控制静态和旋转结构之间的偏转失配的系统和设备技术方案

本文公开了用于控制偏转失配的示例设备、系统和制品。进一步示例及其组合包括：一种偏转限制器，包括：内护罩段，内护罩段支撑定子结构，内护罩段包括第一端面和第一外上部，第一端面相对于第一外上部径向向内且向后定位；以及外护罩段，外护罩段支撑内护罩段，外护罩段包括第二端面和第二外上部，第二端面相对于第一端面向后定位，并且第二外上部相对于内护罩段的第一外上部向后定位，第二端面联接到内护罩段的第一端面，并且第二外上部联接到第一外上部。上部。上部。

【技术实现步骤摘要】
控制静态和旋转结构之间的偏转失配的系统和设备
[0001]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0002]本专利技术是在美国国防部授予的W58RGZ
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C
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0047的政府支持下完成的。政府对本专利技术享有某些权利。


[0003]本公开大体涉及静态和旋转结构，并且更具体地，涉及控制静态和旋转结构之间的偏转失配。

技术介绍

[0004]燃气涡轮发动机是利用空气作为工作流体的内燃机。燃气涡轮发动机从燃料中提取化学能，并使用工作流体(例如空气)的气态能将化学能转化为机械能。机械能可以经由排气喷嘴从燃气涡轮发动机中排出，以提供推进喷射推力。

