無。
相關(guān)文獻(xiàn)的交叉引用
本申請要求享有Jason David Shapiro等人于2014年6月12日提交的標(biāo)題為“護(hù)罩吊架組件”的美國臨時(shí)專利申請第No.62/011231號的優(yōu)先權(quán),其公開通過引用而結(jié)合在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)施例涉及一種用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的護(hù)罩吊架組件。更具體地說,本實(shí)施例涉及,但不局限于具有至少一個(gè)定位銷的護(hù)罩吊架組件,定位銷用于使護(hù)罩相對于吊架組件定位。
背景技術(shù):
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括渦輪機(jī)核心,其按照串流關(guān)系具有高壓壓縮機(jī)、燃燒器和高壓渦輪(“HPT”)。核心可按照已知的方式進(jìn)行操作,以產(chǎn)生初級氣流。高壓渦輪包括成環(huán)形陣列(“排”)的固定葉片或噴嘴,其將離開燃燒器的氣體引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)的葉片或輪葉中。一排噴嘴和一排葉片總地組成了“級”。通常兩個(gè)或多個(gè)級按照串流關(guān)系來使用。這些構(gòu)件在極高的溫度環(huán)境下操作,并必須被空氣流冷卻,從而確保足夠的使用壽命。
由于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的初級流道中的操作溫度,所以需要利用具有耐高溫能力并且不需要大量冷卻空氣的材料。如果用于冷卻流道部件的空氣可減少的話,則發(fā)動(dòng)機(jī)中較高的操作溫度會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)熱效率。例如,為了在這種苛刻的溫度和壓力條件下高效地操作,提出了復(fù)合材料,因?yàn)槠溆谐浇饘俨牧系膬?yōu)良的溫度能力。具體地說,陶瓷基質(zhì)復(fù)合(CMC)材料是一種用于高溫流道應(yīng)用的理想材料。雖然CMC材料具有更高的溫度能力,但它們具有比用于支撐CMC構(gòu)件并產(chǎn)生了對CMC構(gòu)件的密封表面的金屬合金更低的熱膨脹系數(shù)。為了保持CMC材料減少冷卻空氣的優(yōu)點(diǎn),密封是極其重要的。
一種對更高溫度材料的適宜用途是渦輪護(hù)罩。然而,支撐金屬硬件(護(hù)罩吊架)存在各種已知的問題。例如,某些組件利用整體吊架構(gòu)造,其在護(hù)罩插入到護(hù)罩吊架的空腔期間發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在組裝時(shí)需要這種干涉,以保持整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中的密封,并且是由于金屬吊架和CMC護(hù)罩的膨脹系數(shù)方面的差異而引起的。然而,這種機(jī)械偏轉(zhuǎn)可能造成在護(hù)罩定位期間吊架臂的彎曲或甚至屈曲,這是不合適宜的,并且在高溫下可能造成過早的變形和泄漏。因此,需要具有一種組件,其更容易裝配并且不會(huì)造成吊架的屈曲。
需要提供一種吊架,其在形成護(hù)罩吊架組件時(shí)更容易進(jìn)行裝配。為了更好地使吊架和護(hù)罩熱匹配,同時(shí)減少吊架壁的預(yù)負(fù)載要求,還需要減少吊架應(yīng)力。
使用低的熱膨脹系數(shù)材料的另一問題是由于不同材料遭遇的不同的熱膨脹速率。根據(jù)結(jié)合金屬吊架利用這些材料的某些嘗試,在高溫條件下顯示了由于熱膨脹而產(chǎn)生的不同的生長速度導(dǎo)致了護(hù)罩在吊架中的不對準(zhǔn)或護(hù)罩在吊架中不合適宜的運(yùn)動(dòng)。這在較高的操作溫度和相關(guān)聯(lián)的熱生長下可能額外地導(dǎo)致了意外的構(gòu)件松弛。合乎需要的是,控制護(hù)罩相對于護(hù)罩吊架的運(yùn)動(dòng),使得護(hù)罩吊架不會(huì)錯(cuò)誤定位在吊架或吊架組件中。
克服這些以及其它缺陷并提供更好地管理護(hù)罩和吊架材料之間的熱差異的吊架組件也將是合乎需要的。
