用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件和護罩的制作方法
【專利摘要】提供用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件和護罩。護罩包括護罩主體，該護罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護罩還包括前部凸緣和后部凸緣，該前部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣與該前部凸緣軸向地間隔。該護罩還包括肋條，該肋條配置在該前部凸緣與該后部凸緣之間且與它們接觸。
【專利說明】
用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件和護罩
技術(shù)領域
[0001]本主旨大體涉及用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件和護罩。更具體而言，本主旨涉及改進的護罩結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃氣渦輪發(fā)動機大體以依次流動的順序包括壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排出區(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地壓縮空氣，直到其到達燃燒區(qū)段。燃料與壓縮空氣混合且在燃燒區(qū)段內(nèi)燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體被從燃燒區(qū)段發(fā)送穿過限定在渦輪區(qū)段內(nèi)的熱氣體路徑且然后經(jīng)由排出區(qū)段從渦輪區(qū)段排出。
[0003]在具體構(gòu)造中，渦輪區(qū)段以依次流動的順序包括高壓(HP)渦輪和低壓(LP)渦輪。HP渦輪和LP渦輪各自包括各種可旋轉(zhuǎn)的渦輪構(gòu)件(諸如渦輪轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子盤和固持器)和各種靜止的渦輪構(gòu)件(諸如定子導葉或噴嘴、渦輪護罩和發(fā)動機框架)?？尚D(zhuǎn)和靜止的渦輪構(gòu)件至少部分地限定穿過渦輪區(qū)段的熱氣體路徑。在燃燒氣體流動穿過熱氣體路徑時，熱能從燃燒氣體轉(zhuǎn)移至可旋轉(zhuǎn)的渦輪構(gòu)件和靜止的渦輪構(gòu)件。
[0004]大體而言，HP渦輪和LP渦輪可額外地包括護罩組件，該護罩組件還限定熱氣體路徑。間隔間隙可限定在護罩組件的護罩與可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件的相關級的可旋轉(zhuǎn)渦輪構(gòu)件之間。護罩通常通過護罩懸架而被固持在燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)，護罩懸架又聯(lián)接至發(fā)動機的各種其他構(gòu)件。
[0005]目前已知的護罩組件(且具體而言是陶瓷基質(zhì)復合護罩組件)的一個問題是當它們在發(fā)動機操作期間經(jīng)歷相對大的負載時護罩的結(jié)構(gòu)剛性。目前開發(fā)的護罩例如使用“開放”式樣，其中，護罩主體的前和后端部處的凸緣從護罩主體延伸，以用于將護罩聯(lián)接至懸架。凸緣的遠端為自由端部，不聯(lián)接至護罩的其他構(gòu)件(諸如橫梁)。盡管這種開放式樣設計提供與可制造性有關的多個優(yōu)點，但關于這些護罩的結(jié)構(gòu)剛性已引發(fā)關注。例如，發(fā)動機操作期間的壓力差異引起護罩上的相對大的負載。而且，這種負載在護罩的表面上可為不均勻的。這些負載可引起凸緣和護罩主體的相交處的應力，這可導致護罩損傷。當護罩由陶瓷基質(zhì)復合材料形成時，更為關注這種問題。
[0006]因此，期待用于燃氣渦輪發(fā)動機的改進的護罩和護罩組件。具體而言，期待具有改善的結(jié)構(gòu)剛性的開放式樣護罩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下列描述中部分地闡述，或可從描述變得明顯，或可通過本發(fā)明的實施而習得。
[0008]根據(jù)本公開的一個實施例，提供用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩。該護罩包括護罩主體，該護罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護罩還包括前部凸緣和后部凸緣，該前部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣與該前部凸緣軸向地間隔。該護罩還包括肋條，該肋條配置在該前部凸緣與該后部凸緣之間且與它們接觸。
