專利名稱：增壓器燃料導(dǎo)管襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是根據(jù)美國海軍授予的合同N00019-02-C-3003在美國政府支持下進(jìn)行的。美國政府對本發(fā)明享有特定權(quán)利。
本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機，特別涉及渦輪發(fā)動機增壓器(augmentor)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)上后燃室或推力增壓器是公知的。存在多種結(jié)構(gòu)。在典型的結(jié)構(gòu)中，來自渦輪的廢氣在增壓器中心體上通過。附加燃料緊貼中心體引入并進(jìn)行燃燒以提供附加推力。在某些結(jié)構(gòu)中，增壓器中心體與渦輪中心體集成。在另一些結(jié)構(gòu)中，增壓器中心體通過環(huán)繞二者之間的環(huán)形空間的管道與渦輪中心體分離。美國專利5,685,140和5,385,015顯示了示范性的集成式增壓器。
中心體可以包含用來作為燃燒源的燃燒室。為了引入附加燃料，在基本徑向延伸的葉片內(nèi)定位多個噴油管。導(dǎo)向器緊貼尾錐體的上游端。作為備選或附加方案，對于燃燒室可以在這些葉片的相關(guān)葉片內(nèi)定位多個點火器，以便點燃附加燃料。葉片的后緣可以作為用于在中心體周圍的流路上分配火焰的火焰穩(wěn)定器元件。
與之獨立地，電石墨碳(electro-graphitic carbon)已經(jīng)發(fā)展為用于各種用途。美國早期公開20050084190A1公開了由電石墨碳制成的可變?nèi)~片內(nèi)徑(ID)襯套。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的一方面涉及一種渦輪發(fā)動機增壓器。在從上游到下游的氣體流路中定位中心體。在中心體外側(cè)的氣體流路內(nèi)定位多個葉片。增壓器燃料導(dǎo)管經(jīng)第一葉片延伸以向中心體輸送燃料。電石墨碳襯套導(dǎo)引并支撐增壓器燃料導(dǎo)管。
在下文的附圖和描述中闡述了本發(fā)明的一個或多個實施例的細(xì)節(jié)。從該描述和附圖以及從權(quán)利要求中本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點顯而易見。


圖1是飛機動力裝置的示意性縱向截面示意圖；圖2是圖1的動力裝置的增壓器的后視圖；圖3是增壓器燃料供應(yīng)導(dǎo)管的外側(cè)端示意圖；圖4是沿4-4線的圖3的導(dǎo)管的截面示意圖；在各附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實施例方式
圖1顯示了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機10，其從上游到下游并從前到后包括風(fēng)扇11、壓縮機12、燃燒器14、渦輪16以及增壓器18。進(jìn)入風(fēng)扇11的空氣在中心氣流20和支路氣流22之間進(jìn)行分流。中心氣流200沿最初通過壓縮機12并隨后通過燃燒器14和渦輪16的路徑傳輸。最后，中心氣流20通過增壓器18，在此選擇性添加附加燃料19、與氣流20混合并燃燒以便向氣流20增加更多的能量，并因而從發(fā)動機噴嘴24射出更大的推力。因而，中心氣流20可以描述為沿基本平行于發(fā)動機10并經(jīng)過壓縮機12、燃燒器14、渦輪16以及增壓器18的軸線26的路徑傳輸。支路空氣22同樣沿平行于發(fā)動機10的軸線26的路徑傳輸，通過沿發(fā)動機10外圍的環(huán)狀套管28，以便在噴嘴24或靠近噴嘴24處與氣流20合并。
增壓器包括基本繞軸線26對稱并形成為發(fā)動機中樞的一部分的中心體30。示范性中心體具有主要部分32和其下游的尾錐體34。周向排布的葉片36具有前端37和末端38，并且在中心體30和渦輪排氣室(TEC)40之間基本呈徑向延伸。各葉片可以是前主體部分42和后緣箱44的組裝件。該葉片具有周向相對的第一和第二側(cè)46和48(圖2)。后緣箱44可以容納用以引入附加燃料19的噴油管(在下文中討論)。中心體可容納用以燃燒燃料的燃燒室50，以便轉(zhuǎn)而開始燃燒燃料19。燃燒室50和噴油管可以由經(jīng)或沿一個或多個葉片延伸到中心體的一個或多個供應(yīng)導(dǎo)管(未示出)供油。如迄今為止所描述的，該發(fā)動機結(jié)構(gòu)可以是本教導(dǎo)所適用的多種現(xiàn)有發(fā)動機結(jié)構(gòu)中的一種。然而，該教導(dǎo)同樣適用于不同的發(fā)動機結(jié)構(gòu)。
圖3顯示了安裝于TEC 40的供應(yīng)導(dǎo)管60的外側(cè)端部。該導(dǎo)管具有用于與上游供應(yīng)導(dǎo)管(未圖示)的下游端配合的外側(cè)端凸緣62。導(dǎo)管60的柱狀主體部分64由襯套66支撐。襯套66轉(zhuǎn)而支撐在沿配合/分割平面72配合的一對支架68和70之間。支架分別具有套圈/軸套部分74、76以及從套圈/軸套部分的外側(cè)端延伸的安裝耳78、80。
支架68和70具有成對的從相關(guān)套圈/軸套部分74、76的邊緣延伸并沿平面72相遇的安裝耳82、84和86、88。各安裝耳通過緊固件(例如，螺栓/螺母90和92)固定在其它支架的相對安裝耳上。支架68和70轉(zhuǎn)而分別通過螺栓100和102固定到支撐支架94和96上。支架94和96轉(zhuǎn)而安裝在渦輪排氣室40上。