包含在本說明書這個(gè)背景技術(shù)部分中的信息,包括這里列舉的任何參考文獻(xiàn)和其任何描述或論述,都是僅僅出于技術(shù)參考的目的而包含進(jìn)來的,并且不被認(rèn)為是約束本發(fā)明的范圍的主題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種用于吊架和護(hù)罩的護(hù)罩吊架組件,吊架和護(hù)罩限定尺寸不相容的構(gòu)件,例如那些經(jīng)過壓配合或摩擦配合而彼此相接合的構(gòu)件。護(hù)罩吊架組件包括多件式吊架和護(hù)罩,護(hù)罩通過至少一個(gè)軸向延伸的銷而被釘在吊架組件上,并且銷使護(hù)罩相對于吊架定位,以控制相對于發(fā)動(dòng)機(jī)在周向(切向)和徑向方向的任一方向或兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)某些實(shí)施例,護(hù)罩和吊架組件包括:由第一金屬材料形成的護(hù)罩吊架,第一金屬材料具有相對較高的熱膨脹系數(shù),護(hù)罩吊架具有前吊架部分和后吊架部分,護(hù)罩吊架具有位于前和后吊架部分之間的空腔;由第二材料形成的護(hù)罩,第二材料具有比第一材料相對較低的熱膨脹系數(shù),護(hù)罩設(shè)置在前吊架部分和后吊架部分之間的空腔中;以及至少一個(gè)軸向定向的銷,所述銷在護(hù)罩吊架的至少一部分和護(hù)罩之間延伸。
根據(jù)另一實(shí)施例,護(hù)罩組件包括前護(hù)罩壁以及與前護(hù)罩壁間隔開的后護(hù)罩壁,護(hù)罩基部在前護(hù)罩壁和后護(hù)罩壁之間延伸,護(hù)罩基部還限定用于燃燒器氣體的流道。第一成角度部分位于前護(hù)罩壁上,第二成角度部分位于后護(hù)罩壁上,并且第一和第二成角度部分為護(hù)罩提供徑向支撐。
根據(jù)又一實(shí)施例,護(hù)罩支撐組件包括前護(hù)罩壁以及與前護(hù)罩壁間隔開的后護(hù)罩壁、在前護(hù)罩壁和后護(hù)罩壁之間延伸的護(hù)罩基部,以及在前和后護(hù)罩支腳的前面和后面延伸的前緣懸突體和后緣懸突體。
提供的本發(fā)明內(nèi)容是以簡化形式介紹一組概念,該組概念將在以下詳細(xì)說明中進(jìn)行進(jìn)一步描述。本發(fā)明內(nèi)容并不意圖確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征,而且也不意圖用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。所有上述特征應(yīng)被理解為僅僅是示例性的,并且從這里的公開內(nèi)容中可明晰這些結(jié)構(gòu)和方法的許多更多的特征和目的。在本發(fā)明的各種實(shí)施例的以下書面描述中提供,在附圖中顯示,并在附屬權(quán)利要求中限定本發(fā)明的特征、細(xì)節(jié)、用途和優(yōu)點(diǎn)的更廣泛的展示。因此,在沒有進(jìn)一步閱讀整個(gè)說明書、權(quán)利要求和所包含的附圖的條件下,這個(gè)發(fā)明內(nèi)容應(yīng)無限制性地進(jìn)行理解。
附圖說明
通過參考結(jié)合附圖所做的以下描述,這些實(shí)施例的上述特征和優(yōu)勢以及其它特征和優(yōu)勢,以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更為清晰,并且將更好地理解本實(shí)施例,其中:
圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)視截面圖;
圖2是示例性吊架組件的周向橫截面圖;
圖3是示例性護(hù)罩吊架組件的橫截面圖;
圖4是備選護(hù)罩吊架組件的截面圖;
圖5是從吊架組件上除去的示例性護(hù)罩的等距視圖;
圖6是備選護(hù)罩實(shí)施例的等距視圖;
圖7是備選護(hù)罩的等距視圖;
圖8是帶有敞開頂部護(hù)罩的備選護(hù)罩吊架組件的側(cè)視截面圖;
圖9是護(hù)罩吊架組件的備選實(shí)施例的側(cè)視截面圖,其具有多件式吊架和敞開頂部護(hù)罩;
圖10是具有敞開頂部設(shè)計(jì)的護(hù)罩的一個(gè)備選實(shí)施例的等距視圖;
圖11是另一備選護(hù)罩吊架組件的側(cè)視截面圖;
圖12是從組件中除去的圖11的護(hù)罩的等距視圖;
圖13是由多個(gè)器件形成的護(hù)罩吊架組件的一個(gè)備選實(shí)施例;且
圖14是護(hù)罩吊架組件的備選實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該懂得,描繪的實(shí)施例并不局限于以下說明書中所述或圖中所示的構(gòu)件的構(gòu)造和布置細(xì)節(jié)。所描繪的實(shí)施例能夠具有其它實(shí)施例,或能夠以各種方式來實(shí)踐和實(shí)現(xiàn)。各個(gè)示例是作為公開的實(shí)施例的說明,而非其限制而提供的。實(shí)際上,本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得,在不脫離本公開的范圍或精神的條件下可在本實(shí)施例中做出各種修改和變化。例如,作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而被顯示或被描述的特征可供另一實(shí)施例使用,從而產(chǎn)生又一實(shí)施例。因而,本公開意圖覆蓋落在附屬權(quán)利要求和其等效范圍內(nèi)的這種修改和變化。
