CN106460559A - 涡轮中央框架整流罩组件 - Google Patents
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Abstract
提供了一种整流罩组件(30),其位于框架毂(32)与发动机壳体(31)之间。该组件允许与轻质低阿尔法材料结合地使用金属结构,以便改善发动机效率和性能。相异材料之间的相对生长通过可挠曲的支架(90)来补偿,该支架在冷的发动机条件下在组件构件中的一个上提供偏置力,以及允许在发动机的高温操作条件下的生长。
Description
技术领域
本实施例大体上涉及用于在燃气涡轮发动机中使用的整流罩组件。更具体而言,本实施例涉及但不限于如下整流罩组件,该整流罩组件包括金属支架,该金属支架补偿在较低热膨胀系数的整流罩材料和延伸穿过该组件的较高热膨胀系数材料的支柱之间的相对生长。
背景技术
燃气涡轮发动机包括涡轮机核心,该涡轮机核心具有处于连续流动关系的高压压缩机、燃烧器、和高压涡轮(“HPT”)。核心能够以已知的方式操作,以生成主气体流。高压涡轮包括将离开燃烧器的气体引导到旋转叶片或动叶中的静止导叶或喷嘴的环形阵列(“排”)。一排喷嘴和一排叶片共同地组成“级”。典型地,以连续流动的关系使用两个或更多个级。这些构件在极高温度的环境中操作,且必须由空气流冷却,以确保充分的使用寿命。
HPT喷嘴通常构造为在环形内带和外带之间延伸的翼型件形导叶的阵列,环形内带和外带限定穿过喷嘴的主流动路径。
由于燃气涡轮发动机内的操作温度,期望利用具有高温度能力且另外具有低热膨胀系数的材料。例如,为了在此种严苛的温度和压力条件下有效地操作,已提出使用复合材料,且特别地例如陶瓷基质复合物(CMC)材料。这些低热膨胀系数材料具有比金属部件高的温度能力。发动机内的更高的操作温度导致更高的发动机效率,且这些材料可比传统使用的金属更为轻质。然而,此种陶瓷基质复合物(CMC)具有在CMC的设计和应用期间必须考虑的机械特性。当与金属材料比较时,CMC材料具有相对低的拉伸延性或低的失效应变。而且,CMC材料具有与用作用于CMC类型材料的限制支持件或悬架的金属合金显著不同的热膨胀系数。
整流罩组件在燃气涡轮发动机内位于高压涡轮和低压涡轮之间。整流罩在这些高压和低压涡轮之间形成流动路径,且大体上由金属铸件制成。然而,期望利用一种整流罩组件,其至少一部分由低系数的材料形成,该材料由于其较轻的重量、低热膨胀系数和高温度能力而是合乎需要的。
涡轮中央框架整流罩大体上由镍基铸造金属合金制成,且陶瓷材料的使用将提供合乎需要的重量节省,这导致燃气涡轮发动机的改善的效率和性能。
然而,与相异材料相关的问题导致邻近的连接的部件之间的相对生长问题。克服在整流罩组件中已知的这些和其他不足,以便减少燃料消耗,以及潜在地提高燃气涡轮发动机的操作温度能力将是合乎需要的。
包括在说明书的本背景技术部分中的信息(包括在本文中引用的任何参考文献及其任何描述或论述)仅出于技术参考目的而被包括,且不被认为是用来限定本发明范围的主旨。
发明内容
提供一种整流罩组件,其位于框架毂与发动机壳体之间。该组件允许与轻质低阿尔法材料结合地使用金属结构,以便改善发动机效率和性能。相异材料之间的相对生长通过可挠曲的支架来补偿,该支架在冷发动机条件下在组件构件中的一个上提供偏置力,以及允许在发动机的高温操作条件下的生长。
根据一些实施例,一种整流罩组件包括:框架毂,其从壳体径向向内地间隔开;金属支柱,其从框架毂径向向外朝壳体延伸;整流罩,其由低热膨胀系数材料形成,整流罩在壳体与毂之间延伸且配置在金属支柱的上方;整流罩由挠曲支架(flexing bracket)沿径向方向偏置,该挠曲支架补偿整流罩与框架毂和壳体中的一者之间的相对热生长。
