用于CMC护罩的CMC悬挂器套筒制造技术

根据一些实施例，提供了一种用于保持陶瓷基复合材料护罩面板的CMC悬挂器套筒(70)。套筒可以通过保持器(60)或外壳(29)而连接至上悬挂器(71)。悬挂器套筒包括径向地向内的开口，在该开口中安置有流路面板(80)。在由于时间、摩擦或两者而导致CMC流路面板磨损时，可以更换面板，而不需要更换整个组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本PCT实用申请主张对标题为“CMC Hanger Sleeve for CMC Shroud(用于CMC护罩的CMC悬挂器套筒)”且提交日期为2014年1月17日的具有美国专利申请序号No.61/928757的目前待审的临时申请的优先权及来自该申请的益处，将其全部通过引用而合并于本文中。
所公开的实施例大体上关于用于燃气涡轮发动机的护罩。更具体地，但不经由限制，本实施例涉及在燃气涡轮发动机中利用的用于陶瓷基复合材料护罩的陶瓷基复合材料悬挂器套筒。
技术介绍
典型的燃气涡轮发动机通常拥有前端和后端，发动机的若干核心或推进构件轴向地定位于前端与后端之间。空气入口或进气口位于发动机的前端。朝向后端移动，按顺序，进气口后面有压缩机、燃烧室以及涡轮。将对于本领域技术人员容易地显而易见的是，在燃气涡轮发动机中，还可以包括另外的构件，例如，低压压缩机和高压压缩机以及低压涡轮和高压涡轮。然而，这不是详尽的列表。燃气涡轮发动机还典型地具有沿着发动机的中心纵轴线轴向地安置的内部轴。内部轴连接至涡轮和空气压缩机两者，使得涡轮给空气压缩机提供旋转输入，以驱动压缩机叶片。在运行中，在压缩机中，使空气加压，并且，在燃烧器中，使空气与燃料混合，以用于生成热燃气，热燃气向下游流过涡轮级。这些涡轮级从燃气提取能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃气，并且，包括定子喷嘴组件，定子喷嘴组件引导燃气向下游通过从支撑转子盘径向地向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。在两级涡轮中，第二级定子喷嘴组件定位于第一级叶片的下游，第一级叶片进而后面有从第二支撑转子盘径向地向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃气能量转化成机械能。高压涡轮和低压涡轮中的每个都可以包括一级或更多级的从转子盘径向地向外延伸的转子叶片。护罩组件界定涡轮转子，并且，限定流过涡轮的燃气的外边界。涡轮护罩可以是单个一体结构，或可由多个节段形成。一些已知的护罩组件包括护罩悬挂器，护罩悬挂器联接至发动机的外壳，以给定位成与涡轮叶片的尖端相邻且位于涡轮叶片的尖端的径向外部的多个护罩提供支撑。护罩必须能够满足设计寿命要求，以用于在涡轮发动机运行温度及压力环境下使用。为了允许当前的材料在这样的艰苦的温度及压力条件下有效地运行，已经实践了利用复合材料，具体地，陶瓷基复合(CMC)材料，以用于在护罩节段中使用，因为，复合材料具有比金属类型的零件更高的温度能力。然而，这样的陶瓷基复合材料(CMC)具有在CMC用作护罩节段或构件的设计和应用的期间必须考虑的机械性质。在与金属材料相比时，CMC材料具有相对低的拉伸塑性或低的失效应变。而且，CMC材料具有与用作用于CMC类型的材料的护罩的约束支架或悬挂器的金属合金显著地不同的热膨胀系数。因此，如果CMC护罩节段在运行期间受到约束且在一个表面上进行冷却，则可能出现应力集中，导致节段的故障。关于现有的护罩结构的另一目标是，利用护罩的流路部分来改进应力水平和梯度，并因此改进硬件耐久性。而且，在由于热状况而导致相邻的叶片膨胀和收缩时，叶片可能与护罩摩擦而需要更换。随着时间的推移，摩擦可能导致叶片或护罩需要更换。还可期望的是可以在流路区域中更换护罩的部分，而不是在整个护罩结构中更换护罩的部分。如可以通过前文而看到的，将会期望的是改进燃气涡轮发动机构件的功能的方面和耐久性。此外，将会期望的是改进CMC护罩的可靠性、零件质量、可制造性且允许仅仅更换护罩组件的流路部分。说明书的本
技术介绍
部分中所包括的信息(包括本文中所引用的任何参考及对参考的任何描述或讨论)仅出于技术参考的目的而被包括，并且，不被认为是将约束本实施例的范围的主题。
技术实现思路
根据一些实施例，提供了一种用于保持陶瓷基复合材料护罩面板的CMC悬挂器套筒。悬挂器通过保持器而连接至上悬挂器。悬挂器套筒包括径向地向内的开口，在该开口中安置有流路面板。在由于时间、摩擦或两者而导致该流路面板磨损时，可以更换流路面板，不需要更换整个组件。根据一些实施例，陶瓷基复合材料悬挂器组件包括CMC悬挂器套筒，CMC悬挂器套筒具有第一CMC悬挂器套筒支柱和第二CMC悬挂器套筒支柱，第一CMC悬挂器套筒支柱和第二CMC悬挂器套筒支柱可以在径向向内的端部处间隔开。CMC流路面板在径向向内的端部处安置于第一CMC悬挂器套筒支柱与第二CMC悬挂器套筒支柱之间。间隔可以位于第一CMC悬挂器套筒支柱和第二CMC悬挂器套筒支柱的径向外端之间，冷却空气流路穿过CMC悬挂器套筒并使流路面板冷却。所有的在上文中概述的特征都将被理解为只是示范的，并且，在本文中，可以从本公开查明用于CMC护罩的CMC悬挂器套筒的更多的特征和目标。提供本概要而以在下文中进一步在详述中描述的简化的形式引入概念的选择。本概要不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。对本专利技术的特征、细节、效用以及优点的更全面的呈现在下文的对本专利技术的各种实施例的书面描述中提供，在附图中图示，并且，在所附权利要求中限定。因此，不进一步阅读整个说明书、一并包括的权利要求以及附图，就将不能理解对本概要的限制的解释。