬挂器部分(36)中的至少一个在所述护罩(50)上施加轴向干涉力；偏置力抵靠所述护罩(50)的后端和前端之一而起作用。2.根据权利要求1所述的护罩悬挂器组件(30)，进一步包括导致所述偏置力的至少一个密封弹簧(47)。3.根据权利要求2所述的护罩悬挂器组件(30)，进一步，其中，所述密封弹簧(47)是曲线的。4.根据权利要求3所述的护罩悬挂器组件(30)，所述至少一个密封弹簧(47)作用于所述后部悬挂器部分(36)上。5.根据权利要求4所述的护罩悬挂器组件(30)，所述至少一个密封弹簧(47)设置于所述护罩(50)与所述后部悬挂器部分(36)之间。6.根据权利要求1所述的护罩悬挂器组件(30)，所述前部悬挂器部分(34)在径向高度上大于所述后部悬挂器部分(36)。7.根据权利要求6所述的护罩悬挂器组件(30)，所述前部悬挂器部分(34)具有用于与所述发动机外壳(31)接合的接片(...

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