本主題大體上涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的噴嘴及噴嘴組件。更具體而言,本主題涉及具有改善的負載傳遞特征的噴嘴。
背景技術(shù):
燃氣渦輪發(fā)動機大體上包括成串流順序的壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段。在操作中,空氣進入壓縮機區(qū)段的入口,在該處,一個或更多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣,直到其達到燃燒區(qū)段。燃料與壓縮的空氣混合且在燃燒區(qū)段內(nèi)燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段傳送至限定在渦輪區(qū)段內(nèi)的熱氣體通路,且然后經(jīng)由排氣區(qū)段從渦輪區(qū)段排出。
在特定構(gòu)造中,渦輪區(qū)段包括成串流順序的高壓(HP)渦輪和低壓(LP)渦輪。HP渦輪和LP渦輪分別包括各種可旋轉(zhuǎn)的渦輪構(gòu)件,諸如渦輪轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子盤和固持件,以及各種靜止渦輪構(gòu)件,諸如定子導(dǎo)葉或噴嘴、渦輪護罩和發(fā)動機框架。可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件和靜止渦輪構(gòu)件至少部分地限定穿過渦輪區(qū)段的熱氣體通路。當(dāng)燃燒氣體流過熱氣體通路時,熱能從燃燒氣體傳遞至可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件和靜止渦輪構(gòu)件。
用于燃氣渦輪發(fā)動機中的噴嘴且特別是HP渦輪噴嘴通常布置為在限定穿過噴嘴的主流動通路的環(huán)形內(nèi)帶與外帶之間延伸的翼形導(dǎo)葉的陣列。由于燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)的操作溫度,故大體上期望使用具有低熱膨脹系數(shù)和高抗壓強度的材料。最近,例如,陶瓷基質(zhì)復(fù)合物("CMC")材料用于在此不利的溫度和壓力條件下有效地操作。這些低熱膨脹系數(shù)材料具有高于類似的金屬部分的溫度能力,以便在較高操作溫度下操作時,發(fā)動機能夠在較高發(fā)動機效率下操作。
然而,CMC材料具有在CMC的設(shè)計和應(yīng)用期間必須考慮的機械性質(zhì)。例如,在相比于金屬材料時,CMC材料具有相對較低的拉伸延性或?qū)κУ牡蛻?yīng)變。
典型的導(dǎo)葉使用穿過導(dǎo)葉帶或發(fā)動機支撐件設(shè)置的徑向銷來保持在渦輪發(fā)動機內(nèi)。在操作期間,這些銷可對噴嘴和相關(guān)的附接特征創(chuàng)建高切向負載和應(yīng)力集中。另外,現(xiàn)有的銷可創(chuàng)建對CMC材料有害的高拉伸負載。因此,如果CMC構(gòu)件使用某些銷結(jié)構(gòu)來約束,則應(yīng)力集中可形成,導(dǎo)致節(jié)段的縮短的壽命。
迄今,由CMC材料形成的噴嘴經(jīng)歷超過了CMC材料的能力的局部應(yīng)力,導(dǎo)致噴嘴的縮短的壽命。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)力歸因于給予噴嘴和相關(guān)聯(lián)的附接特征的瞬時應(yīng)力、不同材料類型的部分之間的不同熱增長,以及噴嘴與相關(guān)聯(lián)的附接特征之間的對接處的集中通路中的加載。
因此,改善的噴嘴和噴嘴組件是本領(lǐng)域中期望的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡述,或可從該描述清楚,或可通過實施本發(fā)明學(xué)習(xí)到。
按照本公開內(nèi)容的一個實施例,提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的噴嘴。噴嘴可包括沿徑向軸線設(shè)置的翼型件。翼型件可包括限定在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)的外表面。翼型件還可包括與外表面接合沿軸向延伸的凸緣,以及以非正交于發(fā)動機的中心線的接合角限定在凸緣上的沿徑向有壓力的接觸面。有壓力的接觸面構(gòu)造成垂直于接合角傳遞壓力。噴嘴還可包括沿徑向包圍翼型件的翼型件支撐框架,翼型件支撐框架包括與有壓力的接觸面接合來定位的匹配面。
按照本公開內(nèi)容的另一個實施例,提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的噴嘴組件。噴嘴可包括沿徑向軸線設(shè)置的翼型件。翼型件可包括限定在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)的外表面。翼型件還可包括與外表面接合沿軸向延伸的凸緣,以及遠離外表面沿徑向定位的沿徑向有壓力的接觸面。噴嘴還可包括沿徑向包圍翼型件的翼型件支撐框架,翼型件支撐框架包括支撐主體,以及以非正交于中心線的接合角限定在支撐主體上的匹配面,匹配面沿著接合角與有壓力的接觸面接合來定位。
