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脚架接头组件、流动路径衬套组件和燃气涡轮发动机

申请号 CN201611261304.9 申请日 2016-12-30 公开(公告)号 CN107035531B 公开(公告)日 2019-07-16
申请人 通用电气公司; 发明人 E.R.奥斯沃尔德; S.P.里策克; T.K.博塞尔; R.察乔尔;
摘要 一种用于连接燃气 涡轮 发动机 中的流动路径衬套的第一重叠面板节段和第二重叠面板节段的三 脚架 接头组件包括 螺纹 紧 固件 ,其延伸穿过第一重叠面板节段中的开口并且邻近设置在第一重叠面板节段上的第二重叠面板节段的节段外缘。组件还包括具有第一板边缘和第二板边缘以及其间的接近孔的三脚架板。第一板边缘 接触 第一重叠面板节段,第二板边缘接触第二重叠面板节段的节段外缘。接近孔围绕螺纹紧固件设置。第一 垫圈 和第二垫圈围绕螺纹紧固件设置,三脚架板上的第一垫圈与重叠面板节段相对,并且第一垫圈上的第二垫圈与三脚架板相对。螺纹 锁 紧 螺母 装固组件。
权利要求

1.一种用于连接燃气涡轮发动机中的流动路径衬套的第一重叠面板节段和第二重叠面板节段的三脚架接头组件,所述三脚架接头组件包括:
螺纹固件,其延伸穿过所述第一重叠面板节段中的开口并且邻近设置在所述第一重叠面板节段上的所述第二重叠面板节段的节段外缘;
三脚架板,其具有第一板边缘和第二板边缘和其间的接近孔,所述第一板边缘接触所述第一重叠面板节段,所述第二板边缘接触所述第二重叠面板节段的所述节段外缘,并且所述接近孔围绕所述螺纹紧固件设置;
第一垫圈,其在所述三脚架板上围绕所述螺纹紧固件设置成与所述第一重叠面板节段和所述第二重叠面板节段相对;
第二垫圈,其围绕所述螺纹紧固件设置在所述第一垫圈上与所述三脚架板相对;以及螺纹螺母,其装固于所述螺纹紧固件并且与所述第一垫圈相对接触所述第二垫圈;
其中,所述第一垫圈的中心表面包括设置在所述螺纹紧固件附近并且面对所述第二垫圈的环形唇部,所述第二垫圈向上向内成,以在中心远离所述第一垫圈且朝所述螺纹紧固件延伸,所述环形唇部构造成在所述螺纹锁紧螺母上紧时防止所述第二垫圈使该成角方向反向。
2.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第二垫圈为远离所述第一垫圈向内成角的弹簧垫圈。
3.根据权利要求2所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述螺纹锁紧螺母构造成使所述第二垫圈抵靠所述第一垫圈将弹簧偏压施加于所述第二垫圈。
4.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板包括与所述第一重叠面板节段和所述第二重叠面板节段相对的平表面,并且其中所述三脚架板平表面包括围绕所述接近孔的凹座。
5.根据权利要求4所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一垫圈包括构造成与所述三脚架板的所述凹座匹配的凸面。
6.根据权利要求5所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一垫圈还包括大致平表面,其与所述凸面相对,并且包括设置在所述螺纹紧固件附近并且面对所述第二垫圈的环形唇部。
7.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板的所述第一板边缘包括凸起,并且所述第一重叠面板节段包括构造成收纳所述凸起的一部分的定位凹陷。
8.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第二重叠面板节段包括与所述第一重叠面板节段相对的接触表面,并且其中所述三脚架板的所述第二板边缘包括板接合表面,其具有构造成接合所述第二重叠面板节段的所述接触表面的两个扣状体。
9.根据权利要求8所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述两个扣状体相对于所述板接合表面凸出。
10.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板包括面对所述第二重叠面板节段并且具有设置在其上的耐磨涂层的接合表面,并且其中所述第二重叠面板节段的所述节段外缘包括与所述节段外缘的第一表面相对并且具有在所述三脚架板与所述节段外缘之间设置在其上的耐磨涂层的第二表面。
11.根据权利要求1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板为整体的并且包括耐磨材料。
12.一种用于燃气涡轮发动机的流动路径衬套组件,所述流动路径衬套组件包括:
环形前吊架;
环形后吊架;
多个面板节段,其沿径向设置在所述环形前吊架与所述环形后吊架之间,所述多个面板节段中的各个具有沿所述径向方向延伸的相对的第一接合边缘和第二接合边缘;