在圖1-14中描繪了護(hù)罩吊架組件的實(shí)施例。吊架組件包括多件式吊架,其中護(hù)罩定位在吊架的空腔中。護(hù)罩和吊架組件利用至少一個(gè)軸向銷而連接在一起,從而定位護(hù)罩相對于吊架組件的位置。軸向銷可連接吊架部分或吊架和護(hù)罩的組合。
另外還應(yīng)該懂得,這里所使用的措詞和術(shù)語是為了說明的目的,而不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。詞語“包括”、“包含”或“具有”及其變體的使用在這里意味著包含之后列出的事物和其等效物以及附加事物。除非做出限制,否則詞語“連接”、“聯(lián)接”和“安裝”及其變體都是廣義上使用的,并且包含直接和間接的連接、聯(lián)接和安裝。另外,詞語“連接”和“聯(lián)接”及其變體并不局限于物理或機(jī)械的連接或聯(lián)接。
這里使用的詞語“軸向的”或“軸向地”指沿著發(fā)動(dòng)機(jī)縱軸的維度。結(jié)合“軸向的”或“軸向地”使用的詞語“前向”指沿朝著發(fā)動(dòng)機(jī)入口的方向移動(dòng),或者一個(gè)部件同另一部件相比相對更靠近發(fā)動(dòng)機(jī)入口。結(jié)合“軸向的”或“軸向地”使用的詞語“后向”指沿朝著發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴的方向移動(dòng),或者一個(gè)部件同另一部件相比相對更靠近發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴。
這里使用的詞語“徑向的”或“徑向地”指在發(fā)動(dòng)機(jī)的中心縱軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的外周邊之間延伸的維度。要么自身使用或者結(jié)合詞語“徑向的”或“徑向地”使用的詞語“近側(cè)的”或“向近側(cè)”指沿朝著中心縱軸的方向移動(dòng),或者一個(gè)部件同另一部件比較相對更靠近中心縱軸。詞語“遠(yuǎn)側(cè)的”或“向遠(yuǎn)側(cè)”要么自身使用或者結(jié)合詞語“徑向的”或“徑向地”使用,其指沿朝著發(fā)動(dòng)機(jī)外周邊的方向移動(dòng),或者一個(gè)部件同另一部件比較相對更靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的外周邊。
這里使用的詞語“橫向的”或“橫向地”指與軸向維度和徑向維度垂直的維度。
所有的方向基準(zhǔn)(例如徑向、軸向、近側(cè)、遠(yuǎn)側(cè)、上、下、向上、向下、左、右、橫向、前、后、頂部、底部、之上、之下、垂直的、水平的、順時(shí)針和逆時(shí)針)僅用于識別目的以幫助讀者理解本發(fā)明,并非具有限制意義,尤其并非對本發(fā)明的位置、方位或應(yīng)用場合有限制。除非指出,否則連接引用(例如附著、聯(lián)接、連接和相連)應(yīng)被廣義地解釋,并且可在一組部件之間包括中間構(gòu)件,以及在部件之間包括相對運(yùn)動(dòng)。因此,連接引用不必指兩個(gè)部件直接相連并且相互之間成固定的關(guān)系。示例性附圖僅僅用于說明的目的,并且附圖中所反映的尺寸、位置、順序和相對大小可變化。
最初參照圖1,其顯示了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意性的側(cè)視圖。渦輪的功能是從高壓和高溫燃燒氣體中提取能量,并將能量轉(zhuǎn)換成用于做功的機(jī)械能。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10具有發(fā)動(dòng)機(jī)入口端12,空氣在其中進(jìn)入大體由壓縮機(jī)14、燃燒器16和多級高壓渦輪20所限定的核心或推進(jìn)器13中,壓縮機(jī)14、燃燒器16和多級高壓渦輪20全部沿著發(fā)動(dòng)機(jī)軸線26進(jìn)行定位??傊?,推進(jìn)器13在運(yùn)轉(zhuǎn)期間提供功率。推進(jìn)器13可用于航空、發(fā)電、工業(yè)、船舶等領(lǐng)域。