本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的噴嘴,所述噴嘴包括:沿徑向軸線設(shè)置的翼型件,所述翼型件包括限定在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)的外表面,與所述外表面接合沿軸向延伸的凸緣,以及以非正交于所述發(fā)動機的中心線的接合角限定在所述凸緣上的沿徑向有壓力的接觸面,所述有壓力的接觸面構(gòu)造成垂直于所述接合角傳遞壓力;以及沿徑向包圍所述翼型件的翼型件支撐框架,所述翼型件支撐框架包括與所述有壓力的接觸面接合來定位的匹配面。
本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,所述接觸面包括從所述凸緣延伸的突出片。
本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,所述接觸面包括限定在所述凸緣內(nèi)的圓角。
本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,第一平面垂直于所述徑向軸線且平行于所述中心線限定,并且其中所述接合角相對于所述第一平面在90°和20°之間。
本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,第二平面沿所述發(fā)動機中心線和所述徑向軸線限定,并且其中所述接合角相對于所述第二平面在90°和20°之間。
本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第四技術(shù)方案中,所述接合角相對于所述第一平面在50°和40°之間。
本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第五技術(shù)方案中,所述接合角相對于所述第二平面在50°和40°之間。
本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,所述翼型件支撐框架包括設(shè)置在所述翼型件上方且限定所述匹配面的外支撐框架。
本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,所述翼型件支撐框架包括設(shè)置在所述翼型件下方且限定所述匹配面的內(nèi)支撐框架。
本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中,所述翼型件由陶瓷基質(zhì)復(fù)合物材料形成。
本發(fā)明的第十一技術(shù)方案提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的噴嘴,所述噴嘴包括:沿徑向軸線設(shè)置的翼型件,所述翼型件包括限定在前緣和后緣之間延伸的壓力側(cè)和吸力側(cè)的外表面,與所述外表面接合沿軸向延伸的凸緣,以及遠離所述外表面沿徑向定位的有壓力的接觸面;以及沿徑向包圍所述翼型件的翼型件支撐框架,所述翼型件支撐框架包括支撐主體,以及以非正交于所述中心線的接合角限定在所述支撐主體上的匹配面,所述匹配面沿著所述接合角與所述有壓力的接觸面接合來定位。
本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,所述匹配面包括從所述支撐框架延伸的偏置根部。
本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,所述匹配面包括限定在所述支撐框架內(nèi)的凹槽。
本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,第一平面垂直于所述徑向軸線且平行于所述中心線限定,并且其中所述接合角相對于所述第一平面在90°和20°之間。
本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,第二平面沿所述發(fā)動機中心線和所述徑向軸線限定,并且其中所述接合角相對于所述第二平面在90°和20°之間。
本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中,所述接合角相對于所述第一平面在50°和40°之間。
本發(fā)明的第十七技術(shù)方案是在第十五技術(shù)方案中,所述接合角相對于所述第二平面在50°和40°之間。
本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,所述翼型件支撐框架包括設(shè)置在所述翼型件上方且限定所述匹配面的外支撐框架。
本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,所述翼型件支撐框架包括設(shè)置在所述翼型件下方且限定所述匹配面的內(nèi)支撐框架。