多个整流平台,其沿径向设置在所述环形前吊架与所述环形后吊架之间,所述多个整流平台中的各个包括沿所述径向方向延伸的相对的第一延伸边缘和第二延伸边缘,所述多个整流平台构造成设置为与所述多个面板节段交错布置,相对的所述第一延伸边缘和所述第二延伸边缘中的各个构造成与所述多个面板节段中的相应相邻接合边缘重叠;以及多个三脚架接头组件,其构造成使所述第一延伸边缘和所述第二延伸边缘中的各个分别与相应的相邻接合边缘联接,所述多个三脚架接头组件中的各个包括:
螺纹紧固件,其固定地附接于相应接合边缘;
三脚架板,其包括耐磨材料,并且具有构造成分别接触所述第一延伸边缘或所述第二延伸边缘和相邻的接合边缘的第一板边缘和第二板边缘;
弹簧垫圈,其在所述三脚架板上围绕所述螺纹紧固件设置成与相应第一延伸边缘和相邻的接合边缘相对或与相应第二延伸边缘和相邻的接合边缘相对;
以及
螺纹锁紧螺母,其构造成在装固于所述螺纹紧固件时将偏压施加于所述弹簧垫圈;
其中,所述弹簧垫圈包括构造成绕着所述螺纹紧固件与所述三脚架板联接的第一垫圈,以及在所述第一垫圈与所述螺纹锁紧螺母之间的第二垫圈,所述第一垫圈的中心表面包括设置在所述螺纹紧固件附近并且面对所述第二垫圈的环形唇部,所述第二垫圈向上向内成角,以在中心远离所述第一垫圈且朝所述螺纹紧固件延伸,所述环形唇部构造成在所述螺纹锁紧螺母上紧时防止所述第二垫圈使该成角方向反向。
13.根据权利要求12所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述多个整流平台中的各个包括构造成允许穿过其的空气连通的至少一个中空翼型件。
14.根据权利要求12所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述第二垫圈朝向所述螺纹紧固件且远离所述第一垫圈向内成角。
15.根据权利要求12所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述三脚架板是整体的并且由耐磨材料制成。
16.根据权利要求12所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述第一延伸边缘、所述第二延伸边缘和接合边缘中的各个包括其间的相应接触表面上的耐磨涂层。
17.一种燃气涡轮发动机,其包括高压涡轮、高压涡轮转子轴和低压涡轮,所述燃气涡轮发动机包括:
环形中心框架,其设置在所述高压涡轮与所述低压涡轮之间,所述环形中心框架构造成支承所述高压涡轮转子 轴,
流动路径衬套,其设置在所述高压涡轮与所述低压涡轮之间,所述流动路径衬套固定地附接于所述环形中心框架,并且构造成防护所述环形中心框架免于暴露于来自所述高压涡轮的高温气体,所述流动路径衬套包括:
多个沿径向设置的面板节段,其围绕所述环形中心框架沿周向布置;
多个沿径向设置的整流平台,其围绕所述环形中心框架沿周向布置成与所述多个沿径向设置的面板节段中的相邻面板节段交错,所述沿径向设置的面板节段中的各个具有分别与所述相邻沿径向设置的整流平台中的各个重叠的周向重叠区域;以及多个三脚架接头组件,其构造成使所述沿径向设置的面板节段中的各个在相应的周向重叠区域处分别与所述相邻沿径向设置的整流平台中的各个联接,所述多个三脚架接头组件中的各个包括:
螺纹紧固件,其沿垂直于所述周向方向的垂直方向延伸穿过相应的周向重叠区域;
三脚架板,其包括沿大致平行于由沿所述周向方向的移动限定的平面围绕所述螺纹紧固件设置的耐磨材料;
弹簧垫圈,其构造成沿所述垂直方向相对于所述三脚架板施加偏压,使得所述三脚架板能够在所述相应的周向重叠区域中使相应沿径向设置的面板节段与沿径向设置的整流平台联接;
以及
螺纹锁紧螺母,其构造成在装固于所述螺纹紧固件时保持所述弹簧垫圈的所述偏压力;
其中,所述弹簧垫圈包括构造成绕着所述螺纹紧固件与所述三脚架板联接的第一垫圈,以及在所述第一垫圈与所述螺纹锁紧螺母之间的第二垫圈,所述第一垫圈的中心表面包括设置在所述螺纹紧固件附近并且面对所述第二垫圈的环形唇部,所述第二垫圈向上向内成角,以在中心远离所述第一垫圈且朝所述螺纹紧固件延伸,所述环形唇部构造成在所述螺纹锁紧螺母上紧时防止所述第二垫圈使该成角方向反向。

说明书全文

脚架接头组件、流动路径衬套组件和燃气涡轮发动机

技术领域

[0001] 本公开的领域大体上涉及燃气涡轮发动机,并且更具体地涉及燃气涡轮发动机中的中心框架构造和接头组件。

背景技术

[0002] 燃气涡轮发动机已知包括环形涡轮中心框架,和流动路径衬套,其用以保护框架及其壳免受穿过框架的热气体。流动路径衬套暴露于发动机热气体,并且因此绕着环形框架沿周向方向在大于其所附接的发动机壳的大小下膨胀和收缩,因为衬套防护壳免于直接暴露于相同的高温气体。由于衬套的膨胀和收缩的显著性,故衬套典型地分段以使独立的节段暴露于整体热膨胀现象的较小部分。为了充分地防护壳免受高温气体,流动路径衬套的独立节段必须接触彼此,并且在相邻节段会合的位置处彼此重叠。
