波狀的定子護(hù)罩的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]所公開的實(shí)施例主要與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)。更具體地，當(dāng)前實(shí)施例涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的與樞轉(zhuǎn)翼片(vane) —起使用的護(hù)罩。
[0002]在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，常規(guī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有前端和后端，以及前端與后端之間內(nèi)聯(lián)的(inline)它的若干部件。進(jìn)氣口或進(jìn)氣道處于發(fā)動(dòng)機(jī)的前端。朝向后端移動(dòng)，進(jìn)氣道后依次是壓縮器、燃燒室、渦輪機(jī)、和處于發(fā)動(dòng)機(jī)的后端處的噴嘴。本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于明白的是，在發(fā)動(dòng)機(jī)中可還包括附加部件，附加部件如例如為低壓和高壓壓縮器、高壓和低壓渦輪機(jī)、以及外部軸。然而，這并不是窮舉性的羅列。發(fā)動(dòng)機(jī)還通常具有穿過發(fā)動(dòng)機(jī)的中央縱向軸線軸向地放置的內(nèi)部軸。內(nèi)部軸既連接于渦輪機(jī)又連接于空氣壓縮器，使得渦輪機(jī)向空氣壓縮器提供旋轉(zhuǎn)輸入以驅(qū)動(dòng)壓縮器葉片。
[0003]在運(yùn)轉(zhuǎn)中，空氣在壓縮器中被壓縮并在燃燒器中與燃料混合，用于產(chǎn)生順流地流動(dòng)通過多個(gè)渦輪機(jī)級(jí)的熱的燃燒氣體。這些渦輪機(jī)級(jí)從燃燒氣體中提取能量。高壓渦輪機(jī)首先從燃燒器接收熱的燃燒氣體并包括定子噴嘴組件，該定子噴嘴組件引導(dǎo)燃燒氣體順流地通過從支承轉(zhuǎn)子盤徑向向外地延伸的一排高壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片。在兩級(jí)渦輪機(jī)中，第二級(jí)定子噴嘴組件定位在第一級(jí)葉片的下游，第一級(jí)葉片又被從第二支承轉(zhuǎn)子盤徑向向外地延伸的一排第二級(jí)轉(zhuǎn)子葉片跟隨。渦輪機(jī)將燃燒氣體能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。
[0004]翼片或翼型件通常被設(shè)計(jì)成具有用于運(yùn)轉(zhuǎn)的主要或最佳位置。然而，取決于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，翼片可被致動(dòng)至替代位置。當(dāng)前的定子護(hù)罩設(shè)計(jì)利用圓形橫截面，跨過該圓形橫截面來致動(dòng)翼片。當(dāng)翼片從開放式設(shè)計(jì)位置移動(dòng)至超出設(shè)計(jì)范圍的閉合位置(off design closed posit1n)，翼片與護(hù)罩之間的間隙由于護(hù)罩的曲率、翼片的流動(dòng)路徑幾何形狀和下部邊緣形狀而增大，所有的這些因素均是滿足壓縮器運(yùn)轉(zhuǎn)要求所需要的。
[0005]當(dāng)該間隙增大時(shí)，流動(dòng)中斷會(huì)影響翼片形狀功能和構(gòu)造的預(yù)期用途目的。會(huì)是令人滿意的是，克服這些和其它缺點(diǎn)，使得例如在翼片的超出設(shè)計(jì)范圍的閉合角位置中縮小翼片與護(hù)罩之間的間隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)至少一些實(shí)施例，具有入口端、出口端和多個(gè)推進(jìn)器部件的一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的波狀的(contoured)定子護(hù)罩翼片組件包括:定子護(hù)罩，該定子護(hù)罩具有大致呈圓形的橫截面，該護(hù)罩具有前端、后端和在所述第一端與所述第二端之間延伸的至少一個(gè)表面，該護(hù)罩具有多個(gè)樞轉(zhuǎn)部，這多個(gè)樞轉(zhuǎn)部圍繞護(hù)罩周向地放置以支承翼片的耳軸；具有變化高度的至少一個(gè)表面，該至少一個(gè)表面鄰近于所述多個(gè)樞轉(zhuǎn)部并沿圓周方向延伸。
[0007]根據(jù)至少一些實(shí)施例，一種波狀的定子護(hù)罩包括:前端、后端和在前端與后端之間延伸的至少一個(gè)表面，該至少一個(gè)表面從前端至后端成錐形；具有變化高度的多個(gè)區(qū)域，這多個(gè)區(qū)域圍繞該至少一個(gè)表面放置，這多個(gè)區(qū)域中的每一個(gè)都具有波峰和波谷；多個(gè)樞轉(zhuǎn)部孔口，這多個(gè)樞轉(zhuǎn)部孔口圍繞該至少一個(gè)表面的前端間隔開。
[0008]根據(jù)其它實(shí)施例，一種波狀的定子護(hù)罩包括:前端和后端、在前端與后端之間延伸的至少一個(gè)表面，這至少一個(gè)表面具有扇形弦懸置區(qū)域，該扇形區(qū)域沿圓周方向延伸；多個(gè)翼片安裝位置，這多個(gè)翼片安裝位置在前端與后端之間周向地放置。
【附圖說明】
[0009]在下列視圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。
[0010]圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視截面圖；
[0011]圖2是定子護(hù)罩翼片組件的分解透視圖；
[0012]圖3是定子護(hù)罩翼片組件的透視圖；
[0013]圖4是示例性的定子護(hù)罩翼片組件的側(cè)視截面圖；
[0014]圖5是定子護(hù)罩翼片組件的詳細(xì)透視圖；
[0015]圖6是處于第一位置中的定子護(hù)罩翼片組件的后部視圖；
[0016]圖7是處于第二位置中的定子護(hù)罩翼片組件的后部視圖；
[0017]圖8是處于第三位置中的定子護(hù)罩翼片組件的后部視圖；和
