用于涡轮发动机的带有交替插入的导叶的喷嘴组件制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮发动机的带有交替插入的导叶的喷嘴组件。具体而言，提供了一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴组件以及用于组装喷嘴组件的方法。在一个示例性方面，喷嘴组件包括外壁和与外壁径向地间隔开的内壁。外壁限定周向地彼此间隔开的多个安装开口。内壁限定周向地彼此间隔开的多个安装开口。由内壁限定的安装开口周向地定位在由外壁限定的相邻安装开口之间。喷嘴组件包括以交替方式的沿径向向内方向穿过外壁的安装开口插入的导叶以及沿径向向外方向穿过内壁的安装开口插入的导叶。径向向外方向穿过内壁的安装开口插入的导叶。径向向外方向穿过内壁的安装开口插入的导叶。

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮发动机的带有交替插入的导叶的喷嘴组件
[0001]本申请为2021年3月12日提交的专利申请“用于涡轮发动机的带有交替插入的导叶的喷嘴组件”(申请号：202110270493.0，申请人：通用电气公司)的分案申请。


[0002]本公开的主题总体上涉及涡轮发动机。更具体地，本公开的主题涉及涡轮发动机的喷嘴组件。

技术介绍

[0003]燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，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且燃烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且然后传送穿过排气区段，例如，至大气。
[0004]更具体地，燃烧区段包括燃烧器，该燃烧器具有由燃烧器衬套限定的燃烧室。在燃烧室的下游，涡轮区段包括一个或多个级，例如，每个级可包括多个静止的喷嘴翼型件以及附接到转子的多个叶片翼型件，转子由相对于叶片翼型件的燃烧气体流驱动。涡轮区段也可具有其它构造。在任何情况下，流径都由内边界和外边界限定，两者均从燃烧室延伸穿过涡轮区段的级。
[0005]通常，限定流径的内边界和外边界由单独的构件形成。例如，燃烧器的外衬套、涡轮级的喷嘴部分的单独的外带、以及涡轮级的叶片部分的单独的护罩通常限定流径的外边界的至少一部分。然而，利用单独的构件形成外边界和内边界中的每个需要大量的零件，例如，在单独的构件之间的每个对接部处可能需要一个或多个密封件，以最小化向流径的流体泄漏或从流径的流体泄漏，这会增加燃气涡轮发动机的复杂性和重量。因此，期望流径组件具有整体的外边界结构，其中外边界的两个或更多个构件一体化为单件，和/或整体的内边界结构，其中内边界的两个或更多个构件一体化为单件。尽管形成整体边界结构具有许多益处，但是沿这种整体边界结构形成喷嘴组件已经被证明是有挑战性的。例如，喷嘴导叶可与整体结构一体地形成，以形成喷嘴组件。然而，这种整体结构可能很复杂并且制造昂贵。喷嘴导叶也可穿过边界结构插入。然而，这种喷嘴之间的空间是受限的，使得难以利用边界结构来固定和密封导叶。
[0006]相应地，因此将期望解决上述挑战中的一个或多个的改进的涡轮发动机和喷嘴组件。此外，解决上述挑战中的一个或多个的用于组装涡轮发动机的喷嘴组件的方法将是有益的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述清楚，或可通过实
施本专利技术学习到。
[0008]在一方面，提供了一种用于涡轮发动机的喷嘴组件，该涡轮发动机限定轴向方向、径向方向、周向方向以及沿轴向方向延伸的轴向中心线。喷嘴组件包括外壁，该外壁限定沿周向方向彼此间隔开的安装开口。喷嘴组件还包括内壁，内壁限定沿周向方向彼此间隔开的安装开口，内壁和外壁限定流径。此外，喷嘴组件包括多个第一导叶，每个第一导叶具有翼型件和安装凸缘，其中每个第一导叶的翼型件延伸穿过外壁的安装开口之一并且至少部分地定位在流径内，并且其中每个第一导叶的安装凸缘相对于轴向中心线沿径向方向定位在外壁的外部。另外，喷嘴组件包括多个第二导叶，每个第二导叶具有翼型件和安装凸缘，其中每个第二导叶的翼型件延伸穿过内壁的安装开口之一并且至少部分地定位在流径内，并且其中每个第二导叶的安装凸缘相对于轴向中心线沿径向方向定位在内壁的内部。多个第一导叶和多个第二导叶沿周向方向以交替方式布置。