[0003] 独立流动路径衬套节段的连续膨胀和收缩引起沿边缘的磨损,其中,独立节段相对于彼此会合和滑动。在一些情况中,已知沿相对于彼此滑动的独立节段边缘提供耐磨涂层,以便缓解随着时间的过去的由独立边缘受到的磨损的量。然而,该常规手段仅保护以免沿热膨胀/收缩的二维周向方向的构件磨损。在通常由于滑动边缘之间的摩擦,故耐磨涂层随着时间的过去变薄时,保持相对于彼此独立的重叠节段的接头经历在垂直于周向方向的方向上的重叠节段之间的一些游隙。随着时间的过去,节段之间的该游隙可导致沿垂直方向的脆响(rattling)或"颤振",由此不但对重叠节段,而且对接头它们自身导致结构损坏。发明内容
[0004] 在一个实施例中,一种用于连接燃气涡轮发动机中的流动路径衬套的第一重叠面板节段和第二重叠面板节段的三脚架接头组件包括螺纹固件,其延伸穿过第一重叠面板节段中的开口并且邻近设置在第一重叠节段上的第二重叠面板节段的节段外缘。三脚架接头组件还包括具有第一板边缘和第二板边缘以及其间的接近孔的三脚架板。第一板边缘接触第一重叠面板节段,第二板边缘接触第二重叠面板节段的节段外缘,并且接近孔围绕螺纹紧固件设置。第一垫圈在三脚架板上围绕螺纹紧固件设置成与第一重叠面板节段和第二重叠面板节段相对。第二垫圈围绕螺纹紧固件设置在第一垫圈上与三脚架板相对。螺纹螺母装固于螺纹紧固件,并且与第一垫圈相对接触第二垫圈。
[0005] 在另一个实施例中,一种用于燃气涡轮发动机的流动路径衬套组件包括环形前吊架、环形后吊架,以及沿径向设置在环形前吊架与环形后吊架之间的多个面板节段。多个面板节段中的各个具有沿径向方向延伸的相对的第一接合边缘和第二接合边缘。流动路径衬套组件还包括沿径向设置在环形前吊架与环形后吊架之间的多个整流平台。多个整流平台中的各个具有沿径向方向延伸的相对的第一延伸边缘和第二延伸边缘。多个整流平台构造成设置为与多个面板节段交错布置,并且相对的第一延伸边缘和第二延伸边缘中的各个构造成与多个面板节段中的相应相邻接合边缘重叠。流动路径衬套组件更进一步包括多个三脚架接头组件,其构造成使延伸边缘中的各个与相应的相邻接合边缘联接。多个三脚架接头组件中的各个包括固定地附接于相应接合边缘的螺纹紧固件、具有耐磨材料并且具有构造成分别接触延伸边缘和相应的相邻接合边缘的第一板边缘和第二板边缘的三脚架板、在三脚架板上围绕螺纹紧固件设置成与相应延伸边缘和相邻接合边缘相对的弹簧垫圈,以及构造成在装固于螺纹紧固件时将偏压施加于弹簧垫圈的螺纹锁紧螺母。
[0006] 在又一个实施例中,一种燃气涡轮发动机包括高压涡轮、高压涡轮转子轴,以及低压涡轮。燃气涡轮发动机还包括设置在高压涡轮与低压涡轮之间的环形中心框架。环形中心框架构造成支承高压涡轮轴。燃气涡轮发动机更进一步包括设置在高压涡轮与低压涡轮之间的流动路径衬套。流动路径衬套固定地附接于环形中心框架,并且构造成防护环形中心框架免于暴露于来自高压涡轮的高温气体。流动路径衬套包括围绕环形中心框架沿周向布置的多个沿径向设置的面板节段,以及围绕环形中心框架沿周向布置成与多个沿径向设置的面板节段中的相邻面板节段交错的多个沿径向设置的整流平台。沿径向设置的面板节段中的各个具有分别与相邻沿径向设置的整流平台中的各个重叠的周向区域。流动路径衬套还包括多个三脚架接头组件,其构造成使沿径向设置的面板节段中的各个在相应周向重叠区域处分别与相邻的沿径向设置的整流平台中的各个联接。三脚架接头组件中的各个包括沿垂直于周向方向的垂直方向延伸穿过相应重叠区域的螺纹紧固件、沿大致平行于由沿周向方向的移动限定的平面的方向围绕螺纹紧固件设置的、由耐磨材料制成的三脚架板、构造成沿垂直方向相对于三脚架板施加偏压使得三脚架板能够使相应沿径向设置的面板节段在相应重叠区域中与沿径向设置的整流平台联接的弹簧垫圈,以及构造成在装固于螺纹紧固件时保持弹簧垫圈的偏压力的螺纹锁紧螺母。
[0007] 技术方案1.一种用于连接燃气涡轮发动机中的流动路径衬套的第一重叠面板节段和第二重叠面板节段的三脚架接头组件,所述三脚架接头组件包括:
[0008] 螺纹紧固件,其延伸穿过所述第一重叠面板节段中的开口并且邻近设置在所述第一重叠节段上的所述第二重叠面板节段的节段外缘;
[0009] 三脚架板,其具有第一板边缘和第二板边缘和其间的接近孔,所述第一板边缘接触所述第一重叠面板节段,所述第二板边缘接触所述第二重叠面板节段的所述节段外缘,并且所述接近孔围绕所述螺纹紧固件设置;
[0010] 第一垫圈,其在所述三脚架板上围绕所述螺纹紧固件设置成与所述第一重叠面板节段和所述第二重叠面板节段相对;
[0011] 第二垫圈,其围绕所述螺纹紧固件设置在所述第一垫圈上与所述三脚架板相对;以及螺纹锁紧螺母,其装固于所述螺纹紧固件并且与所述第一垫圈相对接触所述第二垫圈。
[0012] 技术方案2.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第二垫圈为远离所述第一垫圈向内成的弹簧垫圈。