在操作過程中,空氣進(jìn)入燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的空氣入口端12,并移動(dòng)穿過至少一個(gè)壓縮級,在這里,空氣壓力被增加并被引導(dǎo)至燃燒器16。壓縮空氣與燃料混合并燃燒,從而提供熱的燃燒氣體,熱的燃燒氣體朝著高壓渦輪20而離開燃燒器16。在高壓渦輪20中,從熱的燃燒氣體中提取能量,促使渦輪葉片旋轉(zhuǎn),渦輪葉片則造成軸24的旋轉(zhuǎn)。軸24朝著發(fā)動(dòng)機(jī)的前面穿過,以繼續(xù)一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)級14、渦輪風(fēng)扇18或入口風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn),這依賴于渦輪設(shè)計(jì)。渦輪風(fēng)扇18通過軸28連接在低壓渦輪21上,并產(chǎn)生用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的推力。低壓渦輪21還可用于進(jìn)一步提取能量,并驅(qū)動(dòng)額外的增壓器或低壓壓縮機(jī)級。
護(hù)罩吊架組件30可用于限定旋轉(zhuǎn)部件附近的流動(dòng)路徑,例如渦輪葉片20,21或壓縮機(jī)14中的葉片。在示意圖圖1中總地顯示了護(hù)罩吊架組件30。組件30可設(shè)置在渦輪20,21的葉片22(圖2)、燃燒器16或壓縮機(jī)14的葉片的徑向外端處。
現(xiàn)在參照圖2和圖3,其顯示了示例性吊架組件30的周向橫截面和徑向截面圖。組件30包括吊架32,其可由一個(gè)或兩個(gè)吊架部分形成。示例性實(shí)施例可包括第一或前吊架部分34和第二或后吊架部分36,其在圖3的橫截面圖中有所描繪。組件30還包括護(hù)罩50,其支撐在吊架32的空腔46中。具體地說,空腔46可定位在吊架部分34,36之間。根據(jù)本實(shí)施例,吊架部分34,36可以整體式吊架或多件式吊架的形式來形成。護(hù)罩50在軸向方向上固持于吊架部分34,36之間,并具有下表面59,其限定用于在旋轉(zhuǎn)渦輪20,21的葉片附近移動(dòng)的空氣的外部流動(dòng)路徑。如各種實(shí)施例中所示,護(hù)罩50可采用各種形式,其要么是敞開頂部護(hù)罩或閉合頂部護(hù)罩。
護(hù)罩50可以不同的方式固持在合適位置上。根據(jù)某些實(shí)施例,可利用擋板52,其中擋板52被釘在吊架32上,并將護(hù)罩50固持在合適位置上。在第二方法中,可結(jié)合銷結(jié)構(gòu)而利用固持器?;蛘?,可使用結(jié)構(gòu)的組合。
擋板52可定位在護(hù)罩50的內(nèi)部,并且與穿過吊架32的冷卻孔口35保持流通,使得擋板52將空氣引導(dǎo)到護(hù)罩50的內(nèi)表面上,從而為其提供沖擊冷卻。徑向螺栓70可穿過吊架組件30進(jìn)行定位。根據(jù)所描繪的實(shí)施例,螺栓或緊固件70可連接至擋板52上,并用于固持護(hù)罩50的徑向位置?;蛘撸坛制骺商峁较蚬坛纸Y(jié)構(gòu),以便將護(hù)罩50卡鎖在吊架32中。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得,護(hù)罩50可以各種非限制性的方式進(jìn)行定位。
如圖所示,螺栓70可為徑向的,以容許吊架32在徑向方向上分開,從而容許這些部分在軸向方向上的分離?;蛘撸菟?0可設(shè)置在吊架中,以便在軸向方向上延伸。螺栓70可連接吊架32的兩個(gè)部分或更多部分,并將吊架部分?jǐn)Q緊在一起。
除了一個(gè)或多個(gè)螺栓70之外,并且根據(jù)某些實(shí)施例,可利用套筒或銷。為了在結(jié)構(gòu)之間加以區(qū)分,大體利用螺栓,例如螺栓70在軸向或徑向方向上將吊架32的部分固持在一起?;蛘?,可使用銷或套筒,例如套筒75和銷674(圖9)定位吊架和護(hù)罩和/或引導(dǎo)吊架和護(hù)罩之間由于熱膨脹差異而引起的相對運(yùn)動(dòng)。銷是一種實(shí)心結(jié)構(gòu),其例如可通過吊架32而進(jìn)行壓配合,從而與護(hù)罩接合并使其定位,或者引導(dǎo)吊架或護(hù)罩其中一個(gè)的運(yùn)動(dòng)。套筒,例如套筒75是一種空心結(jié)構(gòu),其也引導(dǎo)吊架相對于護(hù)罩的相對運(yùn)動(dòng)。在所描繪的實(shí)施例中,套筒75容許螺栓70穿過它。套筒75可插入吊架32,并且螺栓70穿過套筒75,以便將護(hù)罩50固持在吊架32上。銷可在軸向方向從前至后或從后至前延伸。另外,銷可用于使護(hù)罩50相對于吊架32定位,并引導(dǎo)吊架32和護(hù)罩50之間的相對運(yùn)動(dòng)。
這里進(jìn)一步描述的吊架可包括整體式吊架,或者可包括多件式構(gòu)造。多件式構(gòu)造可在軸向方向上進(jìn)行連接,或者可在徑向方向上進(jìn)行連接。另外,可利用發(fā)動(dòng)機(jī)外殼卡鎖吊架部分34,36中的一個(gè)或兩個(gè),從而有助于建造組件30。第一和第二吊架部分34,36中的任一個(gè)或兩個(gè)可包括一個(gè)或多個(gè)凸舌38,40,用于將吊架32連接到發(fā)動(dòng)機(jī)外殼上。各種布置可用于限定多件式吊架32,并且示例性實(shí)施例僅僅是一個(gè)這樣的實(shí)施例,其可結(jié)合這里所示的額外的實(shí)施例加以利用。因此,示例性吊架32不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的,因?yàn)槠渌问降膯蝹€(gè)吊架或多件式吊架可被替代,并被認(rèn)為在本公開的范圍內(nèi)。例如,根據(jù)某些實(shí)施例,當(dāng)在周向方向上觀察時(shí),吊架32可在中心或以其它方式分開47。