[0009]根據(jù)本公開的另一實施例，提供用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件。該護罩組件包括懸架，該懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體和凸緣，該后部懸架臂與該前部懸架臂軸向地間隔，該懸架主體在該前部懸架臂與該后部懸架臂之間延伸，該凸緣從該懸架主體延伸。該懸架還包括限定在該凸緣中的鉆孔。該護罩組件還包括護罩。該護罩包括護罩主體，該護罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護罩還包括前部凸緣和后部凸緣，該前部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣與該前部凸緣軸向地間隔。該護罩還包括肋條，該肋條配置在該前部凸緣與該后部凸緣之間且與它們接觸。該護罩組件還包括銷，該銷延伸穿過該懸架的鉆孔、以及該前部凸緣的鉆孔和該后部凸緣的鉆孔中的至少一者。
[0010]根據(jù)本公開的另一實施例，提供燃氣渦輪發(fā)動機。該燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機、燃燒區(qū)段、渦輪、和護罩，該護罩配置在該壓縮機或該渦輪中的一者中。該護罩包括護罩主體，該護罩主體包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，該后部表面與該前部表面軸向地間隔，該內(nèi)表面在該前部表面與該后部表面之間延伸，該外表面在該前部表面與該后部表面之間延伸且與該內(nèi)表面徑向地間隔。該護罩還包括前部凸緣和后部凸緣，該前部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣從該護罩主體的外表面延伸，該后部凸緣與該前部凸緣軸向地間隔。該護罩還包括肋條，該肋條配置在該前部凸緣與該后部凸緣之間且與它們接觸。
[0011]技術(shù)方案1:一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩，所述護罩包括:
護罩主體，其包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，所述后部表面與所述前部表面軸向地間隔，所述內(nèi)表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸，所述外表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸且與所述內(nèi)表面徑向地間隔；
前部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸；
后部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸，所述后部凸緣與所述前部凸緣軸向地間隔；和
肋條，其配置在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間且與它們接觸。
[0012]技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護罩，其中，所述肋條在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間軸向地延伸。
[0013]技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護罩，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度貫穿整個長度為大體上恒定的。
[0014]技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護罩，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度從所述前部凸緣和所述后部凸緣中的至少一者通過所述長度的至少一部分逐漸減少。
[0015]技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護罩，其中，所述肋條為多個肋條。
[0016]技術(shù)方案6:根據(jù)技術(shù)方案5所述的護罩，其中，所述多個肋條中的各個與所述多個肋條中的其他肋條大體上周向地間隔。
[0017]技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案5所述的護罩，其中，所述多個肋條中的各個限定徑向地延伸的高度，且其中，所述多個肋條中的至少一個的高度比所述多個肋條中的至少另一個的高度大。
[0018]技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案I所述的護罩，其中，所述護罩主體、所述前部凸緣、所述后部凸緣、和所述肋條由陶瓷基質(zhì)復合材料形成。
[0019]技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案8所述的護罩，其中，所述肋條由多個陶瓷基質(zhì)復合板形成，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板沿徑向方向堆疊。
[0020]技術(shù)方案10:根據(jù)技術(shù)方案8所述的護罩，其中，所述肋條由多個陶瓷基質(zhì)復合板形成，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板彎曲，使得該多個板的一部分沿所述徑向方向堆疊且該多個板的一部分沿周向方向堆疊。
