具有可拆卸支柱的涡轮机组件制造技术

一种涡轮机组件，具有外部壳体（36）、内部结构环（38）以及用于引导气流通过所述涡轮机组件的限定在外流路壁和内流路壁（44、46）之间的环形气体路径（42）。多个结构支柱（52）沿周向方向隔开，每个支柱（52）包括沿径向方向延伸、用于将内部结构环（38）支撑到外部壳体（36）的支柱主体（52a）。处于支柱主体（52a）的径向外端处的第一支柱端（64）利用接合外部壳体（36）的第一紧固件结构（68）可拆卸地附接到外部壳体（36），并且处于支柱主体（52a）的径向内端处的第二支柱端（66）利用接合内部结构环（38）的第二紧固件结构（70）可拆卸地附接到内部结构环（38）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可拆卸支柱的涡轮机组件
本专利技术涉及燃气涡轮发动机，并且更具体而言，涉及相对于发动机的径向外部壳体支撑径向内环结构的结构。
技术介绍
在燃气涡轮发动机中，可以通过径向延伸的支柱来相对于发动机的外部壳体支撑例如轴承壳体之类的径向内部结构。支柱可以被焊接到外部壳体并且径向延伸通过为热工作气体流路限定外边界的外管道结构，穿过流路并且延伸通过为流路限定边界的内管道结构，到处于轴承壳体上的焊接附接位置。由于这样的结构形成为焊接结构，因此修理通常需要切除部分的结构并且焊入新的结构。替代性地，可以通过从外部壳体径向延伸到轴承壳体以径向定位轴承壳体的拉杆来相对于外部壳体支撑轴承壳体。虽然这样的径向杆支撑结构可以在径向方向上提供良好的载荷传递，但这样的结构通常必须被维持在径向张力下，并且不提供对施加于轴承壳体的轴向载荷的实质性支撑。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，在涡轮发动机中提供了一种涡轮机组件，所述涡轮机组件具有外部壳体、内部结构环以及限定在外流路壁和内流路壁之间的环形气体路径，所述环形气体路径用于沿轴向方向引导气流通过所述涡轮机组件，并且所述涡轮机组件还包括：沿周向方向隔开的多个结构支柱，每个支柱包括支柱主体，所述支柱主体在所述内部结构环到所述外部壳体之间沿径向方向延伸并且将所述内部结构环支撑到所述外部壳体；整流装置，其在于所述外流路壁和所述内流路壁之间延伸的区域中围绕所述支柱中的每一个；第一支柱端，其处于所述支柱主体的径向外端处，并且利用接合所述外部壳体的第一紧固件结构来可拆卸地附接到所述外部壳体；以及第二支柱端，其处于所述支柱主体的径向内端处，并且利用接合所述内部结构环的第二紧固件结构来可拆卸地附接到所述内部结构环。所述外部壳体可包括通过孔口表面限定的支柱孔口，并且所述第一支柱端可包括凸起部，所述凸起部包括抵靠所述孔口表面接合的外凸起表面，并且所述第一支柱端还能够包括外凸缘，所述外凸缘垂直于所述径向方向延伸，并且在所述外部壳体的一部分之上延伸并定位成与之接触。第一紧固件结构能够包括螺栓，所述螺栓穿过所述外凸缘并接合在所述外部壳体中的孔中。所述支柱主体能够限定直径尺寸，所述直径尺寸小于所述外凸起表面的平行于所述支柱主体的所述直径尺寸的直径尺寸，使得所述支柱主体在所述支柱主体与所述孔口表面径向相邻的位置处与所述孔口表面隔开。第二支柱端能够包括内凸缘，所述内凸缘从所述支柱主体向外并垂直于所述支柱的径向方向延伸，所述内凸缘能够包括径向向内并且接合内环结构的径向向外的平面表面的平面表面。第二紧固件结构能够包括螺栓，所述螺栓穿过所述内凸缘并接合在所述内部结构环中的孔中。能够提供一种插口，所述插口从向内的所述平面表面突出，并且接合在处于向外的所述平面表面中的凹部内，以相对垂直于径向方向的方向将第二支柱端定位在预定位置处。所述内凸缘能够位于形成在所述内部结构环中的T形槽中。所述内部结构环能够包括第一环部分和第二环部分，所述第一环部分和所述第二环部分耦接在一起，以将所述内凸缘夹在所述第一环部分和所述第二环部分之间。所述第一环部分和所述第二环部分能够在与所述内凸缘重叠的接合部处耦接。