示范性襯套66沿分割平面104縱向分成第一和第二工件106和108(圖4)。圖4進(jìn)一步顯示了襯套具有由圓柱形管狀主體114連接的外側(cè)端和內(nèi)側(cè)端凸緣110和112。在示范性實施方式中，襯套分割平面104與支架分割平面72不重合的(例如，非平行)。襯套具有與導(dǎo)管部分64處于滑動接合的圓柱形內(nèi)表面116。襯套主體114的側(cè)向外表面118可以與組合支架68和70的軸套部分74和76的內(nèi)側(cè)面120接觸。軸套部分74和76與凸緣110和112的相鄰表面的接合使襯套縱向夾持在支架68和70上。
圖4進(jìn)一步顯示了由導(dǎo)管體部分64和襯套66共用的中心縱軸線120。在示范性實施例中，襯套和導(dǎo)管之間的滑動接合允許沿軸線120的相對平移以及繞軸120的相對轉(zhuǎn)動。特別是，振動以及不同熱膨脹可能產(chǎn)生這種導(dǎo)管相對TEC 40(并且因而相對支架68和70以及襯套66)的平移和轉(zhuǎn)動。軸線120可以與發(fā)動機的局部徑向方向重合或者略微非徑向(例如，以便允許導(dǎo)管60在相關(guān)葉片內(nèi)適當(dāng)定位)。
示范性襯套基本包括電石墨碳。這種材料被認(rèn)為相對于與襯套相互作用的導(dǎo)管材料(鎳基超合金)具有優(yōu)先磨損的有利組合。除了對配合細(xì)節(jié)的優(yōu)先磨損，用于磨損元件的電石墨材料可以在磨損界面沉積一薄層石墨。這種沉積物還可以用于進(jìn)一步減小磨損率。此外，電石墨碳相對用于其它應(yīng)用的聚合物以及非金屬的犧牲磨損材料具有有利的溫度穩(wěn)定性。
備選實施方式可以不采用單晶電石墨碳結(jié)構(gòu)。例如，襯套可以具有其它材料(例如金屬)的結(jié)構(gòu)芯或者可以具有例如覆層的附加層。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個或多個實施例，但應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種修改。因而其它實施例在后續(xù)權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦輪發(fā)動機增壓器，包括位于從上游到下游的氣體流路內(nèi)的中心體；定位在所述中心體的外側(cè)氣體流路內(nèi)的多個葉片；經(jīng)所述葉片的第一葉片延伸以便向所述中心體輸送燃料的增壓器燃料導(dǎo)管；以及導(dǎo)引所述增壓器燃料導(dǎo)管的電石墨碳襯套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機增壓器，其特征在于所述增壓器燃料導(dǎo)管向所述中心體內(nèi)的燃燒室輸送所述燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機增壓器，其特征在于所述增壓器燃料導(dǎo)管向所述中心體內(nèi)的噴油管歧管輸送所述燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機增壓器，其特征在于所述襯套為分開式襯套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機增壓器，其特征在于所述襯套為縱向分開式襯套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機增壓器，其特征在于所述襯套具有第一和第二端凸緣。
7.一種采用電石墨碳材料相對于靜態(tài)結(jié)構(gòu)來支撐渦輪發(fā)動機增壓器燃料導(dǎo)管的用法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用法，其特征在于所述電石墨碳材料與所述燃料導(dǎo)管處于縱向滑動接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用法，其特征在于所述電石墨碳材料與所述燃料導(dǎo)管處于縱向且可轉(zhuǎn)動的滑動接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用法，其特征在于所述電石墨碳材料形成為縱向分開式襯套。
11.一種用于改進(jìn)具有葉片和中心體的渦輪發(fā)動機增壓器或改進(jìn)所述增壓器結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括增設(shè)包含電石墨碳的新型襯套來支撐所述增壓器的燃料管線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述新型襯套增設(shè)在舊襯套的位置處，所述舊襯套不包含電石墨碳。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述新型襯套增設(shè)到固定安裝的位置處。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述新型襯套增設(shè)到金屬對金屬的滑動配合安裝的位置處。
全文摘要
一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機增壓器具有位于從上游到下游的氣體流路內(nèi)的中心體。多個葉片定位在中心體外側(cè)氣體流路內(nèi)。增壓器燃料導(dǎo)管延伸通過第一葉片以便向中心體輸送燃料。電石墨碳襯套定向并支撐增壓器燃料導(dǎo)管。
文檔編號F02K3/10GK1892009SQ200610079998
公開日2007年1月10日 申請日期2006年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者M·J·穆爾多恩, M·H·哈里斯, R·T·布魯克斯, T·W·舍爾伍德 申請人:聯(lián)合工藝公司