技术实现思路

[0005]公开了偏转限制器设备系统，以及控制静态和旋转结构之间的偏转失配的相关方法。
[0006]某些示例提供用于控制静态和旋转结构之间的偏转失配的示例偏转限制器。示例偏转限制器包括：内护罩段，内护罩段支撑定子结构，内护罩段包括第一端面；以及外护罩段，外护罩段支撑内护罩段，外护罩段包括第二端面和第二外上部，第二端面相对于第一端面向后定位，并且第二外上部相对于内护罩段的第一外上部向后定位，第二端面联接到内护罩段的第一端面，并且第二外上部联接到第一外上部。
[0007]某些示例提供示例涡轮发动机。示例涡轮发动机包括：压缩机；涡轮，涡轮包括转子叶片和定子轮叶，涡轮接收来自压缩机的燃烧产物；以及护罩支撑系统，护罩支撑系统包括联接到定子轮叶的第一护罩段、第二护罩段和定位在第一护罩段和第二护罩段之间的偏转限制器。
附图说明
[0008]图1示出了可在其中可实施本文公开的示例的飞行器内使用的示例燃气涡轮发动机。
[0009]图2描绘了图1的第一涡轮的现有实施方式的示例现有技术示意图。
[0010]图3描绘了图1的第一涡轮的示例横截面视图。
[0011]图4描绘了图3的第一涡轮的示例横截面等距视图。
[0012]图5示出了图3和图4的第一涡轮的示例部分组装视图。
[0013]附图未按比例绘制。相反，可能在附图中放大层或区域的厚度。通常，贯穿附图和随附书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如本专利中所使用的，陈述任何部分(例如，层、膜、区、区域或板)以任何方式(例如，定位、位于、设置或形成等)在另
一部分上，表示参考的部分要么与另一部分接触，要么参考的部分在另一部分之上，其中一个或多个中间部分位于它们之间。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接、联接、连接和接合)应被广义地解释并且可以包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对移动。因此，连接引用不一定推断两个元件直接连接并且处于彼此固定的关系。声明任何部分与另一部分“接触”意味着两个部分之间没有中间部分。尽管图中示出了具有清晰线和边界的层和区域，但这些线和/或边界中的一些或全部可以是理想化的。实际上，边界和/或线可能是不可观察的、混合的和/或不规则的。
[0014]当识别可被单独提及的多个元件或部件时，在本文中使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于其使用上下文另有说明或理解，否则此类描述符无意赋予列表中的优先级、物理顺序或排列，或时间排序的任何含义，而是为了便于理解所公开的示例，仅用作分别指代多个元件或部件的标签。在一些示例中，描述符“第一”可用于指详细描述中的元件，而同一元件可在权利要求中用不同的描述符(例如“第二”或“第三”)来指代。在这样的情况下，应当理解，这样的描述符仅用于便于引用多个元件或部件。
具体实施方式
[0015]典型的燃气涡轮发动机通常具有前端和后端，其多个核心或推进部件轴向定位在前端和后端之间。空气入口或进气口位于发动机的前端。朝向后端移动，进气口之后依次是压缩机、燃烧室和涡轮。此外，发动机中还可以包括一个或多个不同的部件，例如低压和高压压缩机，以及低压和高压涡轮。然而，这并不是详尽的列表。此外，发动机通常包括沿发动机的中心纵向轴线轴向设置的内轴。内轴连接到涡轮和空气压缩机，使得涡轮向空气压缩机提供旋转输入以驱动压缩机叶片。
[0016]在操作中，空气在压缩机中被加压并且在燃烧器中与燃料混合以生成热燃烧气体，该热燃烧气体向下游流动通过多个涡轮级。这些涡轮级从燃烧气体中提取能量。高压涡轮首先接收来自燃烧器的热燃烧气体并且包括喷嘴组件，该喷嘴组件引导燃烧气体向下游通过从支撑转子盘径向向外延伸的一排高压涡轮转子叶片。在两级涡轮中，第二级定子组件定位在第一级叶片的下游，接着是从第二支撑转子盘径向向外延伸的一排第二级转子叶片。涡轮将燃气能转化为机械能。
[0017]每个涡轮可包括从转子盘径向向外延伸的转子叶片的一个或多个级。护罩组件围绕涡轮转子并限定流过涡轮的燃烧气体的外边界。涡轮护罩可以是单个整体结构或者可以由多个段形成。一些已知的护罩组件包括护罩悬挂器，该护罩悬挂器联接到发动机的外壳，以向定位在涡轮叶片的尖端附近并径向向外的多个护罩提供支撑。例如，可以使用单个螺栓连接将护罩联接到护罩悬挂器。
[0018]当暴露于涡轮发动机的操作温度和压力时，护罩将承受并且能够起作用。例如，护罩将设计成具有紧密的径向叶片
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护罩尖端间隙，以控制热燃烧气体向转子壳体的泄漏流，从而改善燃烧产物的流动路径。径向叶片
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护罩尖端间隙对应于朝向护罩径向延伸的转子叶片的尖端与涡轮护罩的下部之间的间隙。流体机械中的静止和旋转部分之间的间隙会产生泄漏流，从而影响流体机械的整体性能。在传统燃气涡轮发动机中，转子叶片尖端和护罩之间的现有间距是总空气动力损失的一部分。此外，这种泄漏流会在转子壳体上引起不稳定的热负荷，并在转子叶片尖端引起显著的热应力。因此，为了减少或最小化热应力和不稳
定热负荷的影响，在叶片尖端和护罩之间保持紧密间隙是有益的。
[0019]本文公开的示例控制第二级定子相对于第一级转子叶片的热偏转(deflection)，以改善叶片尖端和护罩之间的流动路径间隙。更具体地，本文公开的示例减少了由定子轮叶和护罩的热膨胀引起的转子叶片角翼和定子结构(例如，从定子轮叶轴向向前和/或向后延伸的结构)之间的轴向偏转失配。例如，转子叶片包括称为“天使翼”的结构。天使翼从柄部轴向向前和/或向后延伸，以有助于防止将热燃烧气体吸入内轮空间。在至少一些已知的燃气涡轮发动机中，提供从转子叶片的面向上游的柄壁和/或面向下游的柄壁延伸的至少两个天使翼，使得第一天使翼(以下称为“下”天使翼)位于第二天使翼(以下称为“上”天使翼)的径向内侧。当存在两个天使翼并面向相同方向(例如，从柄的前面延伸)时，上天使翼或最外天使翼有助于防止将热燃烧气体吸入限定在上天使翼和下天使翼之间的缓冲腔，并且上天使翼和下天使翼均有助于防止将热燃烧气体吸入内轮空间。在一些示例中，热燃烧气体加热护罩组件和定子轮叶，使它们热膨胀。当定子轮叶热膨胀时，转子叶片和定子轮叶之间的轴向偏转增加。
[0020]在传统的护罩支撑件中，下护罩组件联接到燃烧器壳体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏转限制器，其特征在于，包括：内护罩段，所述内护罩段支撑定子结构，所述内护罩段包括第一端面和第一外上部，所述第一端面相对于所述第一外上部径向向内且向后定位；以及外护罩段，所述外护罩段支撑所述内护罩段，所述外护罩段包括第二端面和第二外上部，所述第二端面相对于所述第一端面向后定位，并且所述第二外上部相对于所述内护罩段的所述第一外上部向后定位，所述第二端面联接到所述内护罩段的所述第一端面，并且所述第二外上部联接到所述第一外上部。2.根据权利要求1所述的偏转限制器，其特征在于，其中，所述内护罩段的所述第一外上部和所述外护罩段的所述第二外上部的所述联接相对于所述第一端面和所述第二端面的所述联接向前定位。3.根据权利要求1所述的偏转限制器，其特征在于，其中，所述外护罩段包括第一凸缘，所述第一凸缘在所述第二外上部处联接到所述内护罩段的第二凸缘。4.根据权利要求1所述的偏转限制器，其特征在于，其中，所述外护罩段在低于所述内护罩段的第二温度的第一温度下操作。5.根据权利要求1所述的偏转限制器，其特征在于，其中，当所述内护罩段热膨胀时，所述外护罩段将相对于所述外护罩段向前...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：