專利名稱：渦輪覆環(huán)組合件及組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪覆環(huán)組合件。
背景技術(shù)：
許多普遍的渦輪覆環(huán)組合件應(yīng)用冷卻流體流過覆環(huán)扇形件或在覆環(huán)扇形件之間流過以促進(jìn)覆環(huán)扇形件的冷卻。當(dāng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，覆環(huán)扇形件由于遭受到與發(fā)動(dòng)機(jī)工作有關(guān)的高溫而發(fā)生沿圓周方向的熱膨脹，這種熱膨脹造成相鄰的覆環(huán)扇形件之間的間隙減小，由于相鄰的覆環(huán)扇形件之間的間隙減小，也使冷卻流體的流量減小。冷卻流體的流量減小便阻止了或者說限制了覆環(huán)扇形件端面的冷卻，最終導(dǎo)致覆環(huán)扇形件發(fā)生損壞故障，尤其是在覆環(huán)扇形件的圓周端面上更甚。另外，上述的覆環(huán)扇形件發(fā)生損壞也可造成覆環(huán)上的陶瓷涂層剝落。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的一方面，提供一種組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括環(huán)繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的與其軸線方向成一直線的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸安裝一個(gè)具有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子組件。再將一個(gè)覆環(huán)組合件安裝到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，該覆環(huán)組合件具有多個(gè)圍繞轉(zhuǎn)子組件沿圓周連接的覆環(huán)扇形件，在相鄰的覆環(huán)扇形件之間形成一個(gè)沿軸線方向的覆環(huán)間隙。每個(gè)覆環(huán)扇形件與冷卻流體源相鄰接，致使冷卻流體流過每個(gè)覆環(huán)扇形件而進(jìn)入相應(yīng)的覆環(huán)間隙中，以促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過覆環(huán)間隙。
按照本發(fā)明的另一方面，提供一種覆環(huán)扇形件。該覆環(huán)扇形件具有一個(gè)沿軸線方向界定于覆環(huán)扇形件的前緣與其相對(duì)的后緣之間的第一端面，而且該第一端面沿大致垂直于上述軸線方向的徑向方向界定于覆環(huán)扇形件的徑向內(nèi)緣與其相對(duì)的徑向外緣之間。沿著第一端面的軸線方向的至少一部分做出一個(gè)第一端部臺(tái)階，該端部臺(tái)階從徑向內(nèi)緣沿著第一端面的徑向方向的至少一部分沿徑向向外延伸。上述第一端部臺(tái)階的至少一部分具有一個(gè)大致平行于并且偏離第一端面的第一臺(tái)階面。至少一條第一冷卻孔道在覆環(huán)扇形件的徑向外表面與第一臺(tái)階面之間延伸，該至少一條第一冷卻孔道形成一個(gè)位于第一臺(tái)階面內(nèi)的孔口。
按照本發(fā)明的再一方面，提供一種環(huán)繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件沿圓周安裝的覆環(huán)組合件。該覆環(huán)組合件具有一個(gè)第一覆環(huán)扇形件，該第一覆環(huán)扇形件具有一個(gè)第一端面，該第一端面沿軸線方向界定于第一覆環(huán)扇形件的前緣與其相對(duì)的后緣之間，并且沿垂直于上述軸線方向的徑向方向界定于第一覆環(huán)扇形件的徑向內(nèi)緣與其相對(duì)的徑向外緣之間。沿著第一端面的沿軸線方向的至少一部分做出一個(gè)第一端部臺(tái)階，該端部臺(tái)階從徑向內(nèi)緣沿著第一端面的沿徑向方向的至少一部分沿徑向向外延伸，第一端部臺(tái)階的至少一部分具有一個(gè)大致平行于并且偏離第一端面的第一臺(tái)階面，至少一條第一冷卻孔道在第一覆環(huán)扇形件的徑向外表面與第一臺(tái)階面之間延伸，該至少一條第一冷卻孔道形成一個(gè)位于第一臺(tái)階面之內(nèi)的孔口。第二覆環(huán)扇形件具有一個(gè)與第一覆環(huán)扇形件的第一端面相連接的第一端面。至少由第一覆環(huán)扇形件與第二覆環(huán)扇形件之間的第一端部臺(tái)階部分地形成一條覆環(huán)間隙。