可选地,整流罩组件还可包括在外带和内带中的任一者或二者处的凸缘。凸缘可具有单紧固件安装件或至少一个多紧固件安装件。该多紧固件安装件可包括间隔件,该间隔件由热膨胀系数比延伸穿过其的紧固件高的材料形成。该间隔件可具有与多紧固件安装件的轮廓匹配的形状。备选地,整流罩组件还可包括连接于整流罩的夹子组件。夹子组件将整流罩连接于邻近的整流罩。夹子组件可为U形的或者可为Y形的。
整流罩可包括内带、外带,以及在内带和外带之间延伸的中空翼型件。整流罩组件还可包括周向地布置在框架毂和壳体之间的多个整流罩。邻近的整流罩可由紧固组件连接。紧固组件可相对于整流罩切向地延伸。紧固组件可包括螺栓和至少一个间隔件。该至少一个间隔件可由具有比螺栓高的热膨胀系数的材料形成。该至少一个间隔件膨胀,以在整流罩膨胀时维持紧密的连接。整流罩可包括从内带延伸的至少一个凸缘,且可包括从外带延伸的至少一个凸缘。整流罩组件还可包括连接于外带的挠曲支架。挠曲支架可配置在内带上。挠曲支架限定整流罩与框架毂之间的可挠曲的连接。该挠曲支架具有紧固件开口,紧固件组件的一部分延伸穿过该紧固件开口,以用于连接于整流罩。挠曲支架还可包括用于将挠曲支架连接于框架毂的紧固件开口。挠曲支架可具有切向地延伸的一个孔口和径向地延伸的一个孔口。
提供本发明内容,以用简化的方式介绍以下在具体实施方式中描述的构思的选择。本发明内容既不意图确定要求保护的主题的关键特征或本质特征,也不意图用于限制要求保护的主题的范围。所有以上概括的特征应仅理解为示例性,并且可从本文中的公开内容发现结构和方法的许多更多的特征和目的。在本发明的在附图中例示且在所附权利要求中限定的各种实施例的以下书面描述中提供本发明的特征、细节、用途、和优势的更详细的陈述。因此,在不进一步阅读整个说明书、权利要求和与其一同包括的附图的情况下,不能理解本发明内容的限制性解释。
附图说明
通过参考结合附图作出的下列说明,这些实施例的上述和其他特征和优点、以及获得它们的方式将变得更显而易见,并且将更好地理解实施例,在附图中:
图1是示例性燃气涡轮发动机的侧截面图;
图2是包括整流罩组件的部分组件的透视图;
图3是图2的整流罩组件的分解组装图;
图4是挠曲支架被压缩的情况下的整流罩组件的侧视图;
图5是整流罩组件的俯视图;
图6是整流罩组件的仰视透视图;
图7是具有备选的凸缘布置的整流罩的透视图;
图8是间隔件和紧固件组件的备选实施例;
图9是图8的备选实施例;以及,
图10是公开了备选的挠曲支架构造的备选实施例,该挠曲支架构造可连接在整流罩的径向外端处。
具体实施方式
应当理解的是,所描绘的实施例在应用中不限于在下列说明中阐述或在附图中例示出的构件的构造和布置的细节。所描绘的实施例能够具有其他实施例并且能够以多种方式实践或执行。作为所公开的实施例的说明而非限制提供各实例。实际上,在本实施例中可进行各种更改和变化而不脱离本公开的范围或精神这点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。例如,作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用,以产生又一其他实施例。因此,意图本公开覆盖在所附权利要求和它们的等同物的范围内的这种更改和变化。
涡轮中央框架整流罩组件的实施例在图1-10中描绘出。整流罩组件包括由较低热膨胀系数(较低的阿尔法)的材料形成的整流罩,该整流罩位于金属支柱上方,该金属支柱具有较高的热膨胀系数(较高的阿尔法)。该组件提供挠曲支架,该挠曲支架将整流罩组件偏置在一个位置中,且当在整流罩与支柱之间存在相对生长时挠曲,以适应两种材料的热膨胀系数方面的差异。此外,一些实施例提供间隔件组件,间隔件组件在邻近整流罩的凸缘之间维持期望的夹紧力。结构提供由如下材料形成的高阿尔法间隔件,该材料在比紧固件大的速率下生长,以便在内带连接和外带连接中的任一者或二者处维持该期望的夹紧力。