[0013] 技术方案3.根据技术方案2所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述螺纹锁紧螺母构造成抵靠所述第一垫圈将弹簧偏压施加于所述第二垫圈。
[0014] 技术方案4.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板包括与所述第一重叠面板节段和所述第二重叠面板节段相对的平表面,并且其中所述三脚架板平表面包括围绕所述接近孔的凹座。
[0015] 技术方案5.根据技术方案4所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一垫圈包括构造成与所述三脚架板的所述凹座匹配的凸面。
[0016] 技术方案6.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一垫圈还包括大致平表面,其与所述凸面相对,并且包括设置在所述螺纹紧固件附近并且面对所述第二垫圈的环形唇部。
[0017] 技术方案7.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一重叠面板节段为整流平台。
[0018] 技术方案8.根据技术方案7所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述整流平台包括构造成接触所述三脚架板的所述第一板边缘的凸起的安装基部。
[0019] 技术方案9.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板的所述第一板边缘包括凸起,并且所述第一重叠面板节段包括构造成收纳所述凸起的一部分的定位凹陷。
[0020] 技术方案10.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第二重叠面板节段包括与所述第一重叠面板节段相对的接触表面,并且其中所述三脚架板的所述第二板边缘包括板接合表面,其具有构造成接合所述第二重叠面板节段的所述接触表面的两个扣状体。
[0021] 技术方案11.根据技术方案10所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述两个扣状体相对于所述板接合表面凸出。
[0022] 技术方案12.根据技术方案1所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述第一重叠面板节段包括膨胀表面,其构造成可滑动地接合邻近所述膨胀表面的所述第二重叠面板节段的所述节段外缘的第一表面,并且其中所述膨胀表面和相邻的第一表面均包括设置在所述第一重叠面板节段和所述第二重叠面板节段之间的耐磨涂层。
[0023] 技术方案13.根据技术方案12所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板包括面对所述第二重叠面板节段并且具有设置在其上的耐磨涂层的接合表面,并且其中所述第二重叠面板节段的所述节段外缘包括与所述第一表面相对并且具有在所述三脚架板与所述节段外缘之间设置在其上的耐磨涂层的第二表面。
[0024] 技术方案14.根据技术方案12所述的三脚架接头组件,其特征在于,所述三脚架板为整体的并且包括耐磨材料。
[0025] 技术方案15.一种用于燃气涡轮发动机的流动路径衬套组件,所述流动路径衬套组件包括:
[0026] 环形前吊架;
[0027] 环形后吊架;
[0028] 多个面板节段,其沿径向设置在所述环形前吊架与所述环形后吊架之间,所述多个面板节段中的各个具有沿所述径向方向延伸的相对的第一接合边缘和第二接合边缘;
[0029] 多个整流平台,其沿径向设置在所述环形前吊架与所述环形后吊架之间,所述多个整流平台中的各个包括沿所述径向方向延伸的相对的第一延伸边缘和第二延伸边缘,所述多个整流平台构造成设置为与所述多个面板节段交错布置,所述相对的第一延伸边缘和第二延伸边缘中的各个构造成与所述多个面板节段中的相应相邻接合边缘重叠;以及[0030] 多个三脚架接头组件,其构造成使所述延伸边缘中的各个分别与相应的相邻接合边缘联接,所述多个三脚架接头组件中的各个包括:
[0031] 螺纹紧固件,其固定地附接于相应接合边缘;
[0032] 三脚架板,其包括耐磨材料,并且具有构造成分别接触延伸边缘和相邻的接合边缘的第一板边缘和第二板边缘;
[0033] 弹簧垫圈,其在所述三脚架板上围绕所述螺纹紧固件设置成与所述相应延伸边缘和相邻的接合边缘相对;以及
[0034] 螺纹锁紧螺母,其构造成在装固于所述螺纹紧固件时将偏压施加于所述弹簧垫圈。
[0035] 技术方案16.根据技术方案15所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述多个整流平台中的各个包括构造成允许穿过其的空气连通的至少一个中空翼型件。