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意側(cè)視圖；圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部剖視圖；圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪覆環(huán)扇形件的正視圖；和圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪覆環(huán)扇形件的側(cè)視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明提供一種具有多個(gè)環(huán)繞高壓燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的輪子組件相連接的覆環(huán)扇形件的渦輪覆環(huán)組合件。該渦輪覆環(huán)組合件便利于強(qiáng)制驅(qū)氣流通過覆環(huán)扇形件并且/或者在相鄰的覆環(huán)扇形件之間流過。以防止或者說限制覆環(huán)端面在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中發(fā)生損壞故障。上述渦輪覆環(huán)組合件可具有帶涂層(例如合適的陶瓷涂層)的或不帶涂層的覆環(huán)扇形件。對(duì)于涂有陶瓷涂層的覆環(huán)扇形件，本發(fā)明的渦輪覆環(huán)組合件可防止或者說限制在普通的涂有陶瓷涂層的覆環(huán)扇形件常見的陶瓷涂層剝落的問題。另外，由于本發(fā)明提供了強(qiáng)制驅(qū)氣流通過覆環(huán)扇形件并且/或者流過相鄰的覆環(huán)扇形件之間，故允許相鄰覆環(huán)扇形件之間輕微的接觸，這就可防止或者說減少覆環(huán)氣流漏泄。
下面參考與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用及工作相關(guān)的情況說明本發(fā)明。但是，熟悉本技術(shù)的并且受本文所述的原理所指導(dǎo)的人們都會(huì)明白，本發(fā)明的渦輪覆環(huán)組合件同樣可應(yīng)用于任何具有帶涂層或不帶涂層的覆環(huán)扇形件的燃燒裝置包括(但不限于)鍋爐、加熱器和其他渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖1簡單示出一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10，它具有一個(gè)風(fēng)扇組件12、一個(gè)高壓壓氣機(jī)14、和一個(gè)燃燒室16。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10還具有一個(gè)高壓渦輪18和一個(gè)低壓渦輪20。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是美國通用電氣公司(美國俄亥俄州，辛辛那提市)出產(chǎn)的F414發(fā)動(dòng)機(jī)。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣流過風(fēng)扇組件12，被風(fēng)扇壓縮過的空氣從風(fēng)扇組件12進(jìn)入高壓壓氣機(jī)14。經(jīng)高壓壓縮的空氣進(jìn)入燃燒室16，燃燒過的氣體則從燃燒室16進(jìn)入渦輪噴嘴組件22。來自燃燒室16的燃?xì)饬黩?qū)動(dòng)安裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪主軸24上的高壓渦輪18和低壓渦輪20，然后通過排氣系統(tǒng)26排出到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10之外。
在一個(gè)實(shí)施例中，上述燃?xì)馔ㄟ^渦輪噴嘴扇形件32進(jìn)入到圖1所示的高壓渦輪18和/或低壓渦輪20。更具體地說，上述燃?xì)馔ㄟ^渦輪噴嘴扇形件32被導(dǎo)引至驅(qū)動(dòng)高壓渦輪18和/或低壓渦輪20的渦輪轉(zhuǎn)子葉片34。在一個(gè)實(shí)施例中，由多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片34構(gòu)成燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的高壓壓縮級(jí)。每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片34都安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪盤(未示出)上。另外，轉(zhuǎn)子葉片34也可以是從一個(gè)輪盤(未示出)徑向向外伸出，從而由多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片組成一個(gè)整體的渦輪轉(zhuǎn)子(未示出)。