如本领域技术人员理解的,如低阿尔法或高阿尔法中的用语“阿尔法”是关于热膨胀系数使用的,其中,具有低阿尔法的材料应理解为具有低热膨胀系数,且具有高阿尔法的材料应理解为具有高热膨胀系数。
而且,应当理解的是,在本文中使用的措词和术语用于说明的目的,并且不应被认为是限制。“包含”、“包括”或“具有”以及它们的变型在本文中的使用意图涵盖此后列出的项目和它们的等同物以及额外的项目。除非另外限制,否则在本文中的用语“连接”、“联接”以及“安装”以及它们的变型被广泛地使用并且涵盖直接和间接连接、联接、和安装。此外,用语“连接”、“联接”以及它们的变型不限于物理或机械连接或联接。
如在本文中所使用的,用语“轴向”或“轴向地”指沿着发动机纵向轴线的维度。与“轴向”或“轴向地”结合地使用的用语“向前”指沿朝发动机入口或与另一构件相比离发动机入口相对更近的构件的方向移动。与“轴向”或“轴向地”结合地使用的用语“向后”指沿朝发动机喷嘴或与另一构件相比离发动机喷嘴相对更近构件的方向移动。
如在本文中所使用的,用语“径向”或“径向地”指在发动机的中央纵向轴线和外发动机圆周之间延伸的维度。用语“近侧”或“近侧地”自身或是与用语“径向”或“径向地”结合的使用指沿朝中央纵向轴线或与另一构件相比离该中央纵向轴线相对更近的构件的方向移动。用语“远侧”或“远侧地”自身或与用语“径向”、“径向地”结合的使用指意指沿朝外发动机圆周或与另一构件相比离外发动机圆周相对更近的构件的方向移动。
如在本文中所使用的,用语“侧向”或“侧向地”指与轴向和径向维度都垂直的维度。
所有的方向基准(例如,径向、轴向、近侧、远侧、上部、下部、朝上、朝下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上面、下面、竖直、水平、顺时针、逆时针)仅用于识别目的以帮助读者理解本发明,且不进行限制,具体而言不限制本发明的位置、定向、或用途。连接基准(例如,附接、联接、连接、和连结)应被广泛地构想且可包括在元件的集合之间的中间部件和在元件之间的相对移动,除非另外指示。因此,连接基准不一定指两个元件直接连接且以固定的关系连接于彼此。示例性附图仅用于例示目的,且附于其的图中反映的维度、位置、顺序和相对大小可改变。
首先参考图1,示出的是燃气涡轮发动机10的示意侧截面图。涡轮的功能为从高压和高温燃烧气体提取能量,且将该能量转变为用于功的机械能。涡轮10具有发动机入口端部12,空气在该发动机入口端部12中进入核心或推进器13中,核心或推进器13大体上由都沿发动机轴线26定位的压缩机14、燃烧器16和多级高压涡轮20限定。推进器13在操作期间共同地提供推力或功率。燃气涡轮10可用于航空、功率生成、工业、航海等。
在操作中,空气穿过发动机10的空气入口端部12进入且移动穿过至少一个压缩级,在此,空气压力增大且被引导至燃烧器16。压缩的空气与燃料混合且被焚烧,从而提供朝高压涡轮20离开燃烧器16的热燃烧气体。在高压涡轮20处,从热燃烧气体提取能量,从而引起涡轮叶片的旋转,其继而引起轴24的旋转。轴24朝发动机的前部经过,以取决于涡轮设计,继续一个或更多个压缩机级14、涡轮风扇18或入口风扇叶片的旋转。涡轮风扇18通过轴28连接至低压涡轮21且生成用于涡轮发动机10的推力。低压涡轮21还可用于提取更多能量且对另外的压缩机级供能。
关于在本文中描绘的实施例,整流罩组件30示为在高压涡轮20和低压涡轮21之间。整流罩组件30提供在高压和低压涡轮之间的流动路径。类似的构造可用在发动机的其他区域中,包括但不限于高压和低压压缩机。