[0021]技術(shù)方案11:根據(jù)技術(shù)方案10所述的護罩，其中，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板包括第一板構(gòu)件和第二板構(gòu)件，所述第一和第二板構(gòu)件中的各個包括多個陶瓷基質(zhì)復合板，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板彎曲，使得該多個板的一部分沿徑向方向堆疊且該多個板的一部分沿周向方向堆疊。
[0022]技術(shù)方案12:—種用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩組件，所述護罩組件包括:
懸架，所述懸架包括前部懸架臂、后部懸架臂、懸架主體、和凸緣，所述后部懸架臂與所述前部懸架臂軸向地間隔，所述懸架主體在所述前部懸架臂與所述后部懸架臂之間延伸，所述凸緣從所述懸架主體延伸，所述懸架還包括限定在所述凸緣中的鉆孔；
護罩，所述護罩包括:
護罩主體，其包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，所述后部表面與所述前部表面軸向地間隔，所述內(nèi)表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸，所述外表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸且與所述內(nèi)表面徑向地間隔；
前部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸，所述前部凸緣限定鉆孔；
后部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸，所述后部凸緣與所述前部凸緣軸向地間隔，所述后部凸緣限定鉆孔;和
肋條，其配置在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間且與它們接觸;和銷，其延伸穿過所述懸架的鉆孔、以及所述前部凸緣的鉆孔和所述后部凸緣的鉆孔中的至少一者。
[0023]技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案12所述的護罩組件，其中，所述肋條在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間軸向地延伸。
[0024]技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案12所述的護罩組件，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度貫穿整個長度為大體上恒定的。
[0025]技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案12所述的護罩組件，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度從所述前部凸緣和所述后部凸緣中的至少一者通過所述長度的至少一部分逐漸減少。
[0026]技術(shù)方案16:根據(jù)技術(shù)方案12所述的護罩組件，其中，所述肋條為多個肋條。
[0027]技術(shù)方案17:根據(jù)技術(shù)方案16所述的護罩組件，其中，所述多個肋條中的各個與所述多個肋條中的其他肋條大體上周向地間隔。
[0028]技術(shù)方案18:根據(jù)技術(shù)方案16所述的護罩組件，其中，所述多個肋條中的各個限定徑向地延伸的高度，且其中，所述多個肋條中的至少一個的高度比所述多個肋條中的至少另一個的高度大。
[0029]技術(shù)方案19:根據(jù)技術(shù)方案12所述的護罩組件，其中，所述護罩主體、所述前部凸緣、所述后部凸緣、和所述肋條由陶瓷基質(zhì)復合材料形成。
[°03°]技術(shù)方案20: —種燃氣禍輪發(fā)動機，包括:
壓縮機；
燃燒區(qū)段:
渦輪;和
護罩，其配置在所述壓縮機或所述渦輪中的一者中，所述護罩包括:
護罩主體，其包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，所述后部表面與所述前部表面軸向地間隔，所述內(nèi)表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸，所述外表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸且與所述內(nèi)表面徑向地間隔；
前部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸；
后部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸，所述后部凸緣與所述前部凸緣軸向地間隔；和
肋條，其配置在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間且與它們接觸。