[0036] 技术方案17.根据技术方案15所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述弹簧垫圈包括构造成绕着所述螺纹紧固件与所述三脚架板联接的第一垫圈,以及在所述第一垫圈与所述螺纹锁紧螺母之间的第二垫圈,所述第二垫圈朝向所述螺纹紧固件且远离所述第一垫圈向内成角。
[0037] 技术方案18.根据技术方案15所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述三脚架板是整体的并且由耐磨材料制成。
[0038] 技术方案19.根据技术方案15所述的流动路径衬套组件,其特征在于,所述多个延伸边缘和接合边缘中的各个包括其间的相应接触表面上的耐磨涂层。
[0039] 技术方案20.一种燃气涡轮发动机,其包括高压涡轮、高压涡轮转子轴和低压涡轮,所述燃气涡轮发动机包括:
[0040] 环形中心框架,其设置在所述高压涡轮与所述低压涡轮之间,所述环形中心框架构造成支承所述高压涡轮轴,
[0041] 流动路径衬套,其设置在所述高压涡轮与所述低压涡轮之间,所述流动路径衬套固定地附接于所述环形中心框架,并且构造成防护所述环形中心框架免于暴露于来自所述高压涡轮的高温气体,所述流动路径衬套包括:
[0042] 多个沿径向设置的面板节段,其围绕所述环形中心框架沿周向布置;
[0043] 多个沿径向设置的整流平台,其围绕所述环形中心框架沿周向布置成与所述多个沿径向设置的面板节段中的相邻面板节段交错,所述沿径向设置的面板节段中的各个具有分别与所述相邻沿径向设置的整流平台中的各个重叠的周向区域;以及
[0044] 多个三脚架接头组件,其构造成使所述沿径向设置的面板节段中的各个在相应的周向重叠区域处分别与所述相邻沿径向设置的整流平台中的各个联接,所述多个三脚架接头组件中的各个包括:
[0045] 螺纹紧固件,其沿垂直于所述周向方向的垂直方向延伸穿过相应重叠区域;
[0046] 三脚架板,其包括沿大致平行于由沿所述周向方向的移动限定的平面的方向围绕所述螺纹紧固件设置的耐磨材料;
[0047] 弹簧垫圈,其构造成沿所述垂直方向相对于所述三脚架板施加偏压力,使得所述三脚架板能够在所述相应重叠区域中使相应沿径向设置的面板节段与沿径向设置的整流平台联接;以及
[0048] 螺纹锁紧螺母,其构造成在装固于所述螺纹紧固件时保持所述弹簧垫圈的所述偏压力。附图说明
[0049] 当参照附图阅读下列详细描述时,将更好地理解本公开的这些和其它的特征、方面和优点,在该附图中,相似的标记在所有附图中表示相似的部件,其中:
[0050] 图1-4示出了本文中所述的系统的示例性实施例。
[0051] 图1示出了根据示例性实施例的包括涡轮流动路径组件的示例性涡扇燃气涡轮发动机的截面视图。
[0052] 图2示出了示例性涡轮流动路径组件的局部倾斜透视图。
[0053] 图3示出了图2中所示的三脚架接头组件的倾斜透视近视图。
[0054] 图4示出了根据实施例的示例性接头组件的局部断面截面视图。
[0055] 尽管各种实施例的特定特征可在一些附图中示出并且在其它附图中未示出,但这仅是为了方便。任何附图的任何特征可与任何其它附图的任何特征组合来参照和/或要求权利。
[0056] 除非另外指出,否则本文中提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征认为是适用于多种系统,其包括本公开的一个或更多个实施例。就此而言,附图不意在包括本文中公开的实施例的实践所需的、本领域技术人员已知的所有常规特征。
[0057] 部件列表
[0058] 102 纵向中心线
[0059] 104 
[0060] 106 增压
[0061] 108 高压压缩机
[0062] 112 高压涡轮
[0063] 114 低压涡轮
[0064] 116 第一转子轴
[0065] 118 第二转子轴
[0066] 120 周围空气
[0067] 122 主气流
[0068] 124 高能气流
[0069] 126 旁通空气流
[0070] 128 涡轮中心框架
[0071] 132 框架衬套
[0072] 134 流动路径
[0073] 136 环形外壳
[0074] 138 环形内毂
[0075] 200 涡轮流动路径组件
[0076] 202 前环形吊架
[0077] 204 后环形吊架
[0078] 206 衬套面板节段
[0079] 208 整流平台
[0080] 210 中空翼型件
[0081] 212 内壁
[0082] 214 径向接合边缘
[0083] 216 整流延伸部
[0084] 218 三脚架接头组件
[0085] 220 热膨胀方向
[0086] 222 上表面
[0087] 300 方向
[0088] 302 三脚架板
[0089] 304 扣状体腿部
[0090] 306 凸起腿部
[0091] 308 向下的凸起