现在参照图2,在透视图中描绘了整流罩组件30。本实施例的整流罩组件30位于高压涡轮和低压涡轮20, 21之间。整流罩组件30包括框架毂32,该框架毂32围绕发动机轴线26周向地延伸。在本实施例中,框架毂32示为部分周向地延伸。框架毂32可包括在一个或更多个各种直径处的表面,且包括凸缘34,该凸缘34具有多个紧固孔口36,以用于将框架毂32连接于高压涡轮20和低压涡轮21中的至少一个的结构。毂表面38沿轴向方向从凸缘34延伸,其他结构可从该毂表面38连接或延伸。框架毂32允许载荷从毂32通过各种支柱40到发动机壳体31的传递(图6)。表面38示为沿水平轴向方向从框架32的前端延伸到后端。然而,该表面38可为直线的,或者可为弯曲的,且可成角度或成锥形,以在从发动机轴线26(图1)测量的半径方面变化。
金属支柱40从表面38延伸,金属支柱40可与表面38一体地形成,可与表面38焊接、硬焊或以其他方式连结,或者备选地,可紧固于表面38。支柱40提供金属结构,该金属结构将载荷从毂32传递至发动机壳体,以用于支撑燃气涡轮发动机10的这些构件。更具体而言,毂32支撑转子(未示出)且将静态和动态发动机载荷通过支柱40传送至发动机壳体31(图6)。支柱40可由比整流罩60低阿尔法材料高的阿尔法的材料形成。支柱40可由(作为非限制性示例)镍基合金形成。如在图的右侧示出的,支柱40被绘制为与毂32的备选周向位置相比,移除了整流罩60。金属支柱40包括多个突片42,突片42从金属支柱40的上端延伸,以用于连接于发动机壳体31(图6)。突片42可直接从支柱40延伸,或者可连接于支架48,该支架48定位在金属支柱40的端部处。该支架48提供可移除的结构,该结构在将整流罩60应用在支柱40上方之后定位在金属支柱40上。支架48成形为围绕支柱40的上周边延伸。突片42从支架48延伸,以用于连接于发动机壳体或其他结构。
支柱包括在径向内侧端部50和外侧端部(突片42和支架48位于该外侧端部处)之间延伸的第一侧表面44和第二侧表面46。表面44、46在前缘52处汇合,且轴向地延伸到后缘54。表面44、46可在形状方面弯曲,以形成翼型件。金属支柱40可为实心的、中空的或部分中空的,且可包括一个或更多个通路,以用于冷却空气移动穿过金属支柱40的内侧。金属支柱40确定大小为向上移动穿过整流罩60。整流罩60在热生长和膨胀或热收缩时期间可相对于支柱40沿径向和轴向方向移动。因热膨胀导致的生长可沿任何方向。
整流罩60定位在金属支柱40上方,整流罩60保护支柱40免受热气体,且其还提供在高压涡轮20和低压涡轮21之间的流动路径。整流罩60由金属支柱40支撑,且可由与金属支柱40不同的材料形成,使得整流罩60材料具有低热膨胀系数,且因此具有与金属支柱40不同的热膨胀速率。根据一些示例,第二材料可为具有期望的热特性,但不具有与金属支柱40一样的载荷承载能力的陶瓷复合物、陶瓷基质复合物或其他轻质材料。
整流罩60可由各种低延性和低热膨胀系数的材料构造,包括但不限于陶瓷基质复合物(CMC)。一般来说,CMC材料包括陶瓷纤维,例如碳化硅(SiC),其形态由诸如氮化硼(BN)的顺应性材料涂布。纤维在陶瓷类型的基质中被涂布,陶瓷类型基质的一个形态为碳化硅(SiC)。典型地,整流罩60可由其他低延性、具有高温能力的材料构造。CMC材料大体上具有小于或等于1%的室温拉伸延性,这在本文中用于限定低拉伸延性材料。一般来说,CMC材料具有在大约0.4%到大约0.7%的范围中的室温拉伸延性。
CMC材料具有如下特性,其中,在与纤维的长度平行的方向(“纤维方向”)上的材料拉伸强度比在垂直方向上的拉伸强度强。该垂直方向可包括基质、层间、第二或第三纤维方向。各种物理性质还可在纤维和基质方向之间不同。