本發(fā)明的第二十技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中,所述翼型件包括陶瓷基質(zhì)復(fù)合物材料。
本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例,且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。
附圖說明
包括針對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開放的公開內(nèi)容在參照附圖的說明書中闡述,在附圖中:
圖1為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖;
圖2為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的高壓渦輪部分的放大的周向截面?zhèn)纫晥D;
圖3為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的一部分的頂部后部透視圖,其中凸緣包括外成角的接觸面;
圖4為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的頂部后部透視圖,其中外凸緣包括外成角的接觸面且內(nèi)凸緣包括內(nèi)成角的接觸面;
圖5為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴組件的示意局部分解的側(cè)視截面視圖;
圖6為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴組件的示意局部分解的側(cè)視截面視圖;
圖7為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的一部分的頂部前部透視圖,其中接觸面包括圓角;
圖8為包括外偏置根部的按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的一部分的頂部后部透視圖;
圖9為包括突出片的按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的頂部后部透視圖;
圖10為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴的頂部后部透視圖,其中內(nèi)接觸面包括內(nèi)圓角且外面包括外圓角;
圖11為包括突出片的按照本公開內(nèi)容的一個實施例的放大的頂部后部透視圖;
圖12為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴組件的示意局部分解的前部截面視圖;以及
圖13為按照本公開內(nèi)容的一個實施例的噴嘴組件的示意局部分解的前部截面視圖。
零件列表
10 高旁通渦扇發(fā)動機
12 中心線軸線
14 核心渦輪
162 風(fēng)扇區(qū)段
181 基本管狀的外殼
20 環(huán)形入口
22 低壓(LP)壓縮機
24 高壓(HP)壓縮機
26 燃燒區(qū)段
28 高壓(HP)渦輪
30 低壓(LP)渦輪
32 噴氣排氣噴嘴區(qū)段
34 高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸
36 低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸
38 風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或風(fēng)扇區(qū)段的軸
40 多個風(fēng)扇葉片
42 環(huán)形風(fēng)扇殼或機艙
44 周向間隔開的出口導(dǎo)葉
46 下游區(qū)段
48 限定旁通氣流通道
50 HP渦輪的第一級
52 定子導(dǎo)葉的第一級環(huán)形陣列
54 第一級定子導(dǎo)葉
56 渦輪轉(zhuǎn)子葉片的第一級環(huán)形陣列
58 第一級渦輪轉(zhuǎn)子葉片
60 HP渦輪的第二級
62 定子導(dǎo)葉的第二級環(huán)形陣列
64 第二級定子導(dǎo)葉
66 渦輪轉(zhuǎn)子葉片的第二級環(huán)形陣列
68 第二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片
70 熱氣體通路
72 第一級護罩組件
74 第二級護罩組件
76 第一級轉(zhuǎn)子葉片末梢
78 第二級轉(zhuǎn)子葉片末梢
88 外支撐框架
90 內(nèi)支撐框架
100 噴嘴組件
102 噴嘴
104 徑向軸線
106 支撐結(jié)構(gòu)
108 支撐框架
110 翼型件
112 壓力側(cè)
114 吸力側(cè)
1165 前緣
1182 后緣
120 內(nèi)凸緣
122 外凸緣
124 有壓力的接觸面
126 匹配面
128 突出片
130 壓力
132 圓角
136 偏置根部
140 凹槽
142 第一平面
144 第二平面
θA 凸緣外接合角
θB 凸緣內(nèi)接合角
