專(zhuān)利名稱(chēng)：用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的靜子葉片組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜子組件，更具體地涉及一種低壓壓縮機(jī)的出口靜子組件，其與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的整圈型外環(huán)(full hoop outershroud)壓力容器接口。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括軸向地延伸穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件。靜子組件與轉(zhuǎn)子組件徑向地間隔開(kāi)，并包括圍繞著轉(zhuǎn)子組件的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。在殼體內(nèi)限定了用于工作介質(zhì)氣體的流動(dòng)路徑。該流動(dòng)路徑通常在靜子組件和轉(zhuǎn)子組件之間軸向地延伸。
轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子葉片的陣列。轉(zhuǎn)子葉片陣列徑向向外橫穿過(guò)工作介質(zhì)流動(dòng)路徑而延伸到殼體的附近。靜子葉片組件的陣列與轉(zhuǎn)子葉片的陣列交錯(cuò)地設(shè)置。靜子葉片從殼體中橫穿過(guò)工作介質(zhì)流動(dòng)路徑而向內(nèi)延伸至轉(zhuǎn)子組件的附近，從而在轉(zhuǎn)子葉片排放工作介質(zhì)氣體時(shí)引導(dǎo)這些氣體。
出口靜子葉片組件通常包括多個(gè)靜子葉片、外殼和內(nèi)殼，它們?cè)谥芟蛏蠂@著工作介質(zhì)流動(dòng)路徑而延伸。傳統(tǒng)的靜子葉片組件使用了帶孔的鋁制外環(huán)，其容納了穿過(guò)外環(huán)的葉尖，并提供用于供橡膠封口膠來(lái)密封的表面區(qū)域。橡膠封口膠在流動(dòng)路徑和中間殼體的核心腔室(core compartment)區(qū)域之間提供了密封。外環(huán)由位于后部的中間殼體提供支撐，并可通過(guò)卡口連接件而徑向地“浮動(dòng)”。
外環(huán)的材料通常不同于靜子葉片與連接件接口的材料。為了使重量/成本和材料與鋁制放氣管相匹配，外環(huán)通常由鋁制成，而靜子組件的其它部件由鈦制成以提高強(qiáng)度。鈦和鋁具有不同的熱增長(zhǎng)，在工作期間因溫度漂移而產(chǎn)生的尺寸變化必須在外環(huán)與放氣管的接口處得到吸收。也就是說(shuō)，外環(huán)部分可產(chǎn)生彎曲或撓曲，以便通過(guò)偏轉(zhuǎn)來(lái)控制應(yīng)力水平和接觸載荷。傳統(tǒng)的帶孔外環(huán)裝置雖然有效，然而無(wú)法在現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)有效地耐受高壓和高溫的環(huán)境。
某些外環(huán)具有形成了不間斷容器的整圈的幾何形狀，其可耐受先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的典型高壓和高溫環(huán)境。然而，整圈設(shè)計(jì)可能過(guò)于剛硬，以至于不能通過(guò)外環(huán)的韌性來(lái)進(jìn)行傳統(tǒng)的應(yīng)力控制。迄今為止，整圈型外環(huán)的安裝需要有比較復(fù)雜的連接裝置，其限制了在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的某些區(qū)域上使用整圈型外環(huán)。
因此，需要提供一種帶有整圈型外環(huán)的靜子組件，其可滿(mǎn)足一般對(duì)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝、泄漏、耐用性和熱致偏轉(zhuǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的低壓壓縮機(jī)的出口靜子組件包括安裝在整圈型外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間的多個(gè)葉片。外環(huán)支撐于中間殼體結(jié)構(gòu)上，并可通過(guò)卡口連接件而徑向地浮動(dòng)。內(nèi)環(huán)用螺栓固定在中間殼體上。外環(huán)由鋁制成，而內(nèi)環(huán)由鈦制成。鈦和鋁具有不同的熱增長(zhǎng)，在工作期間因溫度漂移而產(chǎn)生的尺寸變化可在外環(huán)與放氣管的接口處通過(guò)設(shè)于外環(huán)與放氣管接口之間的密封件而被吸收。密封件可調(diào)節(jié)熱失配。
因此，本發(fā)明提供了一種帶有整圈型外環(huán)的靜子組件，其可滿(mǎn)足一般對(duì)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝、泄漏、耐用性和熱致偏轉(zhuǎn)的要求。


從下面對(duì)當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。與下述詳細(xì)描述一起給出的附圖的簡(jiǎn)介如下
