分割式双动力喷嘴及相关方法技术

本发明专利技术涉及分割式双动力喷嘴及相关方法。具体而言，一种用于涡轮喷嘴的导叶双体（１０），包括：径向内圈（１２）；径向外圈（１４）；以及在内圈和外圈之间延伸的一对翼型件（１６，１８）。沿着经过该对翼型件之间的分割线（３２）以大体轴向方向对内圈和外圈中的一者进行分割，并且将密封件（３６）固定在分割线的正对的边缘之间或附近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及燃气轮机技术，且更具体而言，涉及涡轮喷嘴的制造或修复。
技术介绍
涡轮喷嘴通常铸造成导叶双体(doublet)，即每段具有两个导叶或翼型件的弧形段，以降低铸造成本。然而，双体构造导致双体有些区域中的高应力/应变，这可能自身以裂缝的形式来表现。 一旦裂缝扩大到临界尺寸，就必须在维护中将零件拆下并进行修复以防止其在涡轮中引起灾难性故障。在更现代的燃气轮机喷嘴设计中，普遍的方案是采用单体构造，即每革殳一个翼型件，而不是双体构造。采用单体构造消除了双体构造中导致开裂的大部分应力/应变，但是一般而言，单体的制造要昂贵得多。
技术实现思路
在本专利技术的一个示例性但非限制性的实施例中，通过分割双体的内圈和外圈(即侧壁)中的一个或另一个来将在其它方面为常规的导叶双体涡轮喷嘴修改成为性能更加与单体喷嘴相似。因此，在一个方面，本专利技术涉及一种用于涡轮喷嘴的导叶双体，包括径向内圈；径向外圈；以及在内圈和外圈之间延伸的一对翼型件，其中，沿着经过该对翼型件之间的分割线在大体轴向的方向上对内圈和外圈中的一者进行分割；且其中，将密封件固定在分割线的正对的边缘之间或附近。在另 一个方面，本专利技术涉及一种修复涡轮喷嘴双体导叶以减少出现开裂并延长维护间隔的方法，其中，该双体导叶包括内圏和外圈，在其之间具有一对延伸的翼型件，该方法包括a)从涡轮喷嘴组件拆 下双体导叶；以及b)在该对翼型件之间从前端到后端对内圏和外圏 中的一者进行分割，以及将密封件固定在分割线的正对的边缘之间或 附近。现在将关于鉴别如下的附图来描述本专利技术。 附图说明图i是才艮据本专利技术的一个示例性但非限制性的实施例的涡轮喷嘴双体的透一见图2是图1所示双体的示意性仰枧图3是图2所示双体的一个变型的示意性仰视图4是根椐本专利技术的另 一个示例性但非限制性的实施例的涡轮喷嘴双体的透视图5是图4所示双体的示意性俯视图；以及图6是图5所示双体的一个变型的示意性俯^L图。具体实施例方式首先参考图l和图2，用于燃气轮机喷嘴的双体喷嘴段(或简单而 言，导叶双体)IO包括径向内圈或侧壁12以及径向外圈或侧壁14。喷 嘴双体基本上形成固定在环形隔板(diaphragm)中的多个此类喷嘴双体 段的一个弧形段，使得导叶环绕涡轮转子(未示出)，转子上的多排叶 片或翼型件以常规方式定位在静止喷嘴的相对侧上。在该示例性实施例中， 一对导叶或翼型件16、 18在内圏12和外 圈14之间沿径向延伸。翼型件具有相应的前缘20、 22和相应的后缘 24、 26。如图1中所定向，喷嘴双体内圈12可—见为具有前向端或前 端28以及后向端或后端30，即空气沿着/人端部28到端部30的方向 流动。在如此理解定向的情况下，翼型件18可视为右手翼型件，而翼型件20可^L为左手翼型件。上述双体构造基本上为四杆连接装置(linkage),其在燃气轮机喷嘴的环境中产生如上所述的不期望的高应力，特别是在双体右手侧的翼型件18中。为了减轻翼型件18上趋于沿径向受热扩大的应力，已发现可通过释放翼型件上的应力来减少因此造成的开裂问题。在该示例性实施方式中，这可通过分割内圏12并因此拆开四杆连接装置来实现。具体而言，在翼型件16和18之间形成从前端28延伸到后端30的分割线32。在图1中的示例性构造中，其中外圏固定在防止外圈径向膨胀的保持环上，分割允许翼型件18在翼型件由于受热扩大而膨胀时沿径向向内推动内圏。虽然该运动不过是千分之几英寸，但是足以减轻热致应力。在优选的布置中，分割线32大致沿着翼型件16吸力侧37或翼型件18压力侧38的曲率延伸，以有利于切割工艺。分割的内圈12可通过任意适当的技术实现，例如通过线切割放电加工或碳电极切割。如果分割线32以一定的角度进行切割和/或如果足够薄，则沿径向穿过内圈12的流动泄漏将无关紧要。然而，优选而言，可在限定分割线的正对的内圈边缘中切割侧凹口或凹槽34,并且可将柔性密封件如柔性编织金属线织物36塞入对齐的凹槽34中，以提供更结实的防漏密封件。