[0018]圖9是與處于護(hù)罩與翼片之間的間隙相關(guān)的翼片位置的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在參照所提供的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，這些實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例在附圖中示出。每一個(gè)示例均為了解釋所公開的實(shí)施例而非限制所公開的實(shí)施例而提供。事實(shí)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，在不背離本公開的范圍或精神的情況下，可在當(dāng)前實(shí)施例中作出多種改變和變化。例如，被不出為或描述成一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征可與另一實(shí)施例一起使用以另外產(chǎn)生進(jìn)一步的實(shí)施例。由此，目的是，本發(fā)明涵蓋落入到所附權(quán)利要求及它們的等效方案的范圍內(nèi)的這種改變和變化。
[0020]參照?qǐng)D1-9，波狀的定子護(hù)罩的多個(gè)實(shí)施例能夠與樞轉(zhuǎn)翼片一起使用。定子護(hù)罩包括定子護(hù)罩懸置表面，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，翼片在該定子護(hù)罩懸置表面上樞轉(zhuǎn)。該定子護(hù)罩懸置表面具有變化的高度，以消除翼片與護(hù)罩之間的泄漏，該泄漏通常在翼片樞轉(zhuǎn)護(hù)罩的外表面時(shí)發(fā)生。這減少了沿翼片或翼型件的任何流動(dòng)中斷或流動(dòng)擾動(dòng)。
[0021]如在本文中所使用的那樣，術(shù)語“軸向的”或“軸向地”指的是沿發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向軸線的維度(dimens1n)。與“軸向的”或“軸向地”一起使用的術(shù)語“向前”指的是沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道或者朝向與另一部件相比相對(duì)更為靠近發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的一個(gè)部件的方向移動(dòng)。與“軸向的”或“軸向地” 一起使用的術(shù)語“向后”指的是沿朝向發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴或者朝向與另一部件相比相對(duì)更為靠近發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴的一個(gè)部件的方向移動(dòng)。
[0022]如在本文中所使用的那樣，術(shù)語“徑向的”或“徑向地”指的是在發(fā)動(dòng)機(jī)的中央縱向軸線與外部發(fā)動(dòng)機(jī)圓周之間延伸的維度。術(shù)語“近側(cè)的”或“近側(cè)地”的使用單獨(dú)或與術(shù)語“徑向的”或“徑向地”一起指的是沿朝向中央縱向軸線或者朝向與另一部件相比相對(duì)更為靠近中央縱向軸線的一個(gè)部件的方向移動(dòng)。術(shù)語“遠(yuǎn)側(cè)的”或“遠(yuǎn)側(cè)地”的使用單獨(dú)或與術(shù)語“徑向的”或“徑向地” 一起指的是沿朝向外部發(fā)動(dòng)機(jī)圓周或者朝向與另一部件相比相對(duì)更為靠近外部發(fā)動(dòng)機(jī)圓周的一個(gè)部件的方向移動(dòng)。
[0023]如在本文中所使用的那樣，術(shù)語“橫向的”或“橫向地”指的是既垂直于軸向維度又垂直于徑向維度的維度。
[0024]最初參照?qǐng)D1，示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的側(cè)視截面示意圖，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10具有發(fā)動(dòng)機(jī)入口端12，其中，空氣進(jìn)入通常由壓縮器14、燃燒器16和多級(jí)高壓渦輪機(jī)20限定的推進(jìn)器13。共同地，推進(jìn)器13在運(yùn)轉(zhuǎn)期間提供推力或動(dòng)力。燃?xì)鉁u輪機(jī)10可用于航空業(yè)、發(fā)電、工業(yè)、海運(yùn)業(yè)等。根據(jù)用途，發(fā)動(dòng)機(jī)入口端12可作為選擇包括多級(jí)壓縮器而非風(fēng)扇。燃?xì)鉁u輪機(jī)10是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)軸線26或軸24軸對(duì)稱的，使得多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件圍繞該發(fā)動(dòng)機(jī)軸線26或軸24旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)中，空氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)10的空氣入口端12進(jìn)入并移動(dòng)通過至少一個(gè)壓縮級(jí)，在那里，空氣壓力增大并被引導(dǎo)至燃燒器16。壓縮空氣與燃料混合并燃燒，從而提供朝向高壓渦輪機(jī)20離開燃燒器16的熱的燃燒氣體。在高壓渦輪機(jī)20處，從熱的燃燒氣體提取能量，從而導(dǎo)致渦輪機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)又導(dǎo)致軸24的旋轉(zhuǎn)。軸24朝向發(fā)動(dòng)機(jī)的前部穿過以便根據(jù)渦輪機(jī)設(shè)計(jì)繼續(xù)一個(gè)或多個(gè)壓縮器級(jí)14、渦輪風(fēng)扇18或入口風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)。
[0025]軸對(duì)稱的軸24從前端12穿過渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10延伸至后端。軸24沿其長(zhǎng)度延伸(journaled)。軸24可以是中空的以允許其中的低壓渦輪機(jī)軸28以與軸24的旋轉(zhuǎn)獨(dú)立的方式旋轉(zhuǎn)。軸24、28均可圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)的中央軸線26旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，軸24、28連同連接至軸的、諸如渦輪機(jī)20和壓縮器14的轉(zhuǎn)子組件之類的其它結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)，以便根據(jù)諸如發(fā)電、工業(yè)或航空業(yè)之類的使用區(qū)域產(chǎn)生動(dòng)力或推力。
[0026]仍舊參