圖2是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的渦輪噴嘴組件22的局部剖視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，由多個(gè)渦輪噴嘴扇形件32沿圓周互相連接在一起而構(gòu)成一個(gè)渦輪噴嘴組件22。噴嘴扇形件32具有多個(gè)沿圓周隔開的并由一個(gè)弧形的徑向外環(huán)區(qū)或者說外緣板38和一個(gè)相對(duì)的弧形徑向內(nèi)環(huán)區(qū)或者說內(nèi)緣板(未示出)連接在一起的葉片36。更具體地說，在該實(shí)施例中，上述的外環(huán)區(qū)38和相對(duì)的內(nèi)環(huán)區(qū)與葉片36構(gòu)成一個(gè)整體，每個(gè)噴嘴扇形件32含有兩個(gè)葉片36，在這種實(shí)施例中的噴嘴扇形件32通常稱為雙體件，在一個(gè)替換實(shí)施例中，噴嘴扇形件32只含單個(gè)葉片36，通常稱之為單片件。在另一個(gè)替換實(shí)施例中，噴嘴扇形件32含有兩個(gè)以上的葉片36。
如圖2所示，外環(huán)區(qū)38具有一個(gè)前面或者說入口面40、一個(gè)后面或者說出口面42和一個(gè)位于前面40與后面42之間的徑向內(nèi)表面44，該內(nèi)表面44形成一條供燃?xì)饬鬟^渦輪噴嘴組件22的流道。在一個(gè)實(shí)施例中，燃?xì)馔ㄟ^噴嘴扇形件32被導(dǎo)引至高壓渦輪18和/或低壓渦輪20，更具體地說，燃?xì)馔ㄟ^噴嘴扇形件32被導(dǎo)引至驅(qū)動(dòng)高壓渦輪18和/或低壓渦輪20的渦輪轉(zhuǎn)子葉片34。
渦輪覆環(huán)組合件50是環(huán)繞著含有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片34的轉(zhuǎn)子組件33安裝的。該渦輪覆環(huán)組合件50具有一個(gè)前面或者說入口面52、一個(gè)后面或者說出口面54和一個(gè)在它們之間延伸的徑向內(nèi)表面56，一個(gè)徑向外表面58與上述徑向內(nèi)表面56大致相對(duì)。內(nèi)表面56構(gòu)成一條可供燃?xì)饬鬟^高壓渦輪18和/或低壓渦輪20的流道。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)相似的或者說相同的渦輪覆環(huán)扇形件60沿圓周互相連接在一起構(gòu)成一個(gè)渦輪覆環(huán)組合件50。在該實(shí)施例中，相鄰的覆環(huán)扇形件60之間形成一條沿軸線方向的覆環(huán)間隙62，以便在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中便利于相鄰的覆環(huán)扇形件60和/或渦輪覆環(huán)組合件50沿圓周方向的熱膨脹。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，在渦輪覆環(huán)前面52與渦輪噴嘴后面42之間留有一條間隙70，該間隙70便利于渦輪覆環(huán)組合件50和/或渦輪噴嘴組件22沿軸線方向的熱膨脹。
圖3和圖4分別示出覆環(huán)扇形件60的局部前視圖和側(cè)視圖。覆環(huán)扇形件60具有一個(gè)第一端面80和一個(gè)相對(duì)著的第二端面。在一個(gè)實(shí)施例中，上述的第二端面與第一端面80是相似的或相同的(下面將會(huì)談到)。參看圖4，第一端面80沿軸線方向界定于覆環(huán)扇形件60的至少部分地界定渦輪覆環(huán)組合件50的前面52的前緣82與覆環(huán)扇形件60的至少部分地界定渦輪覆環(huán)組合件50的后面54的相對(duì)的后緣84之間(該端面80的軸線方向如圖4的方向線83所示)。而且，第一端面80沿徑向方向則界定于覆環(huán)扇形件60的至少部分地界定渦輪覆環(huán)組合件50的內(nèi)表面56的徑向內(nèi)緣86與覆環(huán)扇形件60的至少部分地界定渦輪覆環(huán)組合件50的徑向外表面58的相對(duì)的徑向外緣88之間(上述徑向方向如圖4中的方向線89所示)。上述的徑向方向大致垂直于上述的軸線方向。