γA 外框架接合角
γB 內(nèi)框架接合角。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的實施例,其一個或更多個示例在附圖中示出。該詳細描述使用了數(shù)字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分。如本文使用的用語"第一"、"第二"和"第三"可互換使用,以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開,且不旨在表示獨立構(gòu)件的位置或重要性。用語"上游"和"下游"是指相對于流體通路中的流體流的相對流動方向。例如,"上游"是指流體流自的流動方向,且"下游"是指流體流至的流動方向。
此外,如本文使用的用語"軸向"或"軸向地"是指沿發(fā)動機的縱軸線的維度。連同"軸向"或"軸向地"使用的用語"前"是指朝發(fā)動機入口的方向,或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件相對較接近發(fā)動機入口。連同"軸向"或"軸向地"使用的用語"后"是指朝發(fā)動機噴嘴的方向,或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件相對較接近發(fā)動機噴嘴。用語"徑向"或"徑向地"是指發(fā)動機的中心縱軸線與發(fā)動機外周之間延伸的維度。
現(xiàn)在參看附圖,圖1為可結(jié)合本公開內(nèi)容的各種實施例的本文稱為"渦扇10"的示例性高旁通渦扇類型的發(fā)動機10的示意性截面視圖。如圖1中所示,出于參照目的,渦扇10具有延伸穿過其間的縱向或軸向中心軸線12。大體上,渦扇10可包括設(shè)置在風(fēng)扇區(qū)段16下游的核心發(fā)動機或燃氣渦輪發(fā)動機14。
燃氣渦輪發(fā)動機14大體上可包括限定環(huán)形入口20的基本管狀的外殼18。外殼18可由多個殼形成。外殼18包圍成串流關(guān)系的具有增壓器或低壓(LP)壓縮機22、高壓(HP)壓縮機24的壓縮機區(qū)段,包括高壓(HP)渦輪28、低壓(LP)渦輪30的渦輪區(qū)段,以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸34將HP渦輪28傳動地連接到HP壓縮機24。低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36將LP渦輪30傳動地連接到LP壓縮機22。(LP)轉(zhuǎn)軸36還可連接到風(fēng)扇區(qū)段16的風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸或軸38。在特定實施例中,(LP)轉(zhuǎn)軸36可直接地連接到風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38,諸如成直接驅(qū)動構(gòu)造。在備選實施例中,(LP)轉(zhuǎn)軸36可經(jīng)由減速裝置37(諸如間接傳動或齒輪傳動構(gòu)造中的減速齒輪變速箱)連接到風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38。如期望或需要的那樣,此減速裝置可包括在發(fā)動機10內(nèi)的任何適合的軸/轉(zhuǎn)軸之間。
如圖1中所示,風(fēng)扇區(qū)段16包括多個風(fēng)扇葉片40,其聯(lián)接到風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38且從風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸38沿徑向向外延伸。環(huán)形風(fēng)扇殼或機艙42沿周向包繞風(fēng)扇區(qū)段16和/或燃氣渦輪發(fā)動機14的至少一部分。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到的是,機艙42可構(gòu)造成通過多個沿周向間隔開的出口導(dǎo)葉44相對于燃氣渦輪發(fā)動機14被支撐。此外,機艙42的下游區(qū)段46(導(dǎo)葉44的下游)可越過燃氣渦輪發(fā)動機14的外部延伸,以便限定其間的旁通氣流通道48。
圖2提供了如可包括本發(fā)明的各種實施例的如圖1中所示的燃氣渦輪發(fā)動機14的HP渦輪28部分的放大截面視圖。如圖2中所示,HP渦輪28包括成串流關(guān)系的第一級50,其包括與渦輪轉(zhuǎn)子葉片58(僅示出一個)的環(huán)形陣列56沿軸向間隔開的定子導(dǎo)葉54(僅示出一個)的環(huán)形陣列52。HP渦輪28還包括第二級60,其包括與渦輪轉(zhuǎn)子葉片68(僅示出一個)的環(huán)形陣列66沿軸向間隔開的定子導(dǎo)葉64(僅示出一個)的環(huán)形陣列62。渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68從HP轉(zhuǎn)軸34(圖1)沿徑向向外延伸,且聯(lián)接到HP轉(zhuǎn)軸34(圖1)。如圖2中所示,定子導(dǎo)葉54、64和渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68至少部分地限定熱氣體通路70以用于將燃燒氣體從燃燒區(qū)段26(圖1)傳送通過HP渦輪28。