整流罩60包括内带62、外带64和导叶66,导叶66是大体上中空的,以允许金属支柱40穿过其的定位。内带62可具有直线的表面,或者可具有曲线的表面,使得内带62的表面可完全轴向地延伸,或相对于发动机轴线26与径向和轴向构件成角度。在本实施例中,组件30位于高压涡轮20和低压涡轮21之间。由于低压涡轮21从发动机的中心线26延伸比高压涡轮20远的径向距离,故内带62从内带62的前端部到后端部当沿该部分轴向地移动时在径向尺寸方面增大。内带62包括两个侧向边缘78、80,它们在该部分的前端部和后端部之间延伸。这些边缘78、80可相对于轴向维度成角度,使得前端部处的内带62的周向长度比该部分的后端部处的周向距离小。当从上方或下方看时,这为带62、64提供截头圆锥形状。然而,边缘78、80也可平行于发动机轴线26。多个凸缘79沿侧向边缘78、80定位且从其悬垂。凸缘79允许连接邻近的整流罩60,以便提供由多个整流罩限定的周向地延伸的完整结构。凸缘79还提供用于连接挠曲支架90的位置,支架90将整流罩60连接于框架毂表面38。
外带64与内带62相对地定位,外带64包括侧向边缘70、72。内带62的前端部可具有第一周向长度,且外带64的后端部可具有更大的第二周向长度,使得外带64与内带62类似,当从上方看时具有截头圆锥形状。然而,可采用其他形状,且该说明仅是示例性的。外带64可沿完全轴向的方向延伸,或者可与内带62一样在距离发动机中心线26的径向距离方面变化。因此,外带64可具有直线地延伸的表面,或者可在前端部和后端部之间曲线地移动。
外带64包括沿侧向边缘70、72定位的凸缘76。这允许在外带64区域处的邻近整流罩60之间的类似于内带62处的设计的连接。连接可螺接在一起,以用于在维护程序期间或者在带损坏且需要替换时移除。凸缘76允许在切向方向上的螺接连接。
导叶66在外带64与内带62之间延伸。导叶66具有在前缘52和后缘54之间的大体上翼型件状的形状。中空导叶66允许金属支柱40穿过其定位。导叶66、内带62和外带64由诸如陶瓷基质复合物(作为非限制性示例)的低热膨胀材料形成。在操作期间,金属支柱40的生长速率可与整流罩60不同。结果,两个部分在其间将具有相对移动。本组件30允许整流罩60可增长与金属支柱40不同的速率,而不伤害组件30。
为了适应和补偿该不同的相对生长,当发动机10被冷却或是冷的时,挠曲支架90在整流罩60上施加偏置力。而且,当发动机处于高得多的操作温度时,挠曲支架90允许在操作期间整流罩60的在相对于金属支柱40的径向方向上的生长。
现在参照图3,描绘了整流罩组件30的分解组件视图。在图的左端处开始,多个整流罩60示为被从金属支柱40移除。内带62中的各个具有凸缘79,凸缘79连接于邻近的整流罩60的邻近凸缘79。内带62、导叶66和外带64形成为使得导叶66的中空内部67可接收从框架毂32延伸的金属支柱40。在所示的实施例中,支架43(包括突片42)已经在外端处定位在金属支柱40上。然而,在实际中,整流罩60必须定位在支柱40和支架43上方(包括在整流罩60适当地定位之后随后添加的突片42)。该构造允许载荷通过支柱40从毂32传递至发动机壳体。该构造限制在由低阿尔法材料形成且具有比金属支柱40低的强度的整流罩60上的重量和动态发动机载荷。
如之前简要地论述的,挠曲支架90用于将整流罩60连接于框架毂32。具体而言,支架90沿邻近的较低凸缘79连接于整流罩60,且向下延伸到框架毂表面38,以用于穿过孔口39的连接。挠曲支架90当发动机是冷的时在整流罩60上提供偏置力。此外,挠曲支架90当整流罩60在发动机操作期间沿径向方向生长时挠曲,以适应此种生长。因此,在支柱40在操作期间热生长时,整流罩60可沿金属支柱40的长度在径向方向上一定程度地“浮动”。