參看圖3和4，沿上述第一端面80的至少一部分形成一個(gè)第一端部臺(tái)階90。在一個(gè)實(shí)施例中，上述第一端部臺(tái)階90的至少一部分具有一個(gè)大致平行于而且偏離第一端面80的第一臺(tái)階面92。第一端部臺(tái)階90和/或第一臺(tái)階面92從徑向內(nèi)緣86沿著第一端面80的沿徑向方向的至少一部分沿徑向向外延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90沿著第一端面80在前緣82與后緣84之間沿軸向延伸。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，第一臺(tái)階面92大致沿第一端面80延伸，也就是從前緣82向后緣84延伸，從而使部分地構(gòu)成第一端部臺(tái)階90的第一臺(tái)階面92沿圓周偏離第一端面80的徑向在外部分94，如圖3所示。在一個(gè)替換實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90限定或者說形成第一端面80內(nèi)的一個(gè)凹區(qū)或者說凹陷區(qū)96，如圖4所示。在本實(shí)施例中，上述凹陷區(qū)96僅沿第一端面80的一部分沿軸線方向延伸。在第一臺(tái)階面92內(nèi)有一個(gè)由穿過覆環(huán)扇形件60做出的至少一條第一冷卻孔道100所形成的孔口98，(如下面所述)，而第一臺(tái)階面92徑向向外終止于孔口98。上述的第一冷卻孔道100可導(dǎo)引冷卻流體通過覆環(huán)扇形件60。在一個(gè)具體實(shí)施例中，至少一條冷卻孔道100設(shè)置在前緣82附近。
如圖3和4所示，覆環(huán)扇形件60做出或者說具有至少一個(gè)用于將相鄰的覆環(huán)扇形件60連接在一起的密封槽102。在一個(gè)實(shí)施例中，外環(huán)扇形件60具有一個(gè)內(nèi)密封槽或者說第一密封槽102和一個(gè)外密封槽或者說第二密封槽104。第一端部臺(tái)階90從徑向內(nèi)緣80沿徑向向外延伸，以致使其至少一部分位于徑向內(nèi)緣86與內(nèi)密封槽102之間。參看圖3，在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90大致在徑向內(nèi)緣86與內(nèi)密封槽102之間沿第一端面80的軸向長度延伸。在一個(gè)替換的實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90僅沿第一端面80的一部分軸向長度延伸，因此第一端部臺(tái)階90只有一部分大致位于徑向內(nèi)緣86與內(nèi)密封槽102之間，如圖4所示。
當(dāng)多個(gè)渦輪覆環(huán)扇形件60沿圓周相連接而成渦輪覆環(huán)組合件50時(shí)，上述第一端部臺(tái)階90至少形成一部分位于相鄰覆環(huán)扇形件60之間的覆環(huán)間隙62。在一個(gè)實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90在相鄰的互相連接的覆環(huán)扇形件60之間形成覆環(huán)間隙62。在一個(gè)替換實(shí)施例中，第一端部臺(tái)階90形成一部分覆環(huán)間隙62，而在鄰近的相連接的覆環(huán)扇形件上形成的相配的端部臺(tái)階則形成其余部分的覆環(huán)間隙62。在相鄰的覆環(huán)扇形件60之間形成的覆環(huán)間隙62可在發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下提供強(qiáng)制驅(qū)氣流，以防止或者說限制覆環(huán)端面發(fā)生損壞故障。而且，上述的覆環(huán)間隙62也便利于覆環(huán)扇形件60在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中由于熱條件引起的相對(duì)于相鄰覆環(huán)扇形件60的熱膨脹。
如圖3和4所示，至少由一條冷卻孔道100提供覆環(huán)間隙62與合適的冷卻流體源例如高壓腔106之間的流體連通，以便導(dǎo)引冷卻流體通過覆環(huán)扇形件60進(jìn)入相應(yīng)的覆環(huán)間隙62，促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過環(huán)繞轉(zhuǎn)子葉片34設(shè)置的覆環(huán)間隙62。在一個(gè)實(shí)施例中，高壓腔106與高壓壓氣機(jī)14流體連通，以便向渦輪覆環(huán)組件50和/或每個(gè)覆環(huán)扇件60提供冷卻氣流。在替換的實(shí)施例中，可由任何合適的冷卻流體源與渦輪覆環(huán)組合件50形成流體連通，以便對(duì)每個(gè)覆環(huán)扇形件60提供冷卻流體。
在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻孔道100在覆環(huán)扇形件60的徑向外表面58與第一臺(tái)階段92之間延伸。如圖3和4所示，冷卻孔道100形成一個(gè)位于第一臺(tái)面92內(nèi)的孔口98，在該實(shí)施例中，冷卻孔道100提供了在覆環(huán)間隙62與合適的冷卻流源(例如高壓腔106)之間的流體連通，以便使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過環(huán)繞轉(zhuǎn)子葉片34設(shè)置的覆環(huán)間隙62。