從凸舌38,40懸垂出來的是支腳39,41。支腳39,41可徑向地懸垂出來,相對徑向方向以某個(gè)角度懸垂出來或以某種組合懸垂出來。支腳39,41可具有相等長度,或者一個(gè)支腳可長于另一支腳。圖中描繪腹板42在第一支腳39和第二支腳41之間延伸。腹板、第一支腳和第二支腳42,39,41可全部由第一和第二吊架部分34,36中的一個(gè)形成,或者可由第一吊架部分34或第二吊架部分36中的任一個(gè)形成。腹板42可在軸向方向上延伸,或者可從前支腳39至后支腳41構(gòu)成某個(gè)角度或以某些組合的方式定位,這依賴于沿著腹板42的周向位置。因而,這種配置可在單個(gè)部件中根據(jù)獲得部件截面的位置而變化。在這些支腳39,41之間是空腔46,其中護(hù)罩50定位在該空腔中。護(hù)罩50可由不同于吊架32的材料的低熱膨脹系數(shù)材料形成。根據(jù)某些示例性實(shí)施例,吊架32可由具有比護(hù)罩50的材料相對較高的熱膨脹系數(shù)的金屬材料,例如合金形成,護(hù)罩50的材料具有相對較低的熱膨脹系數(shù)。例如,護(hù)罩50可由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(CMC)形成,但并不局限于這種實(shí)施例。因此,在操作期間,吊架32將以比護(hù)罩50更大的熱速率生長。根據(jù)這里所述的實(shí)施例,護(hù)罩50可采用各種形式。例如,如圖所示,護(hù)罩50可為閉合頂部護(hù)罩,意味著護(hù)罩的上部部分大體是閉合的。這種閉合頂部可為水平的,成角度的,組合的,曲線型的或其它形式,從而基本關(guān)閉護(hù)罩50。或者,護(hù)罩50可包括敞開頂部護(hù)罩,其根據(jù)其它實(shí)施例可為大體U形的或其它這種形狀,其中護(hù)罩的頂部是敞開的而非閉合的。
這些實(shí)施例可進(jìn)一步利用銷,例如銷274(圖4),以便使護(hù)罩50相對于吊架32定位。銷可采用各種形式,包括方形和圓形橫截面。銷可通過護(hù)罩50而軸向地穿過吊架32的前和后部分中的一個(gè)或兩個(gè),從而使護(hù)罩50徑向地定位在吊架32中。軸向銷可直接穿過護(hù)罩和吊架,或者可在吊架32的前端和后端中穿過一個(gè)或多個(gè)對準(zhǔn)的套筒75。套筒75可具有相同或不同的直徑。根據(jù)本實(shí)施例,定位銷可在從前向后的方向或在相反的從后向前的方向上延伸。在本實(shí)施例中,螺栓70穿過從閉合的護(hù)罩50的頂部徑向地延伸的凸舌51。如這里各種實(shí)施例中所示,用于連接護(hù)罩和銷的結(jié)構(gòu)可從沿著護(hù)罩的前面、中心和后面位置而延伸。在本實(shí)施例中,凸舌51從護(hù)罩50的中心位置延伸。
現(xiàn)在參照圖4,其描繪了備選吊架組件230的截面圖。組件230包括吊架232,其具有第一吊架部分234和第二吊架部分236。腹板242在吊架232的前端和后端之間延伸。本實(shí)施例利用軸向銷274,其穿過吊架232和護(hù)罩250而延伸。銷274引導(dǎo)吊架232相對于護(hù)罩250的相對運(yùn)動(dòng),或者使護(hù)罩250相對于吊架232定位。如這里進(jìn)一步所述,定位或引導(dǎo)的功能部分地依賴于護(hù)罩250中的孔口的形狀。護(hù)罩250包括凸起物或凸舌251,其包括孔口253,其中銷274穿過該孔口而延伸。凸起物或凸舌251在徑向方向上向上延伸,并且鄰近穿過護(hù)罩250的上表面256的開口255。因此,凸起物251接收銷274,從而保持護(hù)罩25的徑向位置,同時(shí)引導(dǎo)相對運(yùn)動(dòng)和/或使護(hù)罩250定位在吊架232中。
現(xiàn)在參照圖5,其以等距視圖顯示了從吊架組件230(圖4)上除去的護(hù)罩250。護(hù)罩250具有頂壁256,其包括開口255,其中固持器272(圖4)或其它固持機(jī)構(gòu)可通過該開口進(jìn)行定位。除了護(hù)罩之外,在本實(shí)施例中還卡鎖了固持器272。從頂壁256延伸并鄰近開口255的是凸起物251,其包括銷孔口或孔253。護(hù)罩250可包括前壁257和后護(hù)罩壁258以及在前壁和后壁257,258之間延伸的下壁259。下壁259可延伸出后壁258之外,從而限定肩部,其用于吊架232的一部分,如圖4中所示。