可挠曲的支架90包括至少一个前端部凸缘92,该前端部凸缘92连接于整流罩60的凸缘79。前端部凸缘92可具有两个凸缘,这两个凸缘夹在两个邻近的凸缘79上,以将邻近的整流罩60固持在一起。弹簧区段96、97从凸缘92延伸,弹簧区段96、97在整流罩60上提供偏置力。至少一个毂凸缘94在支架90的凸缘92的第二端部处。毂凸缘94包括紧固孔口,该紧固孔口允许借助于孔口39对支架90和框架毂表面38的紧固或螺栓连接。本实施例包括两个凸缘94,在弹簧区段96、97的各端部处各有一个。紧固件沿径向方向经过框架毂凸缘94和孔口39。在支架90的第一端部处,凸缘92允许紧固件99相对于内带62且穿过凸缘79沿切向方向通过。支架90是大体上v形的,使得弹簧区段96、97从凸缘92处的连结部位延伸到分开的框架毂凸缘94。弹簧区段96、97在所描绘的实施例中是大体上直线的。然而,该形状还可为曲线的,或者在其它方面具有一些轮廓。弹簧区段96、97的厚度可在从前到后移动的方向上变化,但备选地,可在厚度方面变化,或者可为恒定厚度材料。此外,虽然对支架描绘的是v形状,但可使用各种其他形状,只要支架90对整流罩60施加偏置力同时允许整流罩60和金属支柱40之间的相对热生长。例如,各支架90可包括单个弹簧区段而非两个。
现在参照图4,在侧视图中描绘了整流罩组件30。发动机壳体31在整流罩60的上端部处,金属支柱40连接于该发动机壳体31。该连接允许从框架毂32通过支柱40(其为较高强度材料)传递载荷且传递到发动机壳体31上。整流罩60在发动机壳体31的下方,整流罩60具有中空内部,从而允许金属支柱40穿过其通过。在下带或内带62,示出凸缘79且第一支架凸缘92连接于凸缘79。挠曲支架90延伸至框架毂32,且具体而言,延伸至表面38。孔口39在框架毂表面38内。紧固件99延伸穿过第二支架凸缘94且穿过孔口39,以连接结构。类似,紧固件组件延伸穿过第一凸缘92和整流罩60的内带62。
附图示出挠曲支架90(具体而言弹簧区段96)的变化。该结构用实线示为处于第一位置,其中,发动机10处于冷的条件,且整流罩60具有较短的径向长度且框架毂32距整流罩60较远。在第二位置中,在较高的操作温度下,由较高阿尔法材料形成的框架毂32将在比整流罩60的速率大的速率下膨胀。结果,框架32将在径向方向上膨胀至少一些量,且导致支架90的挠曲。然而,与生长速率方面的差异无关,可挠曲的支架90维持在整流罩60与框架毂32之间的连接,同时允许整流罩60相对于金属支柱40的相对生长。
参照图5,邻近的整流罩60的上透视图示为描绘沿各整流罩的侧向边缘70、72的连接。整流罩60包括外带64、内带62和在内带和外带62、64之间延伸的导叶66。各导叶66是中空的,具有中空内部67,使得金属支柱40可穿过其。
凸缘76在外带64的侧向边缘70、72处,凸缘76沿基本上轴向的方向延伸。凸缘76允许邻近的外带64的连接,以限定围绕发动机轴线26延伸的周向结构。凸缘76包括多个凸起的安装件77。安装件77允许单个螺栓连接以将整流罩60的邻近的边缘紧固在一起。期望在这些区域中提供紧密的连接,以消除例如外带64上方的非流动路径空气在邻近的外带64之间经过且进入外带64和内带62之间的流动路径区域。此外,紧固组件81中的各个包括间隔件82,间隔件82具有热膨胀系数。间隔件82中的该高热膨胀系数材料相对于螺栓或紧固件中心线沿轴向方向生长,以便当发动机被加热至操作温度时维持在凸缘76上的夹紧力。此外,间隔件82材料当发动机处于冷的条件中时对紧固件组件81维持充足的夹紧力。
在整流罩60的前端部处,提供多螺栓安装件84。安装件允许在所有操作条件下的360度连接,以便减少泄漏。此外,多螺栓安装件84由于有限元分析而被定位在所示的部位中。该分析指示,在停转条件中,整流罩上的载荷在配置有多螺栓安装件84的部位处增大。因此,多螺栓安装件84用在这些部位中以补偿此种载荷。在别处,单螺栓安装件可用于减轻重量。前安装件84包括间隔件85,间隔件85确定大小为具有比间隔件82大的表面面积。间隔件85也由比紧固件组件81的热膨胀系数大的高热膨胀系数材料形成。间隔件85大体上是多边形形状的,但具有弯曲的角部,以便匹配双安装件凸缘84的形状。这提供用于夹紧的更大的表面面积,且通过与安装件77和间隔件82相比增大被夹紧的表面面积来减少在CMC上的压力。此外,多紧固件组件81还提供从整流罩组件的非流动路径侧到流动路径侧、在内带和周围带62、64之间的泄漏的改善的抑制。