[0031]通過參照下列描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。并入本說明書中并組成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實施例，并與說明一起用來解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0032]本發(fā)明的完整且可實現(xiàn)的公開，包括對于本領域技術(shù)人員而言的其最佳實施方式，在參照附圖作出的說明書中示出，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的一個實施例的燃氣渦輪發(fā)動機的示意截面圖；
圖2是根據(jù)本公開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截面?zhèn)纫晥D；
圖3是根據(jù)本公開的一個實施例的護罩組件的截面圖；
圖4是根據(jù)本公開的一個實施例的護罩的透視圖；
圖5是根據(jù)本公開的另一實施例的護罩的透視圖；
圖6是根據(jù)本公開的另一實施例的護罩的透視圖；
圖7是根據(jù)本公開的一個實施例的護罩的截面圖；
圖8是根據(jù)本公開的另一實施例的護罩的截面圖；
圖9是根據(jù)本公開的一個實施例的護罩的肋條的示意截面圖；和圖10是根據(jù)本公開的另一實施例的護罩的肋條的示意截面圖。
[0033]部件列表10渦輪風扇噴氣式發(fā)動機
12縱向或軸向中心線
14風扇區(qū)段
16核心/燃氣渦輪發(fā)動機
18外殼體
20入口
22低壓壓縮機
24高壓壓縮機
26燃燒區(qū)段
28尚壓禍輪
30低壓渦輪
32噴氣式排出區(qū)段
34高壓軸/轉(zhuǎn)軸
36低壓軸/轉(zhuǎn)軸
37速度降低裝置
38風扇轉(zhuǎn)軸/軸
40風扇葉片
42風扇殼體或機艙
44出口導向?qū)~
46下游區(qū)段
48旁通空氣流通道
50第一級
52排
54定子導葉56排
58渦輪轉(zhuǎn)子葉片60第二級62排
64定子導葉66排
68渦輪轉(zhuǎn)子葉片70熱氣體路徑72護罩組件74護罩組件76葉片末梢78葉片末梢100護罩組件102護罩104懸架 110主體 112前部表面 114后部表面 116內(nèi)表面 118外表面 120前部凸緣 122前部表面 124后部表面 126鉆孔 130后部凸緣 132前部表面 134后部表面 136鉆孔 140肋條 142高度
144長度 146板
147第一板構(gòu)件 148第二板構(gòu)件 149填充構(gòu)件 150第一側(cè)表面(護罩)
152第二側(cè)表面(護罩)
160懸架主體 162前部懸架臂 164后部懸架臂 172前部凸緣 174后部凸緣 176鉆孔 178鉆孔 180 銷。
【具體實施方式】
[0034]現(xiàn)在將詳細地參照本發(fā)明的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。詳細描述使用數(shù)字和字母標號來參照附圖中的特征。附圖和說明中的類似或相似的標號用于指本發(fā)明的相似或類似的部分。如在本文中所使用的，用語“第一”、“第二”、和“第三”可以可互換地使用，以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開，且不意圖表示單獨構(gòu)件的場所或重要性。用語“上游”和“下游”意指關于流體通路中流體流的相對流動方向。例如，“上游”意指流體從其流動的流動方向，且“下游”意指該流體流向其的流動方向。
[0035]此外，如在本文中所使用的，用語“軸向”或“軸向地”意指沿發(fā)動機縱向軸線的維度。與“軸向”或“軸向地”結(jié)合地使用的用語“前部”意指朝向發(fā)動機入口的方向，或與另一構(gòu)件相比離發(fā)動機入口相對更近的構(gòu)件。與“軸向”或“軸向地”結(jié)合地使用的用語“后部”意指朝向發(fā)動機噴嘴的方向，或與另一構(gòu)件相比離發(fā)動機噴嘴相對更近的構(gòu)件。用語“徑向”或“徑向地”意指在發(fā)動機的中心縱向軸線與外發(fā)動機圓周之間延伸的維度。
[0036]現(xiàn)在參照附圖，圖1為示范高旁通渦輪風扇類型發(fā)動機10的示意截面圖，該發(fā)動機10在本文中稱作“渦輪風扇10”，其可包括本公開的各種實施例。如圖1所示，渦輪風扇10具有縱向或軸向中心軸線12，軸線12出于參照目的而延伸穿過其。大體而言，渦輪風扇10可包括配置在風扇區(qū)段16下游的核心渦輪或燃氣渦輪發(fā)動機14。
[0037]燃氣渦輪發(fā)動機14可大體上包括限定環(huán)形入口20的基本上管狀的外殼體18。外殼體18可由多個殼體形成。外殼體18以依次流動的關系包圍壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26、渦輪區(qū)段和噴氣式排出噴嘴區(qū)段32，該壓縮機區(qū)段具有增壓機或低壓(LP)壓縮機22、高壓(HP)壓縮機24，該渦輪區(qū)段包括高壓(HP)渦輪28、低壓(LP)渦輪30。高壓(HP)軸或轉(zhuǎn)軸(sp00l)34將HP渦輪28驅(qū)動地連接至HP壓縮機24。低壓(LP)軸或轉(zhuǎn)軸36將LP渦輪30驅(qū)動地連接至LP壓縮機22。(LP)轉(zhuǎn)軸36還可連接至風扇區(qū)段16的風扇轉(zhuǎn)軸或軸38。在具體實施例中，(LP)轉(zhuǎn)軸36可諸如以直接驅(qū)動的構(gòu)造直接地連接至風扇轉(zhuǎn)軸38。在備選構(gòu)造中，(LP)轉(zhuǎn)軸36可經(jīng)由速度降低裝置37(諸如，減速齒輪齒輪箱)以間接驅(qū)動或齒輪驅(qū)動的構(gòu)造連接至風扇轉(zhuǎn)軸38。根據(jù)期望或要求，此種速度降低裝置可包括在發(fā)動機10內(nèi)的任何合適的軸/轉(zhuǎn)軸之間。
