间隙控制组件制造技术

一种用于燃气涡轮发动机的间隙控制组件，燃气涡轮发动机限定轴向方向和径向方向，并且包括一级转子叶片和护罩吊架。该组件包括壳体，壳体被构造为当安装在燃气涡轮发动机中时沿径向方向从该一级转子叶片向外定位。壳体还被构造为当安装在燃气涡轮发动机中时在第一位置处与护罩吊架接合。该组件还包括挡板，挡板沿径向方向从壳体向外定位以在其间限定室。挡板具有前端和后端。挡板的前端与壳体接合以形成第一密封，挡板的后端与壳体接合以形成第二密封。挡板、壳体或两者限定入口以允许流体进入室，并且壳体限定出口以允许流体离开室。并且壳体限定出口以允许流体离开室。并且壳体限定出口以允许流体离开室。

【技术实现步骤摘要】
间隙控制组件
[0001]联邦政府资助的研究
[0002]本专利技术是在政府支持下完成的。美国政府可对本专利技术拥有某些权利。


[0003]本公开大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本公开涉及用于燃气涡轮发动机的间隙控制组件。

技术介绍

[0004]在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中被加压并且在燃烧器中与燃料混合以产生热燃烧气体。在高压涡轮(HPT)中从气体提取能量，高压涡轮通过驱动轴接合到压缩机。
[0005]在典型的涡轮风扇飞行器发动机中，风扇安装在压缩机的上游并且由安装在HPT下游的低压涡轮(LPT)提供动力。在船舶和工业(M&I)应用中，LPT可以为外部驱动轴提供动力，从而为推进系统或发电机提供动力。
[0006]压缩和燃烧循环将能量引入加压空气中，其中能量在涡轮级中从燃烧气体提取。由于HPT受到从燃烧器排放的最热燃烧气体的影响，因此HPT的各种部件通常通过从压缩机排出一部分加压空气来冷却。
[0007]LPT和HPT可以包括从支撑转子盘径向延伸的一级涡轮转子叶片，其中叶片的径向外尖端安装在周围护罩内。护罩是静止的并且由周围的环形壳体支撑，用于在转子叶片的尖端和护罩之间保持小的径向间隙或间隔。
[0008]涡轮叶片共享共同的翼型轮廓，该翼型轮廓通常被设计成最大化从燃烧气体提取能量的效率。燃烧气体在叶片尖端间隙处的泄漏会降低发动机的效率。因此，径向叶片尖端间隙尽可能小，但不能太小，否则叶片尖端对涡轮护罩的不期望摩擦会导致不期望的损坏或缩短部件寿命。<br/>[0009]为了避免不期望的叶片尖端摩擦护罩，叶片尖端间隙必须足够大。然而，为了提高发动机的整体效率，叶片尖端间隙应该最小化。因此，可以提供间隙控制组件以在各种功率设置和飞行条件期间帮助管理叶片尖端和周围护罩之间的间隙。本公开的专利技术人已经提出了各种构造和装置来改进当前已知的间隙控制组件。
附图说明
[0010]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0011]图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的横截面视图。
[0012]图2是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的横截面视图。
[0013]图3是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的横截面视图。
[0014]图4是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的横截面视图。
[0015]图5是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的横截面视图。
[0016]图6是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的立体图。
[0017]图7是根据本公开的示例性方面的图6的间隙控制组件的一部分的立体图。
[0018]图8是根据本公开的示例性方面的图6的间隙控制组件的一部分的侧视图。
[0019]图9是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的一部分的侧视图。
[0020]图10是根据本公开的示例性方面的间隙控制组件的横截面视图。
具体实施方式
[0021]现在将详细参考本专利技术的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似标号已用于指代本专利技术的相似或类似部分。
[0022]本文使用词语“示例性”来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或好于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0023]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0024]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载器内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载器的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0025]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
[0026]术语“流体”可以是气体或液体。术语“流体连通”是指流体能够在指定区域之间建立连接。
[0027]除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接。类似地，除非本文另有说明，否则术语“接合”是指直接接合或通过一个或多个中间部件或特征接合。
[0028]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
[0029]如在整个说明书和权利要求书中使用的，近似语言被应用于修饰可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“大约”和“基本上”的术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的裕度内。这些近似裕度可应用于单个值、限定数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间的范围的裕度。
[0030]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有指示，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0031]根据本文所述的一个或多个实施例，燃气涡轮发动机可配备有一个或多个间隙控制组件。可提供间隙控制组件以优化、维持或调整转子叶片尖端和护罩之间的间隙。间隙控制组件可以通过调整提供给围绕护罩的壳体的相对冷流体的量来优化、维持或调整间隙。间隙控制组件可以通过减少热容量失配来被动优化、维持或调整间隙，并且优化转子叶片
级与静止护罩之间的热时间常数，使得转子叶片级与护罩之间的间隙能够被被动控制。为燃气涡轮发动机配备间隙控制组件可具有通过减小转子叶片尖端和护罩之间的间隙来提高发动机效率的益处。提高发动机的效率可以带来发动机的额外功率输出和降低的燃料消耗的额外益处。此外，为燃气涡轮发动机配备间隙控制组件具有降低转子叶片与护罩接触从而对发动机造成损坏的可能性的益处。此外，为燃气涡轮发动机配备间隙控制组件允许在主动间隙控制系统发生故障时被动控制转子叶片和护罩之间的间隙。
[0032]在至少一个实施例中，间隙控制组件包括壳体，壳体被构造为当安装在燃气涡轮发动机中时沿径向方向从一级转子叶片向外定位。壳体还被构造为当安装在燃气涡轮发动机中时在第一位置处与护罩吊架接合。间隙控制组件还包括挡板，挡板沿径向方向从壳体向外定位，以在挡板和壳体之间形成室。挡板具有前端和后端。挡板的前端与壳体接合以形成第一密封，挡板的后端与壳体接合以形成第二密封。挡板或壳体限定入口以允许流体进入室，并且壳体限定出口以允许流体离开室。
[0033]如将从本文的讨论中理解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气涡轮发动机的间隙控制组件，其特征在于，所述燃气涡轮发动机限定轴向方向和径向方向，并且包括一级转子叶片和护罩吊架，所述组件包括：壳体，所述壳体被构造为当安装在所述燃气涡轮发动机中时沿所述径向方向从所述一级转子叶片向外定位，所述壳体进一步被构造为当安装在所述燃气涡轮发动机中时在第一位置处与所述护罩吊架接合；以及挡板，所述挡板沿所述径向方向从所述壳体向外定位，以在其间限定室，所述挡板具有前端和后端，其中所述挡板的所述前端与所述壳体接合以形成第一密封，其中所述挡板的所述后端与所述壳体接合以形成第二密封，其中，所述挡板、所述壳体或两者限定入口以允许流体进入所述室，并且所述壳体限定出口以允许所述流体离开所述室。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，其中，所述挡板限定所述入口，其中所述入口定位成靠近所述挡板的前端。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，其中，所述出口定位在所述第一位置的后方，并且从所述壳体的外表面延伸到所述壳体的内表面。4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，其中，所述第一密封包括定位在所述挡板的所述前端和所述壳体之间的第一绳密封元件，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：特拉维斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：