附图说明通过参考与附图联合而进行的下文的对实施例的描述，从而将更显而易见这些示范的实施例的上面提到的特征和优点及其他特征和优点以及得到这些特征和优点的方式，并且，将更好地理解用于CMC护罩的CMC悬挂器套筒，其中：图1是示范的燃气涡轮发动机的侧视截面图；图2是包括CMC悬挂器套筒和CMC护罩或流路面板的组装的示范的涡轮组件的侧视截面图；图3是第一示范的护罩悬挂器的轴测图；图4是第二示范的护罩悬挂器的轴测图；图5是另一备选的示范的护罩悬挂器的轴测图；图6是用于与示范的护罩悬挂器一起使用的CMC流路面板的轴测图；以及，图7是第二示范的护罩组件的轴测图。具体实施方式现在，将对所提供的实施例详细地作出参考，在附图中，图示实施例的一个或更多个示例。每个示例都经由对所公开的实施例的解释而提供，而不是经由对所公开的实施例的限制而提供。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开的范围或实质的情况下，能够在本实施例中作出各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征能够与另一实施例一起使用而进一步产生又一个实施例。因此，意图本专利技术涵盖落入所附权利要求及其等效物的范围内这样的修改和变型。参考图1-7，描绘用于陶瓷基复合材料(“CMC”)护罩的CMC悬挂器套筒的各种实施例。护罩悬挂器套筒是备选的体系结构，其中，护罩的流路部分沿着轴向方向分离成多个部分，而大部分的流路表面由面板形成，面板在某种程度上可以有助于质量和可制造性。所有的这些特征都改进制造、操作或性能中的任一个或全部。如本文中所使用的，术语“轴向的”或“轴向地”是指沿着发动机的纵轴线的维度。与“轴向的”或“轴向地”联合而使用的术语“向前”是指沿朝向发动机入口或与另一构件相比而相对地更接近于发动机入口的构件的方向移动。与“轴向的”或“轴向地”联合而使用的术语“向后”是指沿朝向发动机喷嘴或与另一构件相比而相对地更接近于发动机喷嘴的构件的方向移动。如本文中所使用的，术语“径向的”或“径向地”是指在发动机的中心纵轴线与发动机外周之间延伸的维度。首先参考图1，示出燃气涡轮发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷基复合材料悬挂器组件(30)，包括：CMC悬挂器套筒(70)，其具有第一CMC悬挂器套筒支柱(72、172)和第二CMC悬挂器套筒支柱(74、174)，所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱在径向向内的端部处间隔开；CMC流路面板(80)，其安置在所述径向向内的端部处所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱之间；在所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱的径向外端之间的间隔；以及冷却空气流路(68)，其经过所述CMC悬挂器套筒并冷却所述流路面板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 US 61/9287571. 一种陶瓷基复合材料悬挂器组件(30)，包括：CMC悬挂器套筒(70)，其具有第一CMC悬挂器套筒支柱(72、172)和第二CMC悬挂器套筒支柱(74、174)，所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱在径向向内的端部处间隔开；CMC流路面板(80)，其安置在所述径向向内的端部处所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱之间；在所述第一和第二CMC悬挂器套筒支柱的径向外端之间的间隔；以及冷却空气流路(68)，其经过所述CMC悬挂器套筒并冷却所述流路面板。2. 根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，还包括可连接至涡轮壳体(29)的上护罩悬挂器(40、140)。3. 根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，还包括安置成邻近于所述悬挂器套筒的保持器(60)，其中所述保持器具有沿一个方向比沿所述一个方向的所述悬挂器套筒的窗部(62)更大的尺寸。4. 根据权利要求3所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，所述第一CMC悬挂器套筒支柱和所述第二CMC悬挂器套筒支柱是一体结构。5. 根据权利要求4所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，所述一体结构在截面上呈倒U形。6. 根据权利要求3所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，还包括经过所述上护罩悬挂器至所述保持器的紧固件(54)。7. 根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，所述上护罩悬挂器具有第一支柱(172)和第二支柱(174)。8. 根据权利要求7所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征在于，所述第一悬挂器套筒支柱紧固至所述上护罩悬挂器。9. 根据权利要求8所述的陶瓷基复合材料悬挂器组件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：DS斯塔普顿，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US