如圖2中進一步所示,HP渦輪可包括一個或更多個護罩組件,其中各個護罩組件形成圍繞轉(zhuǎn)子葉片的環(huán)形陣列的環(huán)形環(huán)。例如,護罩組件72可形成圍繞第一級50的轉(zhuǎn)子葉片58的環(huán)形陣列56的環(huán)形環(huán),且護罩組件74可形成圍繞第二級60的渦輪轉(zhuǎn)子葉片68的環(huán)形陣列66的環(huán)形環(huán)。大體上,護罩組件72、74的護罩沿徑向與各個轉(zhuǎn)子葉片58、68的葉片末梢76、78間隔開。徑向或空隙間隙CL限定在葉片末梢76、78與護罩之間。護罩和護罩組件大體上減少從熱氣體通路70的泄漏。
應(yīng)注意的是,護罩和護罩組件還可在低壓壓縮機22、高壓壓縮機24和/或低壓渦輪30中以類似方式使用。因此,如本文公開的護罩和護罩組件不限于在HP渦輪中使用,且反而可用于燃氣渦輪發(fā)動機的任何適合的區(qū)段中。
現(xiàn)在參看圖3至13,為此公開了噴嘴組件100和噴嘴102的各種實施例。如本文中公開的噴嘴102可替代定子導(dǎo)葉54、定子導(dǎo)葉64或發(fā)動機中的任何其它適合的基于靜止翼型件的組件使用。
如圖所示,噴嘴102包括翼型件110,其具有限定壓力側(cè)112、吸力側(cè)114、前緣116和后緣118的外表面。如大體上理解的那樣,壓力側(cè)112和吸力側(cè)114在前緣116與后緣118之間延伸。在典型實施例中,翼型件110大體上為中空的,以允許冷卻流體流過其間以及結(jié)構(gòu)增強構(gòu)件設(shè)置在其中。
圖3-13中所示的實施例包括具有內(nèi)凸緣120和外凸緣122的噴嘴102,其中的每一個大體上沿徑向軸線104的方向在其徑向外端處連接到翼型件110。內(nèi)凸緣120和外凸緣122還沿翼型件110與翼型件的外表面軸向接合地延伸。內(nèi)凸緣120和外凸緣122由此提供允許翼型件連結(jié)至護罩組件72、74的安裝表面。如圖3-13中所示,凸緣120、122包括沿接合角θ限定的一個或更多個徑向地有壓力的接觸面124。
如圖6、9、11、以及13中所示出的,一些實施例的接觸面124包括朝向護罩組件延伸的突出片128。在外凸緣122的某些實施例中,外突出片128A沿徑向向外朝向外護罩組件72延伸,而內(nèi)突出片128B朝向中心線12延伸。在這樣的實施例中,突出片128大體上垂直于接合角θ延伸。突出片128的接合角θ由此將壓力130指引穿過片128且至翼型件。任選地,突出片128可與凸緣120、122整體結(jié)合形成。備選地,突出片128可經(jīng)由粘合劑或機械緊固件來分別地附接。
盡管圖6和13示出了具有外突出片128A和內(nèi)突出片128B兩者的實施例,但其它實施例可僅包括外突出片128A和內(nèi)突出片128B中的一個。例如,圖9示出了從外凸緣122的頂表面延伸的突出片128。此外,在包括外突出片128A和內(nèi)突出片128B兩者的實施例中,外接觸面124A的接合角θA可與內(nèi)接觸面124B的接合角θB相同,或可以不同。
在圖5、7、及12中示出的某些實施例中,接觸面124包括構(gòu)造成以限定的接合角θ接收偏置部件的圓角132。圖3、4、8和10進一步示出了這樣的實施例。如圖所示,一些實施例包括面向外支撐框架108A的外圓角132A。另外的或備選的實施例可包括面向內(nèi)支撐框架108B的內(nèi)圓角132B。盡管圖12和13示出了具有外圓角132A和內(nèi)圓角132B兩者的實施例,但其它實施例可僅包括外圓角132A和內(nèi)圓角132B中的一個。此外,在包括外圓角132A和內(nèi)圓角132B兩者的實施例中,外接觸面124A的接合角θA可與內(nèi)接觸面124B的接合角θB相同,或可以不同。在另一實施例中,有壓力的接觸面124可形成為平行于中心線12的基本平坦的表面。
在示例性實施例中,翼型件110、內(nèi)凸緣110和外凸緣120可由陶瓷基質(zhì)復(fù)合物("CMC")材料形成。然而,作為備選,可使用其它適合的材料,諸如適合的塑料、復(fù)合物、金屬等。
如圖2、5-6和12-3的示例性實施例中所示,護罩組件72、74包括翼型件支撐結(jié)構(gòu)106,其附接至凸緣120、122且沿徑向包圍噴嘴102。這些實施例的支撐結(jié)構(gòu)106包括設(shè)置在噴嘴102的相對徑向端處的外框架108A和內(nèi)框架108B。外框架108A和內(nèi)框架108B中的每一個還可包括支撐主體98,其限定朝向噴嘴102指引來以接合角γ接合有壓力的接觸面124的匹配面126。