[0092] 310 上平表面
[0093] 312 安装基部
[0094] 314 螺纹紧固件
[0095] 316 螺纹螺母
[0096] 318 弹簧垫圈
[0097] 320 球形垫圈
[0098] 322 下表面
[0099] 324 上接触表面
[0100] 402 螺纹紧固件
[0101] 404 三脚架板
[0102] 406 凸垫圈
[0103] 408 弹簧垫圈
[0104] 410 螺纹锁紧螺母
[0105] 412 上表面
[0106] 414 径向接合边缘
[0107] 416 线性面板节段
[0108] 418 上表面
[0109] 420 整流延伸部
[0110] 422 整流平台
[0111] 424 开口
[0112] 426 接近孔
[0113] 428 扣状体
[0114] 430 三脚架底面
[0115] 432 上接触表面
[0116] 434 向下的凸起
[0117] 436 定位凹陷
[0118] 438 平表面
[0119] 440 凹座
[0120] 442 凸下表面
[0121] 444 中心表面
[0122] 446 环形唇部。

具体实施方式

[0123] 在以下说明书权利要求中,将参照一定数量的用语,其应当限定为具有以下意义。
[0124] 单数形式"一"、"一个"和"该"包括复数参照,除非上下文另外清楚地指出。
[0125] "可选"或"可选地"意思是随后描述的事件或情形可或可不发生,并且描述包括其中事件发生的情况,以及其中其不发生的情况。
[0126] 如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此,由用语或多个用语如"大约"、"近似"和"大致"修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中,近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。此处和遍及说明书和权利要求,范围限制可组合和/或互换,此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围,除非上下文或语言另外指出。
[0127] 以下详细描述经由实例并且不经由限制示出了本公开的实施例。设想的是,本公开大体上应用于增大来自到燃气涡轮发动机的放气腔中的空气流的恢复压力。
[0128] 以下描述提到了附图,在该附图中,在无相反表示的情况下,不同图中的相同标记表示相似的元件。
[0129] 图1示出了示例性燃气涡轮发动机的纵截面。发动机包括关于沿轴向延伸的纵向中心线102成轴向串流连通的风扇104、增压器106、高压压缩机108、燃烧器、高压涡轮112和低压涡轮114。高压涡轮112利用第一转子轴116传动地连接于高压压缩机108,并且低压涡轮114利用第二转子轴118传动地连接于增压器106和风扇104两者。
[0130] 在发动机的操作期间,周围空气120进入发动机入口(未标号),并且主或芯部气流122穿过风扇104、增压器106和高压压缩机108,由各个构件接连地加压。主气流122接着进入燃烧器,其中加压空气与燃料混合来提供高能气流124。高能气流124接着接连地进入高压涡轮112(其中,气流124膨胀),其中能量抽取成驱动高压压缩机108,和低压涡轮114,其中气流124进一步膨胀,其中能量抽取成驱动风扇104和增压器106。
[0131] 旁通空气流126在离开发动机之前穿过风扇104。发动机包括定位在高压涡轮112与低压涡轮114之间的环形涡轮中心框架128。涡轮中心框架128可旋转地支承第一转子轴116。涡轮中心框架128设置在高压涡轮112下游。框架衬套132设置在涡轮中心框架128与高能气流124之间,并且防护涡轮中心框架128免于直接暴露于热燃烧气体。
[0132] 框架衬套132还提供了空气和发动机热气体穿过涡轮中心框架128的流动路径134。涡轮中心框架128包括围绕纵向中心线102环形地设置的环形外壳136。涡轮中心框架
128还包括环形内毂138,其绕着纵向中心线102与环形外壳136同轴地设置,并且从环形外壳136沿径向向内间隔。在示例性实施例中,多个沿周向间隔的中空支柱(未示出)在环形外壳136与环形内毂138之间沿径向延伸,并且固定地附接于它们。
[0133] 图2示出了涡轮流动路径组件200的示例性实施例。在实施例的方面中,流动路径组件200为环形的,并且构造成固定地附接于燃气涡轮发动机(例如,燃气涡轮发动机,图1)的框架(例如,涡轮中心框架128,图1)。
[0134] 涡轮流动路径组件200包括前环形吊架202和绕着前环形吊架202同心且同轴地(即,纵向中心线102,图1)设置的后环形吊架204。涡轮流动路径组件200还包括多个衬套面板节段206,其在涡轮流动路径组件200处绕着中心轴线(未示出,例如,纵向中心线102,图1)均匀地沿径向设置在前环形吊架202与后环形吊架204之间。多个整流平台208分别交错地设置在相邻的衬套面板节段206之间。