[0038]如圖1所示，風扇區(qū)段16包括多個風扇葉片40，該多個風扇葉片40聯(lián)接至風扇轉(zhuǎn)軸38且從該風扇轉(zhuǎn)軸38徑向向外延伸。環(huán)形風扇殼體或機艙42周向地環(huán)繞風扇區(qū)段16和/或燃氣渦輪發(fā)動機14的至少一部分。本領域技術(shù)人員應理解的是，機艙42可構(gòu)造成通過多個周向地間隔的出口導向?qū)~44而相對于燃氣渦輪發(fā)動機14得到支撐。而且，機艙42的下游區(qū)段46(在導向?qū)~44的下游)可延伸越過燃氣渦輪發(fā)動機14的外部分，以便在其間限定旁通空氣流通道48。
[0039]圖2提供如圖1所示的燃氣渦輪發(fā)動機14的HP渦輪28部分的放大截面圖，其可包括本發(fā)明的各種實施例。如圖2所示，HP渦輪28以依次流動的關系包括第一級50，該第一級50包括定子導葉54的環(huán)形陣列52(僅示出一個)，環(huán)形陣列52與渦輪轉(zhuǎn)子葉片58的環(huán)形陣列56(僅示出一個)軸向地間隔。HP渦輪28還包括第二級60，該第二級60包括定子導葉64的環(huán)形陣列62(僅示出一個)，環(huán)形陣列62與渦輪轉(zhuǎn)子葉片68的環(huán)形陣列66(僅示出一個)軸向地間隔。渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68從HP轉(zhuǎn)軸34(圖1)徑向向外延伸且聯(lián)接至其。如圖2所示，定子導葉54、56和渦輪轉(zhuǎn)子葉片58、68至少部分地限定熱氣體路徑70，以用于將燃燒氣體從燃燒區(qū)段26(圖1)發(fā)送穿過HP渦輪28。
[0040]如圖2所示，HP渦輪可包括一個或更多個護罩組件，護罩組件中的各個形成圍繞轉(zhuǎn)子葉片環(huán)形陣列的環(huán)形圈。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)形圈，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)形圈。大體而言，護罩組件72、74的護罩與轉(zhuǎn)子葉片68中的各個的葉片末梢76、78徑向地間隔。徑向或間隔間隙CL限定在葉片末梢76、78與護罩之間。護罩和護罩組件全面地減少來自熱氣體路徑70的泄漏。
[0041]應注意的是，護罩和護罩組件還可以以類似的方式用在低壓壓縮機22、高壓壓縮機24、和/或低壓渦輪30中。此外，如本文中所公開的護罩和護罩組件不限于HP渦輪中的使用，而是可用在燃氣渦輪發(fā)動機的任何合適區(qū)段中。
[0042]現(xiàn)在參照圖3到10，公開了改進的護罩組件100和用于其的護罩102。如在本文中所公開的護罩組件100可代替如上所述的護罩組件72、74，或發(fā)動機10中的任何其他合適的護罩組件使用。類似地，如本文所公開的護罩102可代替如上所述的護罩76、78，或發(fā)動機10中的任何其他合適的護罩使用。
[0043]根據(jù)本公開的護罩102和護罩組件100提供多個優(yōu)點。具體而言，根據(jù)本公開的護罩102為“開放”式樣護罩，其具有改善的結(jié)構(gòu)剛性。例如，這種護罩有利地包括肋條，該肋條對護罩提供加強效果，從而降低凸緣-主體相交處的應力且減小作為由護罩在發(fā)動機操作期間經(jīng)歷的負載的結(jié)果而對護罩引起的損傷。當護罩由陶瓷基質(zhì)復合(“CMC”)材料形成時，根據(jù)本公開的護罩設計是特別有利的。
[0044]圖3例示根據(jù)本公開的護罩組件100，其包括護罩102和懸架104。圖4到10例示根據(jù)本公開的護罩102的各種實施例。根據(jù)本公開的護罩102可包括例如護罩主體110、前部凸緣120、和后部凸緣130。此外，護罩102可包括一個或更多個肋條140。在示范實施例中，護罩主體110、凸緣120、130和肋條140(且通常護罩102)可由CMC材料形成，然而在備選實施例中，護罩主體110、凸緣120、130和肋條140(且通常護罩102)可由另一合適的材料(諸如金屬等)形成。具體而言，在示范實施例中，護罩主體110、凸緣120、130和肋條140可為一體的且因此大體上作為單個構(gòu)件形成。
[0045]護罩主體110可包括前部表面112和后部表面114。后部表面114與前部表面112軸向地間隔，諸如當在發(fā)動機1中時大體上沿中心線12。內(nèi)表面116和外表面118可各自在前部表面112和后部表面114之間延伸。外表面118與內(nèi)表面116徑向地間隔。當護罩102在發(fā)動機10中時，內(nèi)表面116可暴露于熱氣體路徑70，而外表面118因此與熱氣體路徑70徑向地間隔。