圖1是本發(fā)明的示例性燃?xì)廨啓C(jī)的通用截面視圖；圖2是圖1所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓縮機(jī)部分的展開(kāi)截面視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的靜子組件的示意性正面視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的出口靜子組件的展開(kāi)截面視圖；和圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一靜子組件的展開(kāi)截面視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意性的通用截面視圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10形成在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線(xiàn)A的周?chē)?，發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部分可圍繞中心線(xiàn)A旋轉(zhuǎn)。通常來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括風(fēng)扇部分12、低壓壓縮機(jī)部分(LPC)14、高壓壓縮機(jī)部分(HPC)16、燃燒室部分18、高壓渦輪部分20以及低壓渦輪部分22。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在所示實(shí)施例中公開(kāi)了一種特定的裝置，然而其它裝置也可受益于本發(fā)明，包括用于發(fā)電和飛機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)。
參見(jiàn)圖2，低壓壓縮機(jī)部分14包括交錯(cuò)布置的旋轉(zhuǎn)翼型或葉片24和靜止翼型或葉片26的行。一個(gè)葉片組件26是低壓壓縮機(jī)(LPC)的出口靜子組件26a，其也稱(chēng)為“第四”級(jí)。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在所示實(shí)施例中公開(kāi)了一種特定的葉片，然而任何葉片均可受益于本發(fā)明。
LPC出口靜子組件26a安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)10的中間殼體結(jié)構(gòu)28和放氣管結(jié)構(gòu)30之間。放氣管結(jié)構(gòu)30形成了核心腔室32和放氣管33。
低壓壓縮機(jī)的出口靜子組件26a提供了用于高溫和高壓發(fā)動(dòng)機(jī)的核心氣流的流動(dòng)過(guò)渡通道，該氣流離開(kāi)LPC14，穿過(guò)由中間殼體結(jié)構(gòu)28所形成的過(guò)渡管道34，并進(jìn)入到HPC16中。
LPC出口靜子組件26a包括安裝在整圈型外環(huán)34和內(nèi)環(huán)36之間的多個(gè)葉片26s(也由圖3的正面視圖示出)。葉片26s連接在整圈型外環(huán)34和內(nèi)環(huán)36之間。應(yīng)當(dāng)理解，在這里用語(yǔ)“整圈”定義為不間斷的部件，使得葉片不會(huì)象在傳統(tǒng)靜子組件中那樣穿過(guò)形成于外環(huán)中的孔。
外環(huán)34在LPC14和中間殼體的核心腔室32之間形成了流動(dòng)路徑的邊界。低壓壓縮機(jī)的出口靜子組件26a與放氣管33之間的接口可能是潛在的泄漏通道，其需要可靠的密封以防止空氣損耗和發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降。
整圈型外環(huán)34為L(zhǎng)PC出口靜子組件26a提供了壓力容器。外環(huán)34優(yōu)選由鋁制成，而內(nèi)環(huán)36優(yōu)選由鈦制成。鈦和鋁具有不同的熱增長(zhǎng)，在工作期間因溫度漂移而產(chǎn)生的尺寸變化可在外環(huán)34與放氣管30的接口處得到吸收。密封件38(圖4)優(yōu)選可調(diào)節(jié)熱失配。密封件38優(yōu)選是偏轉(zhuǎn)性能較高的密封件，例如由美國(guó)加利福尼亞州GardenGrove的Saint-Gobain公司生產(chǎn)的“Omni Seal”，其可吸收熱致?lián)锨?，并為相鄰的結(jié)構(gòu)30，34提供最小磨損的密封。
外環(huán)34通過(guò)卡口緊固件40而支撐在中間殼體結(jié)構(gòu)28上。內(nèi)環(huán)46通過(guò)緊固件42如螺栓而安裝在中間殼體結(jié)構(gòu)28上。密封件38設(shè)于外環(huán)34和放氣管結(jié)構(gòu)30(也示于圖4中)之間，以便調(diào)節(jié)它們之間的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
參見(jiàn)圖4，通過(guò)限位件44和螺紋緊固件46的裝置來(lái)固定LPC出口靜子組件26a的密封件38。螺紋緊固件46螺紋式擰入到外環(huán)34中，從而將密封件夾持在限位件44和外環(huán)34之間。緊固裝置允許對(duì)密封件進(jìn)行維修和更換。密封件38具有通?！癠”形或“V”形的形狀，使其開(kāi)口端優(yōu)選與形成于外環(huán)34中的凸緣48相接合。
參見(jiàn)圖5，密封件38也可通過(guò)鉚接卡環(huán)50來(lái)固定，卡環(huán)50設(shè)置成穿過(guò)外環(huán)34’。外環(huán)34’提供了臺(tái)架52，通過(guò)它便可容納鉚接卡環(huán)50，從而將密封件38固定在鉚接卡環(huán)50和凸緣48之間。