[0135] 整流平台208还从前环形吊架202沿径向延伸至后环形吊架204,并且整流平台208中的各个包括至少一个中空翼型件210,以允许发动机热气体(例如,气流124,图1)流动穿过其。在示例性实施例中,中空翼型件210还包括内壁212,以防护发动机构件(例如,涡轮中心框架128)免于直接暴露于发动机热气体。衬套面板节段206还包括多个径向接合边缘214,其构造成与设置成邻近相应径向接合边缘214的多个整流延伸部216径向地联接。径向接合边缘214构造成沿垂直于径向方向的方向与相应的整流延伸部216重叠。径向接合边缘
214由多个接头组件218与相应整流延伸部216联接。
[0136] 在操作期间,在暴露于发动机热气体(例如,气流124,图1)时,独立衬套面板节段206的材料将沿热膨胀方向220热膨胀(和收缩,在较冷温度时)。为了补偿衬套面板节段热膨胀,相应的径向接合边缘214构造成沿热膨胀方向220可滑动地接合整流延伸部216。在示例性实施例中,径向接合边缘214的下表面(未示出,在下面见图3-4)和整流延伸部216的上表面222涂覆有耐磨材料,其中相应的表面可滑动地接合彼此。在实施例的方面中,耐磨材料通过喷涂或硬钎焊施加于相应表面,并且可为钴基涂层。
[0137] 图3示出了图2中所示的三脚架接头组件218的近视透视图。图2和3两者中所示的相同构件由两个图中的相同构件标记表示。具体参照图3,三脚架接头组件218联接沿方向300与整流延伸部216可滑动接合的径向接合边缘214。方向300代表径向接合边缘214相对于整流平台208的整流延伸部216由于衬套面板节段206的热膨胀的移动。
[0138] 三脚架接头组件218还包括具有与凸起腿部306相对的至少两个扣状体(button)腿部304的三脚架板302。凸起腿部306包括向下的凸起308,用于接合整流平台208的安装基部312的上平表面310中的定位凹陷(未示出,见图4)。在示例性实施例中,三脚架接头组件218还包括延伸穿过三脚架板302的螺纹紧固件314。螺纹螺母316附接于螺纹紧固件314的端部(未标号),并且将三脚架板302装固在其间。弹簧垫圈318围绕螺纹紧固件314设置在螺纹螺母316与三脚架板302之间。球形垫圈320围绕螺纹紧固件314设置在三脚架板302与弹簧垫圈318之间。
[0139] 在操作中,在衬套面板节段206在暴露于发动机热气体的变化温度时膨胀和收缩时,三脚架接头组件将径向接合边缘214牢固且紧密地保持至整流延伸部216。整流延伸部216的上表面222和径向接合边缘214的下表面322涂覆有耐磨材料,以在上表面222和下表面322继续滑动横跨彼此时,防止上表面222和下表面322的物理结构退化。
[0140] 然而,常规地,衬套面板节段相对于整流平台的恒定的来回移动还需要衬套面板节段相对于三脚架板的可滑动的移动。滑动的三脚架板接着将随着时间的过去磨损到衬套面板节段和整流平台两者的接触表面中。在这些接触表面磨损时,三脚架板变松,并且在螺纹螺母与节段/平台之间发出脆响。三脚架板的脆响可引起对整流平台中的衬套面板节段的相应接触表面以及对将这些构件垂直地装固在一起的螺纹紧固件的增大损坏。
[0141] 示例性三脚架接头组件218通过将耐磨材料不仅施加于整流延伸部216的上表面222和径向接合边缘214的下表面322,而且还施加于安装基部312的上平表面310以及可滑动地接合扣状体腿部304的扣状体(未示出,见图4)的径向接合边缘214的上接触表面324来缓解这些已知问题。在实施例的方面中,三脚架板302自身由耐磨材料制成。作为备选,扣状体腿部304凸起308的所有外表面涂覆有耐磨材料。
[0142] 在又一个操作中,本文中公开的耐磨涂层和材料的有利使用将缓解但可不消除衬套面板节段206、整流平台208和三脚架板302的相应表面之间的磨损。耐磨涂层和材料在缓解由滑动接合的平面中的滑动移动(即,方向220,300)引起的损坏方面最有效。然而,随着时间的过去,耐磨涂层和材料的厚度可减小,并且由此产生在垂直于滑动接合平面的方向上(即,在螺纹紧固件314的纵向方向上,未示出)的相应构件之间的游隙。
[0143] 因此,弹簧垫圈318以及本文中所述的耐磨涂层和材料的有利包含解决了相应构件之间在三个维度上的移动。在耐磨涂层和材料随着时间的过去减小厚度时,弹簧垫圈318提供沿厚度方向的连续偏压力,由此保持衬套面板节段206、整流平台208和三脚架板302之间的紧密可滑动接合,即使在这些相应构件之间的一些磨损出现时。该三维接合相当大地减少随着时间的过去的构件之间的磨损的量,并且因此显著地减少维护量和替换成本。
[0144] 图4示出了示例性三脚架接头组件的局部断面截面视图。在实施例的方面中,三脚架接头组件在构造和功能上类似于上文关于图2和3所述的接头组件218。