[0046]前部凸緣120和后部凸緣130可各自從護罩主體110(諸如從其外表面118)延伸。后部凸緣130可與前部凸緣120軸向地間隔開。此外，前部凸緣120可大體上定位為接近主體110的前部表面112，而后部凸緣130大體上定位為接近主體110的后部表面114。各凸緣120、130可分別包括前部表面122、132(分別)和后部表面124、134。如圖所示，凸緣120、130可各自大體上沿它們的長度周向地延伸，且因此周向地定向。
[0047]此外，一個或更多個鉆孔126、136可分別定位在各凸緣120、130中。各鉆孔126、136可例如穿過相關的凸緣120、130在相關的前部表面122、132與相關的后部表面124、134之間大體上軸向地延伸。鉆孔126、136大體上用于將護罩102聯(lián)接至懸架104。例如，銷可插入鉆孔126、136和懸架104的相關鉆孔中，以將護罩102聯(lián)接至懸架104。
[0048]簡短地參照圖3，例示出示范懸架104。懸架104大體上聯(lián)接至發(fā)動機10中的護罩102且支撐其，且其本身由發(fā)動機10中的各種其他構(gòu)件支撐。懸架104可包括懸架主體160、和從懸架主體160延伸，諸如從懸架主體160徑向向外(遠離熱氣體路徑70)延伸的前部懸架臂162和后部懸架臂164。懸架主體160因此可在臂162、164之間延伸。如圖所示，后部臂164可與前部臂162軸向地間隔。
[0049]懸架104還可包括從懸架主體1650延伸，諸如從懸架主體160徑向向內(nèi)(朝熱氣體路徑70)延伸的一個或更多個凸緣。例如，前部凸緣172和后部凸緣174可從懸架主體160延伸。后部凸緣174可與前部凸緣172軸向地間隔。前部凸緣172可接近前部懸架臂162且后部凸緣174可接近后部懸架臂164。一個或更多個鉆孔176、178可分別限定在凸緣172、174中。
[0050]在組裝后，護罩凸緣120、130的鉆孔126、136可與相關懸架鉆孔176、178大體上對齊。例如，鉆孔126可與鉆孔176對齊，且鉆孔136可與鉆孔178對齊。一個或更多個銷180可插入穿過相關鉆孔且因此延伸穿過該相關鉆孔，以將懸架104和護罩102聯(lián)接在一起。在如圖所示的一些實施例中，銷180可延伸穿過對齊的鉆孔126、176、136和178。備選地，不同的銷可用于對齊的鉆孔126、176和對齊的鉆孔136、178。
[0051]再次參照圖4到10，根據(jù)本公開的護罩102還可包括一個或更多個肋條140。各肋條140可配置在前部凸緣120與后部凸緣130之間且與它們接觸。在一些實施例中，如在圖4、5、7和8中所示，肋條140可從護罩主體110(諸如從其外表面118)延伸。在其他實施例中，如圖6所示，肋條140可與護罩主體110(諸如與其外表面118)沿徑向方向間隔。具體而言，根據(jù)本公開的肋條140可配置在前部凸緣120的后部表面124和后部凸緣130的前部表面132之間且與它們接觸。大體而言，且如上所述，肋條140可有利地穩(wěn)定相關護罩102且對其提供結(jié)構(gòu)剛性。大體而言，這種穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)剛性是通過肋條140與凸緣120、130之間的接觸提供的。
[0052]在如圖所示的示范實施例中，當護罩102安裝在發(fā)動機10中時，肋條140可在前部凸緣120與后部凸緣130之間且因此沿中心線12軸向地延伸。備選地，肋條140可以以相對于軸向的合適的角度在前部凸緣120與后部凸緣130之間延伸。
[0053]如圖所不，根據(jù)本公開的護罩主體110在第一側(cè)表面150與第二側(cè)表面152之間大體上周向地延伸。這些表面大體上在護罩主體的前表面112與后部表面114之間軸向地延伸。在一些實施例中，如在圖4和6中所例示的，肋條140可定位在第一側(cè)表面150處和/或第二側(cè)表面152處。此外或備選地，如圖5所例示的，一個或更多個肋條140可定位在第一側(cè)表面140與第二側(cè)表面152之間。如圖4到6所示，當使用多個肋條140時，肋條140可大體上與彼此周向地間隔。
[0054]各肋條140還可限定高度142和長度144，高度142如圖所示沿肋條140的徑向維度延伸，長度144沿肋條140的在前部凸緣120和后部凸緣130之間延伸的維度延伸。在一些實施例中，如在圖4和6中所例示的，各肋條140具有大體上相同的高度142(或沿長度144的最大高度142)。在其他實施例中，如圖5中例示的，一個或更多個肋條140的高度142(或沿長度144的最大高度142)可比另一肋條140的高度142(或沿長度144的最大高度142)大。
[0055]此外，在一些實施例中，如圖7所例示的，高度142可為貫穿整個長度144大體上恒定的。特別地，大體上恒定的高度包括因肋條140與前部凸緣120和后部凸緣130的相交處的倒角或其他制造特征導致的高度變化，如圖7所示。在其他實施例中，如圖8所例示的，高度142可貫穿長度144而變化。例如，如圖所示，高度142可從前部凸緣120和/或后部凸緣130穿過長度144的至少一部分而逐漸減少。
[0056]如所論述的，護罩主體110、前部凸緣120、后部凸緣130和肋條140在示范實施例中由陶瓷基質(zhì)復合材料形成?，F(xiàn)在參照圖9和10，根據(jù)本公開的肋條140因此在示范實施例中可由多個陶瓷基質(zhì)復合板146形成。各板146可包括纖維，諸如陶瓷纖維，該纖維埋入陶瓷基質(zhì)中。纖維可為連續(xù)纖維(其延伸穿過板的整個長度)或不連續(xù)纖維(其僅延伸穿過板長度的一部分)。