第二紧固件结构能够包括紧固件，所述紧固件延伸穿过所述第一环部分和所述第二环部分，并且保持二者彼此接合。所述T形槽能够包括径向向外延伸、向内成一定角度倾斜的侧面，并且所述内凸缘能够具有鸠尾状的截面，以抵靠所述成一定角度倾斜的侧面接合。向内的所述表面能够被限定在所述内凸缘的突出区域上，所述突出区域在周向方向上具有小于所述内凸缘在周向方向上的宽度的尺寸。所述支柱主体能够具有翼型截面，所述翼型截面包括平行于通过所述环形气体路径的气流方向的相对侧。根据本专利技术的另一方面，在涡轮发动机中提供了一种涡轮机组件，所述涡轮机组件具有外部壳体、内部结构环以及限定在外流路壁和内流路壁之间的环形气体路径，所述环形气体路径用于沿轴向方向引导气流通过所述涡轮机组件，并且所述涡轮机组件还包括：沿周向方向隔开的多个结构支柱，每个支柱包括支柱主体，所述支柱主体在所述内部结构环到所述外部壳体之间沿径向方向延伸并且将所述内部结构环支撑到所述外部壳体；整流装置，其在于所述外流路壁和所述内流路壁之间延伸的区域中围绕所述支柱中的每一个；第一支柱端，其处于所述支柱主体的径向外端处，并且利用接合所述外部壳体的第一紧固件结构来可拆卸地附接到所述外部壳体，所述第一紧固件结构包括用于将所述第一支柱端保持到所述外部壳体的多个螺栓；以及第二支柱端，其处于所述支柱主体的径向内端处，并且利用第二紧固件结构来可拆卸地附接到所述内部结构环，所述第二紧固件结构包括接合在所述内部结构环中的多个螺栓。第一支柱端可包括垂直于径向方向延伸的外凸缘，并且第一紧固件结构的螺栓能够穿过所述外凸缘并接合在所述外部壳体中的孔中。第二支柱端能够包括内凸缘，所述内凸缘从所述支柱主体向外并垂直于所述支柱的径向方向延伸，所述内凸缘能够包括径向向内并且接合内环结构的径向向外的表面的表面。第二紧固件结构的螺栓能够穿过所述内凸缘并接合在所述内部结构环中的孔中。所述内部结构环能够包括第一环部分和第二环部分，二者彼此协作以将所述内凸缘夹持到内环结构。第二紧固件结构的螺栓能够穿过所述第一环部分和所述第二环部分，以保持所述第二支柱端与所述内环结构接合。附图说明虽然说明书以具体指出并且明确地要求保护本专利技术的权利要求结束，但相信通过以下描述结合附图将更好地理解本专利技术，在附图中，相同的附图标记标示相同的元件，并且在附图中：图1是可结合根据本专利技术的方面的航改式（aeroderivativeindustrial）燃气涡轮发动机的示意图；图2是图示了本专利技术的各方面的发动机的涡轮机排气壳体部段的剖视图；图3是沿图2中的线A-A所取的剖视图；图4是图示了本专利技术的其他方面的发动机的涡轮机排气壳体部段的剖视图；图4A是沿图4中的线B-B所取的剖视图；图4B是类似于图4A的剖视图，其示出了根据本专利技术的多个方面的替代性构造；以及图5是沿轴向所取并示出了涡轮机排气壳体中的多个支柱组件的示意性剖视图。具体实施方式在下面对优选实施例的详细描述中，参考了形成本文的一部分的附图，并且在附图中，作为图示而非作为限制示出了其中可以实践本专利技术的特定的优选实施例。应当理解的是，可以利用其他实施例，并且可以作出改变，而不脱离本专利技术的精神和范围。图1示意性地图示了可结合本专利技术的燃气涡轮发动机10。应当注意的是，图1中所描绘的特定发动机包括航改式燃气涡轮发动机；然而，本专利技术并不限于本文所述的特定发动机。燃气涡轮发动机10包括高压压缩机12、低压压缩机14、燃烧室16、包括高压涡轮机18、低压涡轮机20和动力涡轮机22的涡轮机部段17以及发电机24。中间壳体21在低压涡轮机20和动力涡轮机22之间延伸，并且包括涡轮机排气壳体25（图2）。低压压缩机14通过连续的级来压缩环境空气以产生低压空气，并且高压压缩机12通过连续的压缩机级来压缩来自低压压缩机出口的部分压缩的空气，以产生高压空气。高压压缩机12和低压压缩机14在本文中统称为“压缩机装置”。燃烧室16将来自压缩机装置的压缩空气的一部分与燃料结合，并点燃混合物，从而产生限定热工作气体的燃烧产物。