[0145] 三脚架接头组件包括螺纹紧固件402、三脚架板404、凸形垫圈406、弹簧垫圈408和螺纹锁紧螺母410。螺纹紧固件402可为螺钉或螺栓,并且螺纹锁紧螺母410可为自锁定的类型。在示例性实施例中,三脚架板404由耐磨材料制成。作为备选,三脚架板404由常规材料制成,并且涂覆有耐磨涂层。接头组件将线性面板节段416的径向接合边缘414的下表面412装固成与整流平台422的整流延伸部420的上表面418可滑动接合。
[0146] 在构造中,螺纹紧固件402延伸穿过整流延伸部420中的开口424,并且穿过三脚架板404中的接近孔426,以将线性面板节段416的径向接合边缘414定位在整流延伸部420与三脚架板404之间。在示例性实施例中,三脚架板404包括扣状体428,其从三脚架底面430突出,以接合径向接合边缘414的上接触表面432。在实施例的方面中,扣状体428凸出成减少与上接触表面432可滑动接合的表面区域的量。与扣状体428相对(相对于螺纹紧固件402),三脚架板404还包括构造成接合整流延伸部420中的定位凹陷436的向下的凸起434。
[0147] 在实施例的方面中,三脚架板404由单个整件的耐磨材料构成。三脚架板404还包括平表面438,其包括设置在接近孔426附近的凹座440。凸垫圈406包括构造成接合凹座440的互补形状的外凸的下表面442。凸垫圈406的中心表面444包括设置在螺纹紧固件402附近并且面对弹簧垫圈408的环形唇部446。弹簧垫圈408向上向内成角,以在中心远离凸垫圈406且朝螺纹锁紧螺母410延伸。环形唇部446构造成在螺纹锁紧螺母410上紧时防止弹簧垫圈408使该成角方向反向,这是有时称为"油罐式变动(oil canning)"的现象。双垫圈串联连接因此提供了垂直弹簧功能和垂直夹持能力组件两者。
[0148] 在组装期间,接近孔426的直径(未标号)可制造得足够大,以适应制造公差来确保三脚架板404不在组装之后和在发动机操作期间接触螺纹紧固件402。螺纹锁紧螺母410和弹簧垫圈408接着可转矩传递到螺纹紧固件402上来预加载三脚架板404,以使线性面板节段416与整流平台422接合,同时仍允许径向接合边缘414的下表面412与整流延伸部420的上表面418之间,以及径向接合边缘414的上接触表面432与三脚架板404的扣状体428之间的滑动移动。弹簧垫圈408在组装期间压缩期望量,由此允许流动路径衬套系统的独立构件在操作期间相对于彼此沿周向移动,但仍保持垂直地夹持在一起。
[0149] 在操作中,本文中所述的示例性三脚架接头组件提供了针对所有接触表面的磨损的三维保护,同时还保持相应构件紧密地保持在一起,即使在构件中的一些磨损的情况下,如,在相应的构件在发动机的操作和停机期间稳定(settle)和转移之后。本文中的示例性三脚架接头组件的所有构件一起工作来改进流动路径衬套系统的耐久性,并且显著地降低系统修理和维护的成本。
[0150] 上述详细描述经由实例而非经由限制示出本公开的实施例。设想出的是,本公开具有空气/油分离器和槽排出的大体应用来用于各种目的。还设想出的是,本文中所述的方法和系统可并入到现有的飞行器发动机设计和结构中。
[0151] 将认识到的是,上文具体详述的实施例仅为实例或可能的实施例,并且存在可包括的许多其它组合、添加或备选方案。所示设备不限于本文中所述的特定实施例,而是相反地,各个的构件可独立地且与本文中所述的其它构件分开地使用。各个系统构件还可与其它系统构件组合使用。
[0152] 如本文中遍及说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可在不导致其涉及的基本功能的变化的情况下可容许地改变的任何数量表达。因此,由用语或多个用语如"大约"和"大致"修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况中,近似语言可对应于用于测量值的器具的精度。此处和遍及说明书和权利要求,范围限制可组合和/或互换,此类范围被识别并且包括包含在其中的所有子范围,除非上下文或语言另外指出。
[0153] 尽管按照各种特定实施例描述了本公开,但将认识的是,本公开可利用权利要求的精神和范围内的改型来实践。
[0154] 该书面的描述使用实例以描述本公开(包括最佳模式),并且还使本领域技术人员能够实践本公开(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本公开的可专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件,或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件,则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
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