應(yīng)當(dāng)理解，相對(duì)位置的用語(yǔ)如“向前”、“向后”、“上面”、“下面”、“之上”、“之下”等是針對(duì)承載物的正常工作位置而言的，不應(yīng)將其認(rèn)為是限制性的。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然在所示實(shí)施例中公開(kāi)了一種特定的部件裝置，然而其它的裝置也可受益于本發(fā)明。
上述描述是示例性的，并非受限于其中。根據(jù)上述知識(shí)便可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行許多修改和變化。在上文中已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進(jìn)行一些修改。因此應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可通過(guò)不同于上述的方式來(lái)實(shí)施。出于此原因，應(yīng)當(dāng)研究所附的權(quán)利要求來(lái)確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種靜子組件，包括外環(huán)；內(nèi)環(huán)；安裝在所述外環(huán)和所述內(nèi)環(huán)之間的多個(gè)葉片；和安裝在所述外環(huán)上的密封件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述外環(huán)包括整圈型的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述外環(huán)是不間斷的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述外環(huán)由鋁制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)由鈦制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述外環(huán)安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的中間殼體結(jié)構(gòu)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述多個(gè)葉片設(shè)置在位于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓縮機(jī)部分和高壓壓縮機(jī)部分之間的過(guò)渡管道的上游。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述密封件設(shè)置在所述外環(huán)的外徑的周?chē)?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的靜子組件，其特征在于，所述組件還包括限位件，其將所述密封件夾持在所述限位件和所述外環(huán)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜子組件，其特征在于，所述組件還包括鉚釘，其將所述密封件夾持在從所述外環(huán)中延伸出來(lái)的凸緣上。
11.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括中間殼體結(jié)構(gòu)；放氣管結(jié)構(gòu)；安裝在所述中間殼體結(jié)構(gòu)上的外環(huán)；安裝在所述中間殼體上的內(nèi)環(huán)；安裝在所述外環(huán)和所述內(nèi)環(huán)之間的多個(gè)葉片；和安裝在所述外環(huán)上的密封件，所述密封件與所述放氣管結(jié)構(gòu)相接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述外環(huán)包括整圈型的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述外環(huán)是不間斷的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述密封件在所述放氣管結(jié)構(gòu)內(nèi)密封了一個(gè)腔室。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)葉片設(shè)置在位于所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓縮機(jī)部分和高壓壓縮機(jī)部分之間的過(guò)渡管道的上游。
全文摘要
一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓壓縮機(jī)出口靜子組件，其包括位于整圈型的外環(huán)和內(nèi)環(huán)之間的多個(gè)葉片。外環(huán)和內(nèi)環(huán)安裝在中間殼體結(jié)構(gòu)上。密封件設(shè)于外環(huán)和放氣管結(jié)構(gòu)之間，以便調(diào)節(jié)熱增長(zhǎng)的失配。
文檔編號(hào)F01D5/00GK1648417SQ20041010498
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者M·A·塞爾瓦迪奧, R·B·理查森 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司