[發明專利]用于渦輪發動機的帶有交替插入的導葉的噴嘴組件

在審

• 申請號: 202310149890.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN116201609A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: D·A·弗雷;J·D·蘭博;A·M·塞納;K·D·加利耶
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;郭帆揚

本發明涉及用于渦輪發動機的帶有交替插入的導葉的噴嘴組件。具體而言，提供了一種用于燃氣渦輪發動機的噴嘴組件以及用于組裝噴嘴組件的方法。在一個示例性方面，噴嘴組件包括外壁和與外壁徑向地間隔開的內壁。外壁限定周向地彼此間隔開的多個安裝開口。內壁限定周向地彼此間隔開的多個安裝開口。由內壁限定的安裝開口周向地定位在由外壁限定的相鄰安裝開口之間。噴嘴組件包括以交替方式的沿徑向向內方向穿過外壁的安裝開口插入的導葉以及沿徑向向外方向穿過內壁的安裝開口插入的導葉。

本申請為2021年3月12日提交的專利申請“用于渦輪發動機的帶有交替插入的導葉的噴嘴組件”(申請號：202110270493.0，申請人：通用電氣公司)的分案申請。

技術領域

本公開的主題總體上涉及渦輪發動機。更具體地，本公開的主題涉及渦輪發動機的噴嘴組件。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上包括布置成與彼此流動連通的風扇和核心。此外，燃氣渦輪發動機的核心大體上包括以串流順序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供至壓縮機區段的入口，在該處，一個或多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣，直到其到達燃燒區段。燃料在燃燒區段內與壓縮空氣混合且燃燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段傳送到渦輪區段。穿過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，且然后傳送穿過排氣區段，例如，至大氣。

更具體地，燃燒區段包括燃燒器，該燃燒器具有由燃燒器襯套限定的燃燒室。在燃燒室的下游，渦輪區段包括一個或多個級，例如，每個級可包括多個靜止的噴嘴翼型件以及附接到轉子的多個葉片翼型件，轉子由相對于葉片翼型件的燃燒氣體流驅動。渦輪區段也可具有其它構造。在任何情況下，流徑都由內邊界和外邊界限定，兩者均從燃燒室延伸穿過渦輪區段的級。

通常，限定流徑的內邊界和外邊界由單獨的構件形成。例如，燃燒器的外襯套、渦輪級的噴嘴部分的單獨的外帶、以及渦輪級的葉片部分的單獨的護罩通常限定流徑的外邊界的至少一部分。然而，利用單獨的構件形成外邊界和內邊界中的每個需要大量的零件，例如，在單獨的構件之間的每個對接部處可能需要一個或多個密封件，以最小化向流徑的流體泄漏或從流徑的流體泄漏，這會增加燃氣渦輪發動機的復雜性和重量。因此，期望流徑組件具有整體的外邊界結構，其中外邊界的兩個或更多個構件一體化為單件，和/或整體的內邊界結構，其中內邊界的兩個或更多個構件一體化為單件。盡管形成整體邊界結構具有許多益處，但是沿這種整體邊界結構形成噴嘴組件已經被證明是有挑戰性的。例如，噴嘴導葉可與整體結構一體地形成，以形成噴嘴組件。然而，這種整體結構可能很復雜并且制造昂貴。噴嘴導葉也可穿過邊界結構插入。然而，這種噴嘴之間的空間是受限的，使得難以利用邊界結構來固定和密封導葉。

相應地，因此將期望解決上述挑戰中的一個或多個的改進的渦輪發動機和噴嘴組件。此外，解決上述挑戰中的一個或多個的用于組裝渦輪發動機的噴嘴組件的方法將是有益的。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡明，或可從描述清楚，或可通過實施本發明學習到。

在一方面，提供了一種用于渦輪發動機的噴嘴組件，該渦輪發動機限定軸向方向、徑向方向、周向方向以及沿軸向方向延伸的軸向中心線。噴嘴組件包括外壁，該外壁限定沿周向方向彼此間隔開的安裝開口。噴嘴組件還包括內壁，內壁限定沿周向方向彼此間隔開的安裝開口，內壁和外壁限定流徑。此外，噴嘴組件包括多個第一導葉，每個第一導葉具有翼型件和安裝凸緣，其中每個第一導葉的翼型件延伸穿過外壁的安裝開口之一并且至少部分地定位在流徑內，并且其中每個第一導葉的安裝凸緣相對于軸向中心線沿徑向方向定位在外壁的外部。另外，噴嘴組件包括多個第二導葉，每個第二導葉具有翼型件和安裝凸緣，其中每個第二導葉的翼型件延伸穿過內壁的安裝開口之一并且至少部分地定位在流徑內，并且其中每個第二導葉的安裝凸緣相對于軸向中心線沿徑向方向定位在內壁的內部。多個第一導葉和多個第二導葉沿周向方向以交替方式布置。