在一個(gè)實(shí)施例中，覆環(huán)扇形件60具有一個(gè)與第一端面80相對(duì)的第二端面110，在該實(shí)施例中，第二端面110與第一端面80是相似的或者說相同的。第二端面110的軸向方向由前緣82與后緣84界定，而其徑向方向則由徑向內(nèi)緣86與徑向外緣88界定。在第二端面110的沿徑向方向的至少一部分形成一個(gè)第二端部臺(tái)階112，該臺(tái)階112從徑向內(nèi)緣86沿著第二端面110的至少一部分徑向向外延伸。至少一部分第二端部臺(tái)階112具有一個(gè)大致平行于并且偏離第二端面110的第二臺(tái)階面113。第二端部臺(tái)階112至少部分地構(gòu)成一個(gè)覆環(huán)間隙62。
在徑向外表面58與上述第二臺(tái)階面113之間至少貫穿一條第二冷卻孔道114，該冷卻孔道114形成一個(gè)位于第二臺(tái)階面113內(nèi)的孔口116，并可導(dǎo)引冷卻流體通過覆環(huán)扇形件60。在一個(gè)具體實(shí)施例中，至少有一條第二冷卻孔道114設(shè)置在前緣82附近。第二冷卻孔道114在覆環(huán)間隙62與一個(gè)冷卻流體源(例如高壓腔106)之間形成流體連通，以促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過環(huán)繞轉(zhuǎn)子葉片34設(shè)置的覆環(huán)間隙62。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的方法。該方法包括圍繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸24安裝轉(zhuǎn)子組件33。如圖1所示，主軸24沿軸線方向與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的縱軸線25成一直線排列。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子組件33具有多個(gè)安裝在主軸24上并且可在發(fā)動(dòng)機(jī)10工作時(shí)隨主軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片34。
將覆環(huán)組合件50安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10上，該組合件50具有多個(gè)環(huán)繞轉(zhuǎn)子組件33定位而且互相連接的覆環(huán)扇形件60，在相鄰的覆環(huán)扇形件60之間形成沿軸線方向的覆環(huán)間隙62。在一個(gè)實(shí)施例中，在覆環(huán)扇形件60的第一端面80上做出第一端部臺(tái)階90，以使該第一端部臺(tái)階90至少部分地構(gòu)成覆環(huán)間隙62。穿過覆環(huán)扇形件60做出至少一條冷卻孔道100，此孔道100從覆環(huán)扇形件60的徑向外表面58延伸至第一臺(tái)階面92，在該第一臺(tái)階面92內(nèi)形成一個(gè)孔口98，如圖3和4所示。
每個(gè)上述的覆環(huán)扇形件60與冷卻流體源相連接，從而使冷卻流體流過每個(gè)覆環(huán)扇形件60而進(jìn)入覆環(huán)間隙62內(nèi)，以便在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10工作過程中促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過覆環(huán)間隙62。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)覆環(huán)扇形件60的徑向外表面58與大致平行于并且偏離覆環(huán)扇形件60的第一端面80的第一臺(tái)階面92之間至少做出一條冷卻孔道100，該冷卻孔道100在冷卻流體源與覆環(huán)間隙62之間形成流體連通。