在示例性實(shí)施例中,頂壁256延伸至護(hù)罩250的周向末端或縫面上。所描繪的實(shí)施例限定閉合頂部護(hù)罩250,如之前所述。然而,這里進(jìn)一步所述的備選實(shí)施例也可包括敞開頂部護(hù)罩。
護(hù)罩250可沿周向方向延伸吊架232的整個(gè)長度,或者在備選實(shí)施例中,護(hù)罩250可限定吊架232的長度的一半,使得每個(gè)吊架組件230利用兩個(gè)護(hù)罩。
現(xiàn)在參照圖6,其描繪了備選護(hù)罩350。護(hù)罩350包括從護(hù)罩基部359延伸出來的后壁358和前壁357。上壁356在前壁357和后壁358之間延伸。上壁或頂壁356包括用于定位固持器的開口355,從而為護(hù)罩350提供接觸點(diǎn)和支撐,例如從頂壁356下面。此外,實(shí)施例在結(jié)構(gòu)的周向末端處或附近包括凸舌353A,353B。這為護(hù)罩350提供兩個(gè)額外的接觸點(diǎn),達(dá)到總共三個(gè)接觸點(diǎn)。
凸舌353A包括銷孔口360,其接收定位銷或套筒374??卓?60經(jīng)過定制尺寸,以接收銷或套筒,并使護(hù)罩350相對于第一銷定位。
第二凸舌353B包括槽362,其在周向或切線方向上是過大尺寸的,從而容許護(hù)罩350由于例如熱膨脹而在周向或切線方向上的運(yùn)動(dòng)。因而,本實(shí)施例不同于之前實(shí)施例之處在于,該結(jié)構(gòu)利用了兩個(gè)銷或套筒,一個(gè)用作定位銷,并且第二個(gè)用作周向方向上的運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)銷。因而,護(hù)罩350的周向生長受到穿過槽362的導(dǎo)銷的引導(dǎo)。凸舌353A,353B定位在護(hù)罩350的后端處,但可位于前端處、中心處和后端處或之間。
現(xiàn)在參照圖7,其描繪了護(hù)罩450的備選實(shí)施例。護(hù)罩450包括上表面或頂表面456、基部459以及前壁和后壁457,458。實(shí)施例的周向末端類似于圖6的實(shí)施例之處在于,頂壁456沒有延伸至護(hù)罩450的縫面或周向末端上。然而頂壁456的周向末端沒有如圖6中那樣相對發(fā)動(dòng)機(jī)軸向方向以某一角度延伸,而是在發(fā)動(dòng)機(jī)軸向方向上延伸。各種切口形狀或開口455可加以定位或利用,以便接收用于護(hù)罩的固持結(jié)構(gòu)。另外,護(hù)罩450包括使護(hù)罩450相對于吊架定位的導(dǎo)銷孔口460和槽462,以控制吊架相對于護(hù)罩450穿過周向方向的運(yùn)動(dòng),如之前所述??卓诤筒?60,462分別定位在凸舌453A和453B中。
現(xiàn)在參照圖8,其描繪了又一實(shí)施例,其中護(hù)罩組件530以截面圖進(jìn)行顯示。組件530包括吊架532,其可由多個(gè)器件形成,包括前吊架部分534和后吊架部分536以及在其之間延伸的腹板542。部分534和536通過軸向螺栓570保持在一起,軸向螺栓穿過套筒575。前部分534和后部分536各包括凸緣支架539,541,其接收護(hù)罩550的部分。本實(shí)施例包括護(hù)罩550,其為敞開頂部實(shí)施例,其包括前支腳557和后支腳558。支腳557,558分別延伸到支架539,541中,并且一個(gè)或多個(gè)銷574形成穿過凸緣支架539和凸緣支架541的連接,從而將護(hù)罩550卡鎖在里面。一個(gè)或多個(gè)銷574在向前和向后方向上延伸,或者可備選地均在向前的方向上延伸,或者均在向后的方向上延伸。
現(xiàn)在參照圖9,其描繪了吊架組件630的一個(gè)備選實(shí)施例,其具有多件式吊架632和敞開頂部護(hù)罩650。根據(jù)本實(shí)施例,吊架632包括第一吊架部分634和后吊架部分或第二吊架部分636。第二后部分通過密封件,例如適形的密封件被偏壓在朝向前面部分634的向前方向上。在這個(gè)實(shí)施例中顯示了第三吊架部分637,并且其一部分被夾在第一和第二部分634,636的上部支腳之間。吊架632的多個(gè)部分將護(hù)罩650的前支腳和后支腳657,658夾在中間,并容許通過穿過吊架632和護(hù)罩650的軸向銷674進(jìn)行銷釘連接。
護(hù)罩650在橫截面上是U形的,并可包括第一和第二壁657,658,其由不同的徑向長度形成。在其它實(shí)施例中,例如圖10中,壁可具有相等的長度。另外,護(hù)罩650包括用于接收套筒和/或銷的孔口660。
現(xiàn)在參照圖10,其顯示了護(hù)罩550的等距視圖。護(hù)罩550在截面圖或端視圖中大體是U形的,包括第一壁557和第二壁558。該實(shí)施例是示范性的,其中第一壁557是前壁,并且第二壁558是后壁?;?59在第一和第二壁557,558之間延伸,從而限定U-形形狀。在這個(gè)實(shí)施例中,第一壁和第二壁557,558是徑向延伸的,或者大體是豎直的,與后續(xù)實(shí)施例的成角度的壁相反。U形形狀沿著頂部是敞開的,并且周向延伸,以限定節(jié)段。多個(gè)這些節(jié)段在縫面上是對準(zhǔn)的,以便周向圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10而延伸。
