[發明專利]用于燃氣渦輪發動機的護罩密封

有效

• 申請號: 201910993973.2
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN111335973B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: S.菲利皮
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F01D11/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;傅永霄

本發明涉及用于燃氣渦輪發動機的護罩密封，具體而言一種用于限定軸向方向、徑向方向和周向方向的燃氣渦輪發動機的護罩組件包括護罩節段，該護罩節段基本上沿周向方向延伸，并且包括前壁和后壁，該前壁和后壁沿軸向方向彼此間隔開并且在它們之間限定腔；以及吊架組件，其包括第一附接部件和密封部件，第一附接部件附接到護罩節段的前壁或后壁中的一個，并且該密封部件定位在腔內并抵靠護罩節段的前壁或后壁中的另一個過盈配合。

聯邦政府資助的研究

本發明是在政府支持下完成的。美國政府可能擁有本發明的某些權利。

技術領域

本主題大體上涉及燃氣渦輪發動機。更特別地，本主題涉及用于燃氣渦輪發動機的護罩(shroud)組件。

背景技術

燃氣渦輪發動機的性能和效率可通過增加燃燒氣體溫度來改善。然而，增加的燃燒溫度會例如通過增加材料故障的可能性來負面地影響燃氣渦輪發動機構件。因此，高溫材料，如陶瓷基質復合(CMC)材料，用于發動機的各種構件。尤其，限定發動機的核心空氣流徑的外邊界并且沿周向包圍發動機的各種壓縮機和/或渦輪級的轉子葉片的護罩組件可由CMC材料形成。例如，護罩節段可由SiC/Si-SiC(纖維/基質)CMC材料形成。

盡管將CMC材料用于護罩組件的某些構件，但是護罩組件可包括由其它材料形成的安裝件(例如吊架)。安裝件和護罩節段之間的熱膨脹失配可能需要相對復雜和大的安裝件，其占據比發動機所需的更多的空間，并增加了發動機的附加重量和成本。

因此，將期望一種用于燃氣輪機的改進的護罩組件。尤其，在減小護罩組件的徑向占地面積的同時有效地安裝護罩節段的護罩組件將是有益的。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分闡明，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明理解到。

在本公開的一個示例性實施例中，提供了一種用于限定軸向方向、徑向方向和周向方向的燃氣渦輪發動機的護罩組件。該組件包括護罩節段，該護罩節段基本上沿周向方向延伸，并且包括前壁和后壁，該前壁和后壁沿軸向方向彼此間隔開并且在它們之間限定腔；以及吊架組件，其包括第一附接部件和密封部件，第一附接部件附接到護罩節段的前壁或后壁中的一個，并且該密封部件定位在腔內并抵靠護罩節段的前壁或后壁中的另一個過盈配合(interference?fit)。

在某些示例性實施例中，護罩節段由陶瓷基質復合材料形成。

例如，在某些示例性實施例中，吊架組件由限定第一熱膨脹系數的金屬材料形成，其中形成護罩節段的陶瓷基質復合材料限定第二熱膨脹系數，并且其中第一熱膨脹系數大于第二熱膨脹系數。

在某些示例性實施例中，吊架組件的密封部件在基準(reference)非操作溫度下限定第一過盈偏轉，其中吊架組件的密封部件在基準操作溫度下限定第二過盈偏轉，并且其中第二過盈偏轉大于第一過盈偏轉。

在某些示例性實施例中，吊架組件的第一附接部件附接到護罩節段的前壁，并且其中吊架組件的密封部件抵靠護罩節段的后壁過盈配合。

例如，在某些示例性實施例中，吊架組件還包括第二附接部件，其中密封部件是第二附接部件的第二密封部件，其中第一附接部件包括前部和第一密封部件，其中前部聯接至護罩節段的前壁，其中第一附接部件的第一密封部件定位于在護罩節段的前壁和后壁之間限定的腔內，并且其中第一附接部件的第一密封部件抵靠護罩節段的前壁過盈配合。

例如，在某些示例性實施例中，吊架組件的后壁沿徑向方向限定高度，其中第二密封部件限定長度，并且其中第二密封部件的長度大于吊架組件的后壁的高度。

例如，在某些示例性實施例中，第二附接部件在護罩節段的后壁的后側上聯接到護罩節段的后壁。