[0009]在另一方面，提供了一种涡轮发动机，其限定轴向方向、径向方向和周向方向。涡轮发动机包括燃烧区段和定位在燃烧区段的下游的涡轮区段。此外，涡轮发动机包括内壁，内壁限定沿周向方向彼此间隔开的安装开口。此外，涡轮发动机包括外壁，外壁包括延伸穿过燃烧区段的燃烧器部分和延伸穿过涡轮区段的至少一部分的涡轮部分，燃烧器部分和涡轮部分一体地形成为单个整体结构，其中外壁的涡轮部分限定沿周向方向彼此间隔开的安装开口，其中内壁的每个安装开口沿周向方向定位在外壁的相邻安装开口之间。此外，涡轮发动机包括沿径向方向在外壁和内壁之间延伸的多个导叶，其中多个导叶以交替方式沿径向方向穿过外壁的安装开口向内插入以及沿径向方向穿过内壁的安装开口向外插入。
[0010]在另一方面，提供了一种涡轮发动机，该涡轮发动机限定轴向方向、径向方向、周向方向以及沿轴向方向延伸的轴向中心线。涡轮发动机包括燃烧区段和定位在燃烧区段下游的涡轮区段。涡轮发动机还包括限定安装开口的内壁。涡轮发动机还具有外壁，外壁包括延伸穿过燃烧区段的燃烧器部分和延伸穿过涡轮区段的至少一部分的涡轮部分，燃烧器部分和涡轮部分一体地形成为单个整体结构，其中外壁的涡轮部分限定安装开口。涡轮发动机还具有第一导叶，第一导叶具有翼型件和安装凸缘，其中第一导叶的翼型件延伸穿过外壁的安装开口，并且其中第一导叶的安装凸缘相对于轴向中心线沿径向方向定位在外壁的外部。该涡轮发动机还包括第二导叶，该第二导叶沿周向方向定位成与第一导叶相邻并且具有翼型件和安装凸缘，其中第二导叶的翼型件延伸穿过内壁的安装开口，并且其中第二导叶的安装凸缘相对于轴向中心线沿径向方向定位在内壁的内部。
[0011]在又一方面，提供了一种用于组装用于涡轮发动机的喷嘴组件的方法，该涡轮发动机限定轴向方向、径向方形和周向方向。该方法包括：沿径向方向穿过喷嘴组件的外壁向内插入多个导叶；沿径向方向穿过喷嘴组件的内壁向外插入多个导叶，内壁沿径向方向与外壁隔开，并且其中沿径向方向穿过外壁向内插入的多个导叶沿周向方向与沿径向方向穿过内壁向外插入的多个导叶交替。
[0012]在进一步方面，提供了一种组装用于涡轮发动机的喷嘴组件的方法，该涡轮发动机限定轴向方向、径向方向和周向方向。该方法包括沿径向方向穿过喷嘴组件的外壁向内插入第一导叶。该方法还包括，沿周向方向与第一导叶相邻，沿径向方向穿过喷嘴组件的内壁向外插入第二导叶，内壁沿径向方向与外壁间隔开。
[0013]在一些实施方式中，该方法进一步包括，沿周向方向与第一导叶相邻并且与第二
导叶相对，沿径向方向穿过喷嘴组件的外壁向内插入第三导叶。以此方式，第一导叶沿周向方向定位在第二导叶和第三导叶之间。第一导叶和第三导叶都沿径向方向穿过喷嘴组件的外壁向内插入，而第二导叶沿径向方向穿过喷嘴组件的内壁向外插入。
[0014]在又一些实施方式中，该方法还包括，沿周向方向与第二导叶相邻并与第一导叶相对，沿径向方向穿过喷嘴组件的内壁向外插入第三导叶。以此方式，第二导叶沿周向方向定位在第一导叶和第三导叶之间。第二导叶和第三导叶都沿径向方向穿过喷嘴组件的内壁向外插入，而第一导叶沿径向方向穿过喷嘴组件的外壁向内插入。
[0015]在又一方面，提供了一种用于涡轮发动机的喷嘴组件，该涡轮发动机限定轴向方向、径向方向和周向方向。流径组件包括外壁，外壁限定沿周向方向彼此间隔开的安装开口。喷嘴组件还包括内壁，内壁限定沿周向方向彼此间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涡轮发动机的喷嘴组件，包括：限定安装开口的第一壁；与所述第一壁隔开的第二壁，所述第一壁和所述第二壁限定流径；和至少部分地定位在所述流径内且至少部分地定位在所述安装开口内的导叶，所述导叶具有安装凸缘，该安装凸缘大于所述安装开口以将所述导叶固定到所述第一壁，所述导叶还具有将所述导叶固定到所述第二壁的保持特征。2.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征在于，所述第一壁沿着由涡轮发动机限定的径向方向与所述第二壁隔开，且其中所述第一壁相对于所述涡轮发动机的轴向中心线沿所述径向方向定位在所述第二壁的内部。3.根据权利要求1所述的喷嘴组件，其特征在于，所述第一壁沿着由涡轮发动机限定的径向方向与所述第二壁隔开，且其中所述第一壁相对于所述涡轮发动机的轴向中心线沿所述径向方向定位在所述第二壁的外部。4.根据权利要求1...

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