在一個(gè)實(shí)施例中，覆環(huán)扇形件60具有一個(gè)與上述第一端面80相對(duì)的第二端面110。該第二端面110與第一端面80是相似的或相同的，其軸線方向由前緣82與后緣84界定，而其徑向方向則由徑向內(nèi)緣86與徑向外緣88界定。至少沿第二端面110的軸線方向的一部分形成一個(gè)第二端部臺(tái)階112，該臺(tái)階112至少沿第二端面110的一部分從徑向內(nèi)緣86沿徑向向外延伸。上述第二端部臺(tái)階112至少部分地構(gòu)成一個(gè)覆環(huán)間隙62。在徑向外表面58與第二臺(tái)階面113之間至少做出一條第二冷卻孔道114，該孔道114形成一個(gè)位于第二臺(tái)階面113之內(nèi)的孔口116，并可導(dǎo)引冷卻流體通過覆環(huán)扇形件60。在一個(gè)具體實(shí)施例中，至少有一條第二冷卻孔道114設(shè)置在前緣82附近。第二冷卻孔道114在冷卻流體源與覆環(huán)間隙62之間形成流體連通，促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過位于轉(zhuǎn)子葉片34周圍的覆環(huán)間隙62。
上述的渦輪覆環(huán)組合件和組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法可在構(gòu)成渦輪覆環(huán)組合件的相鄰的覆環(huán)扇形件之間形成強(qiáng)制驅(qū)氣流，以防止覆環(huán)扇形件端面發(fā)生損壞故障。更具體地說，在覆環(huán)扇形件端面上做出端部臺(tái)階，并且穿過覆環(huán)扇形件做出冷卻孔道，便在冷卻流體源與至少由端部臺(tái)階部分地形成的覆環(huán)間隙之間形成了流體連通。因此，渦輪覆環(huán)組合件在工作狀態(tài)下具有強(qiáng)制驅(qū)氣流。
上面已經(jīng)詳細(xì)說明渦輪覆環(huán)組合件和組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的典型實(shí)施例。但是，渦輪覆環(huán)組合件和組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法并不限于上述的具體實(shí)施例，而是可以將覆環(huán)組合件的各零部件和/或組裝方法的各步驟單獨(dú)地并且與上面所述的其他零部件和/或步驟分開地應(yīng)用。而且，所述的組合件的零部件和/或方法也可限定在其他的組合件和/或方法中，或者與其他的組合件和/或方法結(jié)合應(yīng)用，并不僅局限于以上面所述的組合件和/或方法所進(jìn)行的應(yīng)用實(shí)踐。
雖然上面已經(jīng)結(jié)合各種具體實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是熟悉本技術(shù)的人們將會(huì)明白也可以在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)加以改進(jìn)來實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種覆環(huán)扇形件(60)具有一個(gè)沿軸線方向(83)界定于上述覆環(huán)扇形件(60)的前緣(82)與其相對(duì)的后緣(84)之間、并沿大致垂直于上述軸線方向的徑向方向(89)界定于上述覆環(huán)扇形件(60)的徑向內(nèi)緣(86)與相對(duì)的徑向外緣(88)之間的第一端面(80)；一個(gè)沿上述軸線方向沿上述第一端面(80)的至少一部分形成的并沿上述第一端面的至少一部分從上述徑向內(nèi)緣(86)徑向向外延伸的第一端部臺(tái)階(90)，該第一端部臺(tái)階的至少一部分具有一個(gè)大致平行于并且偏離于上述第一端面的第一臺(tái)階面(92)；和至少一條在上述覆環(huán)扇形件的徑向外表面(58)與上述的第一臺(tái)階面(92)之間延伸的第一冷卻孔道(100)，該至少一條第一冷卻孔道(100)形成一個(gè)位于上述第一臺(tái)階面內(nèi)的孔口(98)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件，其特征在于還具有一個(gè)與上述第一端面(80)相對(duì)的第二端面(110)，該第二端面沿上述軸線方向(83)界定于上述前緣(82)與上述后緣(84)之間，并沿上述徑向方向(89)界定于上述徑向內(nèi)緣(86)與上述徑向外緣(88)之間；和一個(gè)沿上述軸線方向沿上述第二端面的至少一部分形成的并沿上述第二端面的至少一部分從上述徑向內(nèi)緣徑向向外延伸的第二端部臺(tái)階(112)，該第二端部臺(tái)階的至少一部分具有一個(gè)大致平行于并且偏離于上述第二端面的第二臺(tái)階面(113)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于還具有至少一條在上述徑向外表面(58)與上述第二臺(tái)階面(113)之間延伸的第二冷卻孔道(114)，該至少一條第二冷卻孔道形成一個(gè)位于上述第二臺(tái)階面內(nèi)的孔口(116)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