参照图6,凸缘79被描绘为在邻近的内带62之间延伸。内凸缘79包括多个单紧固件安装件77和多紧固件安装件84。间隔件85邻近紧固件安装件84,间隔件85形成为匹配凸缘79的多紧固件安装件84的轮廓。如前所述,期望的功能是消除从整流罩60的非流动路径侧到流动路径侧、在内带和外带62、64之间的空气泄漏。凸缘79还包括至少一个单紧固件安装件77。紧固件组件81包括间隔件82,间隔件82是圆柱形的,且不具有增大表面面积以用于改善对安装件77的夹紧的任何形状。
多紧固件安装件84还位于组件的前端部处。安装件84的前端部包括两个间隔件85,这两个间隔件85如前所述地由高热膨胀系数材料形成。间隔件85的后方是用于将支架90安装于内带62的部位。因此,可挠曲的支架90,具体而言,支架凸缘92与紧固件组件81接合,以在内带62的前端部处对凸缘79提供夹紧力。
现在参考图7,描绘了备选实施例,其中,所有的凸缘179、176为单螺栓类型组件。外带64上的上凸缘包括多个单螺栓安装件177。此外,内带62的下凸缘179也包括多个单紧固件安装件177。应该理解的是,单紧固安装件77、177可单独使用,或是与前述实施例的多紧固件安装件84组合地使用。
现在参照图8,描绘了备选凸缘布置的从后向前看的端视图。该实施例规定内带和外带62、64具有唇缘类型凸缘176。凸缘176径向地延伸,且周向地转动,以形成抓握空间。夹子182由紧固件组件181连接。夹子182可由单件材料形成,该单件材料大体上是U形的,或者备选地,如所描绘的,可由以已知的方式或以备选的布置紧固在一起的多个件形成。本实施例182包括第一腿部183和第二腿部185,它们接合所述凸缘176,以夹紧内带和外带62、64。间隔件182可由高热膨胀系数材料形成,该高热膨胀系数材料当发动机发热时维持夹紧力,且此外具有比紧固件组件181高的阿尔法。因此,夹子182与紧固件组件181在螺栓或紧固件的轴向方向上延伸的相比延伸更多。可利用该夹子构思,因为其具有减小的凸缘高度,且允许相对容易的安装。所描绘的实施例在端视图或截面图中是U形的。然而,参照图9,描绘了备选实施例,其中两个结构281、282用于形成夹子。结构281、282可如图所示地向上延伸,且向内朝连结处的中央转动以用于紧固,使得该结构如图所示具有大体上Y形的构造。
现在参照图10,描绘了备选的挠曲支架布置,其中,支架190可安装在整流罩的上端部处,以提供对发动机壳体的偏置,且对金属发动机壳体与具有较低的热膨胀系数的整流罩之间的不同热生长速率提供一定量的补偿。支架190如在前述实施例中一样在径向方向上提供偏置力,但位于不同的部位。此外,本领域技术人员应当理解的是,支架190可如所描绘地用在整流罩的下端部或上端部或二者处。
出于例示目的,已呈现了本发明的若干实施例的前述描述。这些示例不意图为详尽的或将本公开限制于所公开的精确步骤和/或形式,且明显地,鉴于上面的教导,许多更改和变化是可能的。意图通过所附的权利要求限定本发明的范围和所有的等同物。
Claims (20)
1.一种整流罩组件(30),包括:
框架毂(32),其从壳体(31)径向向内地间隔开;
金属支柱(40),其从所述框架毂(32)径向向外朝所述壳体(31)延伸;
整流罩(60),其由低热膨胀系数材料形成,所述整流罩(60)在所述壳体(31)与所述毂(32)之间延伸且配置在所述金属支柱(40)的上方;
所述整流罩(60)由挠曲支架(90)沿径向方向偏置,所述挠曲支架(90)补偿所述整流罩(60)与所述框架毂(32)和所述壳体(31)中的一者之间的相对热生长。
2.根据权利要求1所述的整流罩组件(30),其特征在于,还包括在外带(64)和内带(62)处的凸缘(34)。