也可采用其它密封件，例如金属片密封件，将密封件定位焊在适当位置使得发动机内的压力将沿分割线提供足够的密封而无需固结。图3示出了内圈分割线的备选路径或形状。在这种情况下，分割线40由两个直线段42、 44组成，段42大致平行于内圏或侧壁12的侧边缘46、 48，而段44大致平4亍于内圏12的倾斜侧边缘50中的一者。在其它方面，图3所示的喷嘴双体与图1和图2所示的喷嘴双体大体相同。应当理解的是，在该分割线布置中，密封件36可由从分割线的相对端塞入的两个分离的密封条组成。密封条然后将在段42、44的交叉处汇合。图4和图5示出了备选的喷嘴导叶双体构造，其中，对该双体的外圈进^分割。就本专利技术的目的而言，该双体在其它方面可碎见为与双体IO相同，并且为了方便起见，使用类似的参考标号表示相应的元 件、表面等，但增加前缀1。因此，双体导叶110包括径向内圈或侧壁112和径向外圏或侧壁114。在该示例性实施例中， 一对翼型件116、 118在内圈112和外圈 114之间沿径向延伸。翼型件具有相应的前缘120、 122和相应的后缘 124、 126(图5)。如图4中所定向，喷嘴双体内圏112可一见为具有前向 端或前端128以及后向端或后端130，并且这里同样的是，空气沿着 从端部128到端部130的方向流动。在该示例性实施例中，分割线132 形成在外圈114中，在翼型件116和118之间从前端128延伸到后端 130。在优选的布置中，分割线132大致沿着图1和图2中的分割线 的曲率延伸。分割线132的侧边缘也可与上述实施例一样具有凹口或凹槽，以 容纳密封件36。图6示出了其中分割线138由两个直线段140、 142组成的变型， 并且这里同样的是，密封件(在图6中未示出)可由在密封件线段140、 142的接合处相接合的分离段组成。为了进一步减少翼型件中的热致应力，翼型件的压力侧可涂覆有 常规隔热涂层。这在右手翼型件18(或118)中特别有用，因为应力在 每个双体的右手侧都较大。通过涂覆翼型件的高温侧，对翼型件进行 冷却并因此趋于受热扩大的可能性较小。同样有利的是，通过例如沿 一个或两个翼型件的后缘增设冷却开口 52并在后缘孔(仅在图1中可 见)的上游增设薄膜冷却孔54来更有效地冷却翼型件16、 18、 116或 118。应当理解的是，开口位置和孔位置可按需改变以将效果最优化。 这种冷却减少了翼型件和内圈及外圏或侧壁之间的温差。当然，涂层 和冷却开口的组合连同分割线一起可用来加强降^氐应力并因此减少或至少延迟开裂的发生。虽然已关于目前认为是最实用和优选的实施例描述了本专利技术，但是要 理解本专利技术并不限于所公开的实施例，相反而言，本专利技术旨在涵盖包 括在所附权利要求的精神和范围内的各种改型和等同装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮喷嘴的导叶双体（１０），包括：　径向内圈（１２）；　径向外圈（１４）；以及　在所述内圈和所述外圈之间延伸的一对翼型件（１６，１８），其中，所述内圈和所述外圈中的一者以大体轴向方向沿着经过所述一对翼型件之间的分割 线（３２）被分割；且其中，密封件（３６）固定在所述分割线的正对的边缘之间或附近。

【技术特征摘要】
US 2008-8-1 12/2220911.一种用于涡轮喷嘴的导叶双体(10)，包括径向内圈(12)；径向外圈(14)；以及在所述内圈和所述外圈之间延伸的一对翼型件(16，18)，其中，所述内圈和所述外圈中的一者以大体轴向方向沿着经过所述一对翼型件之间的分割线(32)被分割；且其中，密封件(36)固定在所述分割线的正对的边缘之间或附近。2. 根据权利要求1所述的导叶双体，其特征在于，所述分割线(32) 形成在所述径向内圏中。3. 根据权利要求1的导叶双体，其特征在于，所述密封件(36) 乂人所述径向内圈或外圈的前端(28)延伸到所述径向内圈或外圏的后端 (30)。4. 根据权利要求2所述的导叶双体，其特征在于，所述密封件(36) /人所述径向内圈的前端(28)延伸到所述径向内圈的后端(30)。5. 根据权利要求1所述的导叶双体，其特征在于，所述密封件(36) 包括沿所述分割线(32)固定地附...

【专利技术属性】
技术研发人员：M拜利，CE汤普逊，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]