[發(fā)明專利]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)部件的快速拆分式安裝接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210396762.9
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN103104301A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.奧澤利特;C.C.弗里澤;B.A.基佩爾;J.P.米爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F01D25/30
• 分類號(hào): F01D25/30
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;嚴(yán)志軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及在暴露于高溫高氣流量下的部件之間接合的接頭，確切地說，涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的管道系統(tǒng)的部件之間的接頭。

背景技術(shù)

定期檢查燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)需要對(duì)環(huán)繞燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)部件的多個(gè)絕熱管道系統(tǒng)(duct?work)進(jìn)行拆卸并且隨后重新組裝。例如，在能夠移除轉(zhuǎn)子以便進(jìn)行檢查之前，首先需要拆卸并且移除多個(gè)排氣系統(tǒng)部件，例如包括諸如風(fēng)罩、前部腔室壁和其他部件等絕熱管道系統(tǒng)，以便能夠觸及燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的絕熱管道系統(tǒng)的每個(gè)部件設(shè)有內(nèi)襯(internal?liner)，內(nèi)襯具有用于朝向(face)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間流經(jīng)排氣系統(tǒng)的熱排氣的曝露表面。每個(gè)此類部件設(shè)有與內(nèi)襯間隔開且反向的外殼，并且該外殼暴露于環(huán)境大氣下。每個(gè)此類部件包括設(shè)置在內(nèi)襯與外殼之間的間距中的耐熱絕緣材料。朝向環(huán)境大氣的外殼表面就是所謂的防護(hù)表面。

移除這些絕熱管道系統(tǒng)部件需要拆卸使這些排氣系統(tǒng)部件彼此連接的安裝接頭(field?joint)。人們用于連接排氣系統(tǒng)部件的典型安裝接頭是所謂的熱法蘭設(shè)計(jì)的那些接頭，或者是所謂的冷法蘭設(shè)計(jì)的那些接頭。

采用所謂的熱法蘭設(shè)計(jì)的排氣系統(tǒng)設(shè)有封蓋/包封隔離件，并且需要現(xiàn)場(chǎng)人員在拆卸/重新組裝排氣系統(tǒng)的部件期間執(zhí)行外部工作。此類熱法蘭設(shè)計(jì)導(dǎo)致法蘭直接暴露于熱排氣下，這些熱排氣通常達(dá)到的溫度在約900華氏度到2000華氏度范圍內(nèi)。由于排氣系統(tǒng)部件內(nèi)的高溫排氣與排氣系統(tǒng)部件外部的極低環(huán)境溫度之間的溫差，因此這些部件之間的安裝接頭處的法蘭上的熱應(yīng)力致使法蘭發(fā)生爆裂和其他熱量引發(fā)的變形，并且導(dǎo)致連接法蘭的螺栓產(chǎn)生疲勞。安裝接頭中的這種劣化降低了排氣系統(tǒng)部件的預(yù)期使用壽命，并且因排氣通過此類劣化的安裝接頭泄漏的發(fā)生率增加而造成潛在安全危害。

采用所謂的冷法蘭設(shè)計(jì)的排氣系統(tǒng)設(shè)有內(nèi)絕緣材料和浮置襯墊(liner)系統(tǒng)，從而避免法蘭直接暴露于排氣系統(tǒng)的部件內(nèi)部流動(dòng)的高溫排氣下。然而，組裝和拆卸采用具有內(nèi)襯系統(tǒng)的此所謂的冷法蘭排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的排氣系統(tǒng)部件的安裝接頭需要現(xiàn)場(chǎng)人員在排氣系統(tǒng)殼體內(nèi)部和排氣系統(tǒng)殼體外部同時(shí)執(zhí)行工作。在排氣系統(tǒng)殼體內(nèi)部執(zhí)行此類工作需要在排氣系統(tǒng)殼體內(nèi)部豎立腳手架。相對(duì)于采用所謂的熱法蘭設(shè)計(jì)的排氣系統(tǒng)，這些內(nèi)部和外部工作分配大大增加了所需的拆卸-重新組裝時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

以下說明將闡明本發(fā)明的各個(gè)方面和優(yōu)點(diǎn)，或者，這些方面和優(yōu)點(diǎn)在說明中可能是顯而易見的，或者通過實(shí)施本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例能夠獲悉。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種快速拆分式安裝接頭，其用于將燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的第一部件的自由邊(free?edge)連接到所述排氣系統(tǒng)的第二部件的自由邊，所述接頭使用經(jīng)由向外連接法蘭連接的一對(duì)對(duì)置式梯形(stepped)襯墊。每個(gè)梯形襯墊包封絕緣材料，并且防止向外連接法蘭直接暴露于所述排氣下。本發(fā)明的此實(shí)施例的安裝接頭可以從排氣殼體外部完全地拆卸下來，而無需觸及所述排氣殼體的內(nèi)部。

在另一個(gè)實(shí)施例中，梯形襯墊中的至少一個(gè)梯形襯墊被分割以包括連接到至少第二節(jié)段的至少第一節(jié)段，并且該梯形襯墊自由浮置以在不引入熱應(yīng)力的情況下實(shí)現(xiàn)熱增長(zhǎng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，梯形襯墊中的至少一個(gè)梯形襯墊經(jīng)由固定夾(retainer?clip)連接到部件的殼板，以使該殼板能夠自由擴(kuò)展(expand)。

在快速拆分式安裝接頭的替代實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)墊片策略上地置于對(duì)置式梯形襯墊之間，以便進(jìn)一步確保法蘭不會(huì)暴露于輻射熱量下。合適的墊片通常是帶有或不帶有可擴(kuò)展金屬芯的玻璃纖維，并且可以涂布有耐熱材料。墊片可以是扁平墊片，也可以是采用蝌蚪形狀的墊片，即連接到扁平部分的圓柱體部分，其中墊片的扁平部分用于將墊片固定在對(duì)置式向外連接法蘭之間以及所述階梯墊片之間。如果墊片設(shè)置在對(duì)置式梯形襯墊之間，那么螺栓連接硬件將用作襯墊停止件，以確保該襯墊不被過度壓縮。此類螺栓連接硬件可以包括鉚釘或自攻螺釘，用以沿接頭長(zhǎng)度將襯墊固定在適當(dāng)位置。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)配備有經(jīng)由向外連接法蘭連接的對(duì)置式梯形襯墊，其作為用于連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的至少一對(duì)部件的快速脫離(disengaging)安裝接頭。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種改進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)配備有經(jīng)由向外連接法蘭連接的對(duì)置式梯形襯墊，其作為用于連接所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的至少一對(duì)部件的快速脫離安裝接頭。