各個(gè)壁557和559可包括定位銷孔口560。定位銷孔口560接收銷,銷穿過吊架532(圖8),并使吊架532徑向定位。圖中顯示孔口定位在吊架550的末端附近,從而杜絕護(hù)罩550相對于吊架532的擺動(dòng)(圖8)。另外,沿著各個(gè)壁557,558定位了沿周向相反地間隔開的導(dǎo)銷孔口562??卓?62是伸長的或矩形的,從而容許護(hù)罩550相對于護(hù)罩550的生長。
第一壁和第二壁557,558可如圖8中所示具有相等的徑向長度,或者可如圖9中所示具有不同的徑向長度。另外,基部559可在軸向方向上延伸超出壁557,558中的一個(gè)或兩個(gè)之外一定的預(yù)選距離。這可有助于在軸向方向上相對于相鄰結(jié)構(gòu)密封住渦輪流道。當(dāng)安裝于吊架532中時(shí),護(hù)罩550的上表面551可包括密封件,從而杜絕吊架550周圍的氣流。
護(hù)罩550的敞開頂部橫截面形狀可由各種耐高溫或低熱膨脹系數(shù)材料形成,包括但不局限于陶瓷基質(zhì)復(fù)合(CMC)材料。CMC可在一個(gè)或多個(gè)方向上以層片的方式放置,從而提供改善的強(qiáng)度和生產(chǎn)能力。
現(xiàn)在參照圖11,其描繪了護(hù)罩吊架組件730的又一備選實(shí)施例。除了其它部件,吊架組件730包括吊架732和護(hù)罩750。吊架732由第一或前吊架部分734、中間吊架部分737和第二或后吊架部分736來限定。吊架732因此是三件式結(jié)構(gòu),其中中間或第三吊架部分737和前面部分734將護(hù)罩750夾在合適位置上。護(hù)罩750包括至少一個(gè)成角度的表面751。根據(jù)本實(shí)施例,護(hù)罩750包括至少一個(gè)位于護(hù)罩750的前端和后端處的成角度部分751。吊架部分734和中間吊架部分737各具有相對應(yīng)的成角度表面754和759。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,吊架732和護(hù)罩750的成角度表面提供可進(jìn)行機(jī)械加工的表面,從而在吊架732和護(hù)罩750的組件之間提供密封。另外,來自護(hù)罩750的負(fù)載分散在這些接合表面754,759上,從而改善護(hù)罩750的功能。在組件的后端處,后吊架部分736還包括成角度表面755,其與成角度表面759一起卡鎖護(hù)罩750。冷卻孔口可穿過吊架組件730,以便延伸至中間部分737的內(nèi)部,并穿過擋板752,用于冷卻護(hù)罩750的內(nèi)表面。
現(xiàn)在參照圖12,其顯示了從吊架732(圖11)上除去的護(hù)罩750。護(hù)罩750包括前壁757、后壁758和在其之間延伸的基部759。在壁757,758的上端是成角度表面751。本實(shí)施例在護(hù)罩750的周向末端利用了這些成角度表面751。然而,可在其它地方利用這些成角度表面。類似地,顯示了銷孔口793定位在護(hù)罩750的后壁758上。然而,銷孔口793還可定位在前壁757上,或者可從其中心周向位置移動(dòng)至所需的備選位置。此外,可利用額外的銷孔。
現(xiàn)在參照圖13,其描繪了護(hù)罩吊架組件的又一實(shí)施例,包括吊架832,其由多個(gè)器件形成,包括第一部分834和第二部分836。在這個(gè)實(shí)施例中,吊架832如同之前實(shí)施例連接在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼上,并且第一部分和第二部分834,836連接在吊架832的后端上,其中第二部分通常連接在徑向方向上,限定彈簧臂,其作用在護(hù)罩上。根據(jù)備選實(shí)施例,吊架834,836的第一部分和第二部分可以其它方式進(jìn)行連接,例如之前實(shí)施例那樣在軸向方向上。
另外,雖然本實(shí)施例假定第一吊架部分834在質(zhì)量和尺寸上較大,并且第二吊架部分836較小并限定彈簧結(jié)構(gòu),但是可利用相反的結(jié)構(gòu),其中第二部分836具有較大的尺寸,并且第一部分834具有較小的尺寸。
吊架832包括向下懸垂部分,其固定到第一和第二護(hù)罩固持器837,838上。這些固持器限定額外定位在其之間的護(hù)罩850的部分。固持器837,838在吊架832的前端和后端以徑向方向延伸,并且包括基底839,其中護(hù)罩固持器837,838的向上延伸部分從基座延伸。在基底839之間是中心護(hù)罩850,其通常是U形的,在前端和后端具有成角度的壁859,其與基底839的成角度表面840相接合。這將護(hù)罩850卡鎖在固持器837,838之間的合適位置。