3.根据权利要求2所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述凸缘(43)具有单紧固件安装件(77)。
4.根据权利要求3所述的整流罩组件(30),其特征在于,还包括至少一个多紧固件安装件(84)。
5.根据权利要求4所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述多紧固件安装件(84)包括间隔件(82),该间隔件(82)由热膨胀系数比延伸穿过其的紧固件高的材料形成。
6.根据权利要求5所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述间隔件(82)具有匹配所述多紧固件安装件的轮廓的形状。
7.根据权利要求1所述的整流罩组件(30),其特征在于,还包括连接于所述整流罩(60)的夹子组件(182)。
8.根据权利要求7所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述夹子组件(182)将所述整流罩(60)连接于邻近的整流罩(60)。
9.根据权利要求8所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述夹子组件(182)是U形的。
10.根据权利要求8所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述夹子组件(282)是Y形的。
11.根据权利要求1所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述整流罩(30)包括内带(62)、外带(64)和在所述内带(62)和外带(64)之间延伸的中空翼型件(66)。
12.根据权利要求11所述的整流罩组件(30),其特征在于,还包括周向地布置在所述框架毂(32)和壳体(31)之间的多个整流罩(60)。
13.根据权利要求12所述的整流罩组件(30),其特征在于,邻近的整流罩(60)由紧固组件(181)连接。
14.根据权利要求13所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述紧固组件(181)相对于所述整流罩(60)切向地延伸。
15.根据权利要求13所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述紧固组件(181)包括螺栓和至少一个间隔件(85)。
16.根据权利要求15所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述至少一个间隔件(85)由具有比所述螺栓高的热膨胀系数的材料形成。
17.根据权利要求13所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述整流罩(60)包括从内带(62)延伸的至少一个凸缘(76)。
18.根据权利要求13所述的整流罩组件(30),其特征在于,所述整流罩(60)包括从外带(64)延伸的至少一个凸缘(76)。
19.根据权利要求18所述的整流罩组件,其特征在于,还包括连接于所述外带(64)的所述挠曲支架(90)。
20.根据权利要求19所述的整流罩组件,其特征在于,所述挠曲支架(90)限定在所述整流罩(60)与所述框架毂(32)之间的可挠曲的连接。
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Legal Events
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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