工作气体从燃烧室16行进到涡轮机部段17。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮发动机中的涡轮机组件，所述涡轮机组件具有外部壳体、内部结构环以及限定在外流路壁和内流路壁之间的环形气体路径，所述环形气体路径用于沿轴向方向引导气流通过所述涡轮机组件，并且所述涡轮机组件还包括：沿周向方向隔开的多个结构支柱，每个支柱包括支柱主体，所述支柱主体在所述内部结构环到所述外部壳体之间沿径向方向延伸并且将所述内部结构环支撑到所述外部壳体；整流装置，其在于所述外流路壁和所述内流路壁之间延伸的区域中围绕所述支柱中的每一个；第一支柱端，其处于所述支柱主体的径向外端处，并且利用接合所述外部壳体的第一紧固件结构来可拆卸地附接到所述外部壳体；以及第二支柱端，其处于所述支柱主体的径向内端处，并且利用接合所述内部结构环的第二紧固件结构来可拆卸地附接到所述内部结构环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮发动机中的涡轮机组件，所述涡轮机组件具有外部壳体、内部结构环以及限定在外流路壁和内流路壁之间的环形气体路径，所述环形气体路径用于沿轴向方向引导气流通过所述涡轮机组件，并且所述涡轮机组件还包括：沿周向方向隔开的多个结构支柱，每个支柱包括支柱主体，所述支柱主体在所述内部结构环到所述外部壳体之间沿径向方向延伸并且将所述内部结构环支撑到所述外部壳体；整流装置，其在于所述外流路壁和所述内流路壁之间延伸的区域中围绕所述支柱中的每一个；第一支柱端，其处于所述支柱主体的径向外端处，并且利用接合所述外部壳体的第一紧固件结构来可拆卸地附接到所述外部壳体；以及第二支柱端，其处于所述支柱主体的径向内端处，并且利用接合所述内部结构环的第二紧固件结构来可拆卸地附接到所述内部结构环。2.如权利要求1所述的涡轮机组件，其特征在于，所述外部壳体包括通过孔口表面限定的支柱孔口，并且所述第一支柱端包括凸起部，所述凸起部包括抵靠所述孔口表面接合的外凸起表面，并且所述第一支柱端还包括外凸缘，所述外凸缘垂直于所述径向方向延伸，并且在所述外部壳体的一部分之上延伸并定位成与之接触。3.如权利要求2所述的涡轮机组件，其特征在于，所述第一紧固件结构包括螺栓，所述螺栓穿过所述外凸缘并接合在所述外部壳体中的孔中。4.如权利要求2所述的涡轮机组件，其特征在于，所述支柱主体限定了直径尺寸，所述直径尺寸小于所述外凸起表面的平行于所述支柱主体的所述直径尺寸的直径尺寸，使得所述支柱主体在所述支柱主体与所述孔口表面径向相邻的位置处与所述孔口表面隔开。5.如权利要求1所述的涡轮机组件，其特征在于，所述第二支柱端包括内凸缘，所述内凸缘从所述支柱主体向外并垂直于所述支柱的径向方向延伸，所述内凸缘包括径向向内并且接合所述内部结构环的径向向外的平面表面的平面表面。6.如权利要求5所述的涡轮机组件，其特征在于，所述第二紧固件结构包括螺栓，所述螺栓穿过所述内凸缘并接合在所述内部结构环中的孔中。7.如权利要求5所述的涡轮机组件，包括插口，所述插口从向内的所述平面表面突出，并且接合在处于向外的所述平面表面中的凹部内，以相对垂直于所述径向方向的方向将所述第二支柱端定位在预定位置处。8.如权利要求5所述的涡轮机组件，其特征在于，所述内凸缘位于形成在所述内部结构环中的T形槽中。9.如权利要求8所述的涡轮机组件，其特征在于，所述内部结构环包括第一环部分和第二环部分，所述第一环部分和所述第二环部分耦接在一起，以将所述内凸缘夹在所述第一环部分和所述第二环部分之间。10.如权利要求9所述的涡轮机组件，其特征在于，所述第一环部分和所述第二环部分在与所述内凸缘重叠的...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ维贝，JH凯蒂，R塞勒斯基，BG赫廷格，A华莱士，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国,US