固持器837,838可以各種方式進(jìn)行連接,但根據(jù)本實(shí)施例,可利用銷874,其穿過固持器837,838并延伸到吊架832中。吊架835的下面部分包括穿流孔口833,其從吊架832的前端延伸,并容許冷卻空氣接近護(hù)罩850的被冷卻的上表面。因?yàn)樽o(hù)罩850包括多個(gè)器件,并且與下面部分835間隔開一定的徑向距離,所以可利用葉式密封件857,858限制護(hù)罩850和吊架832之間的空氣泄漏,以及杜絕本來在護(hù)罩固持器837和838之間以及在成角度的壁859和表面840之間的泄漏。顯示葉式密封件857,858在徑向方向上延伸。密封件接合在U形護(hù)罩850的徑向延伸的表面上,并固定、粘附、連接或以其它方式連接在吊架832和護(hù)罩850中的一個(gè)上。在本實(shí)施例中,凹腔870成形于吊架832的下面部分835中,并接收葉式密封件857,858的上端。葉式密封件在這些凹腔870中連接在吊架832上。在所描繪的實(shí)施例中,壓力在下吊架部分835和護(hù)罩850之間的區(qū)域中是最大的。這造成葉式密封件857,858的向外的力或運(yùn)動(dòng)或者軸向方向上的力或運(yùn)動(dòng),其造成葉式密封件與吊架832和護(hù)罩850中的任一個(gè)或兩者都接合。類似地,護(hù)罩850上方的壓力也大于葉片前端處的區(qū)域中的壓力,顯示葉片位于組件830的下面。葉片前端處的壓力還大于葉片后端處的壓力。因此,在葉片的這個(gè)區(qū)域中的壓力將不會(huì)迫使葉式密封件857,858軸向向內(nèi)彼此相向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生泄漏,而是相反,在護(hù)罩850上方以及在護(hù)罩850和下吊架部分835之間的區(qū)域中的內(nèi)部壓力造成軸向向外的力,以便密封住組件830的這個(gè)區(qū)域。
現(xiàn)在參照圖14,其描繪了吊架組件930的一個(gè)備選實(shí)施例。在本實(shí)施例中,吊架932包括前面部分934和后面部分936,其中后面部分936是這兩個(gè)物體中的較大部分,并且前面部分934沿軸向方向連接在后面部分936的槽上。如同之前實(shí)施例,一個(gè)或多個(gè)冷卻通道或孔口933可穿過吊架932,用于冷卻其下面的護(hù)罩950。吊架932可采用之前所述的各種形式,其中第一和第二部分934,936具有相等的尺寸,或者如圖所示,其中一個(gè)尺寸大于另一尺寸。另外,吊架932可起作用,其中一個(gè)吊架部分934,936用作抵靠在護(hù)罩950的表面上的彈簧,從而將護(hù)罩固持在合適位置上。
本實(shí)施例的護(hù)罩950是敞開頂部護(hù)罩,類似于之前U形的類型。在這個(gè)實(shí)施例中,護(hù)罩950具有W形狀,其包括前護(hù)罩部分957、后護(hù)罩部分958以及在這兩個(gè)部件之間延伸的護(hù)罩基部959。中心臂951從基部959向上延伸,并且通過例如緊固件938用栓接到固持器937上,固持器連接在吊架932上。具體地說,固持器937懸垂于第二護(hù)罩部分936上。護(hù)罩950被葉式密封件970密封,葉式密封件970在后護(hù)罩部分958和第二護(hù)罩部分936的槽或凹腔939之間延伸。葉式密封件970可連接在護(hù)罩950或吊架932中的任一個(gè)上,位于槽或凹腔939中,從而使葉式密封件970以徑向方向插入在護(hù)罩950和吊架部分936之間。密封件970可如同之前實(shí)施例那樣連接在護(hù)罩950或吊架932中的任一個(gè)上,并且雖然顯示葉式密封件970在徑向方向上延伸,但是這種葉式密封件970還可在相對與徑向方向的某一角度上延伸,并進(jìn)一步在發(fā)動(dòng)機(jī)的周向方向上延伸。
在吊架932和護(hù)罩950之間的壓力大于葉片前端和葉片后端處的壓力。因此,在護(hù)罩950和吊架932之間的這個(gè)區(qū)域中的壓力將迫使葉式密封件970在軸向向外的方向上抵靠在相鄰構(gòu)件上,并杜絕部件之間的空氣泄漏。換句話說,因?yàn)樵谧o(hù)罩950和吊架932之間的這個(gè)壓力更大,所以葉式密封件970在軸向向前的方向上將不會(huì)受到壓迫,其將容許泄漏回流到護(hù)罩950和第二吊架部分936之間的區(qū)域中。
出于舉例說明的目的已經(jīng)展現(xiàn)了本發(fā)明的若干實(shí)施例的前面的描述。其并不意圖是詳盡無遺漏的,或者將本發(fā)明局限于所公開的精確的步驟和/或形式上,并且根據(jù)上面的傳授,許多修改和變化是明顯可能的。意圖的是,本發(fā)明和所有等效方案的范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求來限定。