如圖5、8、9和12中所示出的,某些實施例的匹配面126包括朝向噴嘴102設(shè)置來接合凸緣120、122的偏置根部(biasing foot)136。偏置根部136可與凸緣支撐主體98整體結(jié)合形成,或可經(jīng)由粘合劑或機械緊固件來分別地附接。盡管圖5和12示出了具有外偏置根部136A和內(nèi)偏置根部136B兩者的實施例,但其它實施例可僅包括外偏置根部136A和內(nèi)偏置根部136B中的一個,類似于圖8和9。在包括外偏置根部136A和內(nèi)偏置根部136B兩者的實施例中,外匹配面126A的接合角γA可與內(nèi)匹配面126B的接合角γB相同,或可以不同。在某些實施例中,偏置根部136包括匹配于有壓力的接觸面124的接合角θ,從而允許偏置根部136在由接觸面124限定的圓角132內(nèi)延伸的形狀。在任選的實施例中,偏置根部136可與有壓力的接觸面124的接合角θ分離且不連續(xù)地限定其自身的接合角γ。在某些實施例中,匹配面126包括凸緣120、122的基本平坦的表面。
在另外或備選的實施例中,諸如圖13中所示,匹配面126包括由支撐主體98限定的凹槽140。在這樣的實施例中,匹配凹槽140可選擇地接收接觸面124,使得接觸面124沿徑向延伸到由凹槽140限定的腔中。盡管圖13僅示出了單個外凹槽140,但一些實施例可包括外凹槽和內(nèi)凹槽兩者。此外,在包括外凹槽和內(nèi)凹槽兩者的實施例中,外匹配面126A的接合角γA可與內(nèi)匹配面126B的接合角γB相同,或可以不同。在任選的實施例中,凹槽140可與有壓力的接觸面124的接合角θ分離且不連續(xù)地限定其自身的接合角γ。
在示例性實施例中,外支撐框架108A和內(nèi)支撐框架108B由金屬形成。然而,作為備選,可使用其它適合的材料,諸如適合的塑料、復(fù)合物等。
如所論述的那樣,噴嘴102可在發(fā)動機10的操作期間經(jīng)歷各種負載,包括沿軸向方向的負載(如沿中心線12限定的)。此外,如所論述的那樣,用于形成噴嘴102和相關(guān)聯(lián)的支撐結(jié)構(gòu)108的材料(即,在示例性實施例中,分別是CMC和金屬)上的差異可在發(fā)動機操作期間引起噴嘴102和/或支撐結(jié)構(gòu)106的非期望相對移動,特別是沿徑向軸線104。大體上期望的是改善相關(guān)聯(lián)的噴嘴102與支撐結(jié)構(gòu)106之間的負載傳遞,且減小對由于此負載和相對移動引起的與支撐框架108A、108B對接的噴嘴102的構(gòu)件破壞的風(fēng)險。
當(dāng)組裝時,接觸面124和匹配面126以限定的接合角θ、γ抵接。通過該布置,徑向壓力130可傳遞至噴嘴102。大體上,壓力130將以垂直于接合角θ、γ中的一個的角度傳遞至噴嘴102。在某些實施例中,該壓力130能夠以剛性壓縮來保持組裝的噴嘴102。剛性壓縮可有利地限制拉伸應(yīng)變且防止噴嘴102在支撐框架108A、108B之間搖擺。在一些實施例中,壓縮將足以將支撐框架108A、108B和噴嘴102緊固在一起,從而消除對分離的固持銷或特征的需求。另外,壓縮可有利地有助于噴嘴102的徑向維持的徑向定向。在操作期間,發(fā)動機10內(nèi)生成的熱可引起支撐框架108A、108B處的膨脹和應(yīng)變偏移。在接觸面124和匹配面126處生成的壓縮可構(gòu)造成阻遏膨脹且限制應(yīng)變。
如圖所示,一個或更多個平面142、144限定在發(fā)動機10內(nèi)。切向或第一平面142可從沿噴嘴凸緣120、122或支撐框架108A、108B的切向線限定。更具體地,第一平面142可垂直于徑向軸線104且平行于發(fā)動機中心線12限定。徑向或第二平面144可通過噴嘴102自身限定。此外,第二平面144可沿(且平行于)中心線12和徑向軸線104限定。
大體上,接合角θ、γ將非正交(即,非垂直或平行)于發(fā)動機中心線12。接合角θ、γ的示例性實施例將相對于第一平面142和第二平面144形成。例如,在一些實施例中,接合角θ、γ相對于第一平面142在90°和20°之間。在另一實施例中,接合角θ、γ相對于第一平面142在50°和40°之間。在其它實施例中,接合角θ、γ相對于第二平面144在90°和20°之間。在又一實施例中,接合角θ、γ相對于第二平面144在50°和40°之間。接合角θ、γ的任選的實施例將相對于第一平面142和第二平面144兩者而形成。任一接合角θ、γ可根據(jù)待傳遞至翼型件110的期望的壓縮負載來選擇和形成。
還大體上提供了用于組裝噴嘴組件100的方法。示例性方法包括噴嘴支撐結(jié)構(gòu)106聯(lián)接至噴嘴102。例如,此聯(lián)接可包括將翼型件有壓力的接觸面124B定位在內(nèi)支撐框架匹配面126B的頂部上,且與內(nèi)支撐框架匹配面126B接合。隨后或之前,面向外的有壓力的接觸面124A可定位在外支撐框架匹配面126A下面,且與外支撐框架匹配面126A接合。雙重接合可將翼型件110沿徑向基本保持在支撐框架108A、108B之間。在某些實施例中,將排除其它的安裝銷或片,從而允許翼型件110通過最初地壓力130保持在預(yù)定的徑向位置。
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