[0057]此外，板146的各種構(gòu)造可用于形成肋條140。例如，在如圖9所例示的一些實施例中，多個板146可沿徑向方向堆疊。在其他實施例中，如圖10所例示的，一個或更多個多個板146可彎曲，使得各多個板的部分沿徑向方向堆疊且多個板的一部分沿周向方向堆疊。圖10例示第一板構(gòu)件147和第二板構(gòu)件148，它們各自由如此彎曲的多個板形成。這些構(gòu)件147、148定向為面對彼此以形成肋條140。此外，可提供可由一個或更多個板形成且常規(guī)地作為“面條(noodle)”已知的陶瓷基質(zhì)復合材料的填充構(gòu)件149，以填充構(gòu)件147、148之間的空間。在其他實施例中，陶瓷基質(zhì)復合材料的板或陶瓷基質(zhì)復合材料的任何合適的布置大體上可用于形成這種肋條140。
[0058]本書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且還使任何本領域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何裝置或系統(tǒng)，并執(zhí)行任何合并的方法。本發(fā)明的可申請專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括由本領域技術(shù)人員想到的其他示例。如果此種其他示例包括不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果此種其他示例包括與權(quán)利要求的字面語言無顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則此種其他示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的護罩，所述護罩包括: 護罩主體，其包括前部表面、后部表面、內(nèi)表面、和外表面，所述后部表面與所述前部表面軸向地間隔，所述內(nèi)表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸，所述外表面在所述前部表面與所述后部表面之間延伸且與所述內(nèi)表面徑向地間隔； 前部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸； 后部凸緣，其從所述護罩主體的外表面延伸，所述后部凸緣與所述前部凸緣軸向地間隔；和 肋條，其配置在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間且與它們接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護罩，其中，所述肋條在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間軸向地延伸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護罩，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度貫穿整個長度為大體上恒定的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護罩，其中，所述肋條限定徑向地延伸的高度和在所述前部凸緣與所述后部凸緣之間延伸的長度，且其中，所述高度從所述前部凸緣和所述后部凸緣中的至少一者通過所述長度的至少一部分逐漸減少。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護罩，其中，所述肋條為多個肋條。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的護罩，其中，所述多個肋條中的各個與所述多個肋條中的其他肋條大體上周向地間隔。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的護罩，其中，所述多個肋條中的各個限定徑向地延伸的高度，且其中，所述多個肋條中的至少一個的高度比所述多個肋條中的至少另一個的高度大。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護罩，其中，所述護罩主體、所述前部凸緣、所述后部凸緣、和所述肋條由陶瓷基質(zhì)復合材料形成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的護罩，其中，所述肋條由多個陶瓷基質(zhì)復合板形成，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板沿徑向方向堆疊。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的護罩，其中，所述肋條由多個陶瓷基質(zhì)復合板形成，所述多個陶瓷基質(zhì)復合板彎曲，使得該多個板的一部分沿所述徑向方向堆疊且該多個板的一部分沿周向方向堆疊。
【文檔編號】F01D25/24GK106050333SQ201610233420
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】D.S.斯塔普爾頓
【申請人】通用電氣公司