[發(fā)明專(zhuān)利]用于CMC結(jié)構(gòu)的CTE匹配的吊架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810600647.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109026205B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.P.克恩斯;M.E.諾埃;D.P.德里;B.A.雷諾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D25/26
• 分類(lèi)號(hào): F01D25/26;F01D5/02;F23R3/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬(wàn)欣;譚祐祥

本公開(kāi)提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)路徑組件。所述流動(dòng)路徑組件可以包括：外殼，所述外殼包括具有第一熱膨脹系數(shù)的金屬材料；陶瓷結(jié)構(gòu)，所述陶瓷結(jié)構(gòu)包括具有第二熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料；以及安裝部件，所述安裝部件在第一端上附接到所述外殼并且在第二端上附接到所述陶瓷結(jié)構(gòu)。安裝部件可以由至少兩種材料構(gòu)成，所述至少兩種材料從所述第一端向所述第二端過(guò)渡，以使所述第一端處的熱膨脹系數(shù)與所述第二端處不同。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。更確切地說(shuō)，本發(fā)明主題涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)路徑組件，以及用于定位燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的流動(dòng)路徑組件的特征。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常按串聯(lián)順序包括壓縮機(jī)部分，燃燒部分，渦輪部分和排氣部分。在操作中，空氣進(jìn)入壓縮機(jī)部分的入口，其中一個(gè)或多個(gè)軸流式壓縮機(jī)(axialcompressor)漸進(jìn)地壓縮空氣，直到所述空氣到達(dá)燃燒部分。燃料在燃燒部分內(nèi)與壓縮空氣混合并且燃燒，從而產(chǎn)生燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒部分流動(dòng)通過(guò)限定在渦輪部分內(nèi)的熱氣路徑，然后經(jīng)由排氣部分離開(kāi)所述渦輪部分。

所屬領(lǐng)域中不斷尋求提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作溫度，以提高它們的效率。盡管已經(jīng)通過(guò)制備鐵基、鎳基和鈷基超合金顯著提高了高溫性能，但是也對(duì)替代材料進(jìn)行了研究。其中的一個(gè)顯著示例是CMC材料，因?yàn)樗霾牧系母邷匦阅芸梢燥@著降低冷卻空氣要求。CMC材料通常包括嵌入陶瓷基體材料中的陶瓷纖維增強(qiáng)材料。所述增強(qiáng)材料可以是分散在所述基體材料中的不連續(xù)短纖維或者定向在所述基體材料內(nèi)的連續(xù)纖維或纖維束，并且用作CMC的承載成分。陶瓷基體轉(zhuǎn)而保護(hù)所述增強(qiáng)材料、維持其纖維的定向，并且用于將載荷分布到增強(qiáng)材料。

由于由CMC材料制成的某些部件例如護(hù)罩(例如，圍繞渦輪部分中的旋轉(zhuǎn)葉片的材料環(huán))處于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱氣路徑內(nèi)，CMC部件與其他材料部件之間可能產(chǎn)生熱失配。也就是說(shuō)，與其他金屬零件相比，所述CMC部件具有相對(duì)較低的CTE。因此，與發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬部件相比，所述CMC部件在使用期間不宜發(fā)生熱膨脹和收縮。

因此，需要補(bǔ)償燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的CMC部件與金屬部件之間的熱失配。

發(fā)明內(nèi)容

各方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在以下說(shuō)明中闡明，或根據(jù)本說(shuō)明書(shū)可顯而易見(jiàn)，或可以通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明了解到。

提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)路徑組件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述流動(dòng)路徑組件包括：外殼，所述外殼包括具有第一熱膨脹系數(shù)的金屬材料；陶瓷結(jié)構(gòu)，所述陶瓷結(jié)構(gòu)包括具有第二熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料；以及安裝部件，所述安裝部件在第一端上附接到所述外殼并且在第二端上附接到所述陶瓷結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述安裝部件由至少兩種材料構(gòu)成，所述至少兩種材料從所述第一端向所述第二端過(guò)渡，以使所述第一端處的熱膨脹系數(shù)與所述第二端處不同。

所述流動(dòng)路徑組件在所述陶瓷結(jié)構(gòu)是包括燃燒器部分和渦輪部分的整體式外壁時(shí)尤其有用，其中所述燃燒器部分延伸穿過(guò)所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒部分，并且所述渦輪部分延伸穿過(guò)所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪部分的至少第一渦輪級(jí)。例如，所述燃燒器部分和渦輪部分一體成形為單個(gè)整體結(jié)構(gòu)。

參照以下說(shuō)明和附圖將更好地理解這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。附圖并入本說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，所述附圖圖示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的某些原理。

具體地，本申請(qǐng)技術(shù)方案1涉及一種一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流動(dòng)路徑組件，所述流動(dòng)路徑組件包括：外殼，所述外殼包括具有第一熱膨脹系數(shù)的金屬材料；陶瓷結(jié)構(gòu)，所述陶瓷結(jié)構(gòu)包括具有第二熱膨脹系數(shù)的陶瓷材料；以及安裝部件，所述安裝部件在第一端上附接到所述外殼并且在第二端上附接到所述陶瓷結(jié)構(gòu)，其中所述安裝部件由至少兩種材料構(gòu)成，所述至少兩種材料從所述第一端向所述第二端過(guò)渡，以使所述第一端處的所述熱膨脹系數(shù)與所述第二端處的不同。