，上述的第一端部臺(tái)階(90)構(gòu)成至少一部分位于上述覆環(huán)扇形件與相鄰的覆環(huán)扇形件之間的覆環(huán)間隙(62)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，上述的至少一條第一冷卻孔道(100)在高壓腔(106)和在上述覆環(huán)扇形件與相鄰覆環(huán)扇形件之間形成的覆環(huán)間隙(62)之間保持流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，上述的第一端部臺(tái)階(90)沿上述前緣(82)與上述后緣(84)之間的上述第一端面(80)上大致沿軸向延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，上述第一臺(tái)階面(92)具有一個(gè)在上述第一端面(80)上形成并且包圍由上述至少一條冷卻孔道(100)所形成的孔口(98)的凹陷區(qū)(96)，該凹陷區(qū)沿上述軸線方向(83)沿上述第一端面(80)部分地延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，還具有一條在上述第一端面(80)內(nèi)形成的密封槽(102)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的覆環(huán)扇形件(60)，其特征在于，上述的第一臺(tái)階面(92)大致在上述徑向內(nèi)緣(88)與上述密封槽(102)之間延伸。
10.一種環(huán)繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子組件(33)沿圓周安裝的覆環(huán)組合件(50)，具有一個(gè)第一覆環(huán)扇形件(60)，該第一覆環(huán)扇形件具有一個(gè)沿軸線方向(83)界定于上述第一覆環(huán)扇形件的前緣(82)與其相對(duì)的后緣(84)之間、并沿大致垂直于上述軸線方向的徑向方向(89)界定于上述第一覆環(huán)扇形件的徑向內(nèi)緣(86)與相對(duì)的相對(duì)的徑向外緣(88)之間的第一端面(80)；一個(gè)沿上述第一端面沿上述軸線方向的至少一部分形成的并沿上述第一端面的至少一部分從上述徑向內(nèi)緣徑向向外延伸的第一端部臺(tái)階(90)，該第一端部臺(tái)階的至少一部分具有一個(gè)大致平行于并且偏離于上述第一端面的第一臺(tái)階面(92)；和至少一條在上述第一覆環(huán)扇形件的徑向外表面(58)與上述第一臺(tái)階面之間延伸的第一冷卻孔道(100)，該至少一條第一冷卻孔道(100)在上述第一臺(tái)階面內(nèi)形成一個(gè)孔口(98)；一個(gè)具有與上述第一覆環(huán)扇形件的上述第一端面相連接的第一端面(110)的第二覆環(huán)扇形件；和一條至少部分地由上述第一端部臺(tái)階在上述第一覆環(huán)扇形件與上述第二覆環(huán)扇形件之間限定的覆環(huán)間隙(62)，上述的至少一條第一冷卻孔道在一冷卻流體源與上述覆環(huán)間隙之間構(gòu)成流體連通。
全文摘要
一種組裝燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的方法包括將具有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片(34)的轉(zhuǎn)子組件(33)圍繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸(24)安裝起來，上述主軸與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線方向(25)成一直線排列。將一個(gè)渦輪覆環(huán)組合件(90)連接到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上。所述的覆環(huán)組合件具有多個(gè)環(huán)繞上述轉(zhuǎn)子組件沿圓周連接的覆環(huán)扇形件(60)，在相鄰的覆環(huán)扇形件之間形成沿軸線方向(83)的覆環(huán)間隙(62)。每個(gè)覆環(huán)扇形件與一個(gè)冷卻流體源相連接，故可使冷卻流體流過每個(gè)覆環(huán)扇形件進(jìn)入相應(yīng)的覆環(huán)間隙，促使強(qiáng)制驅(qū)氣流通過覆環(huán)間隙。
文檔編號(hào)F01D25/24GK1948718SQ200610114950
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者J·D·夏皮羅, D·德默斯, R·P·塔梅奧, T·F·霍珀, R·A·尼科爾, D·P·普羅巴斯科 申請(qǐng)人:通用電氣公司