[發明專利]用于裝配渦輪發動機的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710152937.0
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101158477A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: J·M·岡特;李經邦
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F02F11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;黃力行

背景技術

本發明一般涉及渦輪發動機并且更特別地，涉及用于裝配燃氣渦輪發動機的方法和裝置。

技術領域

至少一些公知的燃氣渦輪發動機包括使燃料-空氣混合物燃燒的燃燒室，該混合物然后通過渦輪噴嘴組件被引導向渦輪。一些公知的渦輪噴嘴組件包括多個沿圓周布置的弓形噴嘴片段。至少一些公知的渦輪噴嘴包括多個沿圓周間隔的中空翼形葉片，該翼形葉片由完整形成的內圍帶(inner?band)平臺和外圍帶(outer?band)平臺結合。更特別地，內圍帶形成徑向內流程邊界的部分，而外圍帶形成徑向外流程邊界的部分。

為了便于改進發動機的效率，至少一些公知的發動機組件包括密封件，通常公知的是葉狀密封件，該密封件被結合在渦輪噴嘴外圍帶和燃燒室后端之間。公知的葉狀密封件通過結合到多個緊固件上的多個圓彈簧被保持在適當的位置，該緊固件通過從外圍帶處延伸的徑向突片(tab)延伸。圓彈簧使得葉狀密封件在發動機操作期間變換位置。由于公知的渦輪噴嘴徑向突片的方位，公知的葉狀密封件的一個端部未得到支撐。在這種發動機組件中，當從燃燒室處排出的燃燒氣體接近噴嘴葉片前緣時，壓力或渦流從葉片前緣停滯處形成，并且從噴嘴組件處的上游傳播一段距離。這種渦流可引起穿過葉狀密封件的圓周壓力的變化。隨著時間的過去，葉狀密封件暴露在這種壓力變化下會導致破裂沿著密封件發展。特別地，葉狀密封件未得到支撐的自由端部會破損，因此減少了發動機的效率以及/或者取決于破損的程度可致使發動機不起作用。

圖1是示范性公知的可與燃氣渦輪發動機一起使用的渦輪噴嘴50的側視圖。圖2是渦輪噴嘴50的透視圖。在示范性實施例中，噴嘴50是沿圓周進行定位以在燃氣渦輪發動機中形成噴嘴組件(圖未示)的多個片段中的一個片段。噴嘴50包括在弓形徑向外圍帶或平臺54與弓形徑向內圍帶或平臺56之間延伸的至少一個翼形葉片52。更特別地，在示范性實施例中，外圍帶54和內圍帶56每一個都與翼形葉片52完整地形成。

葉片52包括連接在前緣64和弦向間隔的后緣66處的壓力側側壁60和吸入側側壁62，以致在側壁60和側壁62之間界定冷卻腔68。葉片側壁60和側壁62每一個都在圍帶54和圍帶56之間徑向延伸，并且在示范性實施例中，側壁60一般是凹入的，而側壁62一般是凸起的。

外圍帶54和內圍帶56每一個都包括相應的前緣70和前緣72、各自的后緣74和后緣76、以及各自的在它們之間延伸的主體78和主體80。在示范性實施例中，翼形葉片52被定向，以致外圍帶和內圍帶中的相應的前緣70和前緣72每一個從翼形葉片前緣64處的上游都有一距離d。距離d被可變地選擇以確保前緣70和前緣72是在從葉片前緣64處的上游，并且以便于防止熱氣體沿著葉片前緣64的注射，這將在下面做詳細的描述。

在示范性實施例中，內圍帶56包括由其徑向向內延伸的后部凸緣90。更特別地，凸緣90相對于圍帶56的徑向內表面92從圍帶56處徑向向內延伸。內圍帶56還包括由其徑向向內延伸的向前凸緣94。向前凸緣94被定位在內圍帶前緣72和后面凸緣90之間，并且從圍帶56處徑向向內延伸。在示范性實施例中，向前凸緣94的上游側100在凸緣94的徑向最外表面102和徑向內表面92之間基本上是平面的。而且，在示范性實施例中，凸緣94的下游側106從凸緣表面102到徑向內表面92基本上是平面的。

內圍帶56還包括由其徑向向內延伸的多個沿圓周間隔的徑向突片110。更特別地，在示范性實施例中，從內圍帶56處延伸的徑向突片110的數量與葉片52的數量相同。在示范性實施例中，每一個突片110都包括各自的基本上平行的上游表面120和下游表面122。徑向突片110從向前凸緣94處的下游間隔一距離d₂，以致在每一個徑向突片110和向前凸緣94之間界定保留通道130。

在示范性實施例中，外圍帶54包括一般由其徑向向外延伸的后部凸緣140。更特別地，凸緣140相對于圍帶54的徑向外表面142從圍帶54處徑向向外延伸。外圍帶54還包括由其徑向向外延伸的向前凸緣144。向前凸緣144被定位在外圍帶前緣70和后面凸緣140之間，并且從圍帶54處徑向向外延伸。在示范性實施例中，向前凸緣144的上游側146在凸緣144的徑向最外表面147和圍帶徑向外表面142之間基本上是平面的。而且，在示范性實施例中，凸緣144的下游側148從凸緣表面147到徑向外表面142基本上是平面的。