[发明专利]用于装配涡轮发动机的方法和装置

说明书

背景技术

本发明一般涉及涡轮发动机并且更特别地，涉及用于装配燃气涡轮发动机的方法和装置。

技术领域

至少一些公知的燃气涡轮发动机包括使燃料-空气混合物燃烧的燃烧室，该混合物然后通过涡轮喷嘴组件被引导向涡轮。一些公知的涡轮喷嘴组件包括多个沿圆周布置的弓形喷嘴片段。至少一些公知的涡轮喷嘴包括多个沿圆周间隔的中空翼形叶片，该翼形叶片由完整形成的内围带(inner band)平台和外围带(outer band)平台结合。更特别地，内围带形成径向内流程边界的部分，而外围带形成径向外流程边界的部分。

为了便于改进发动机的效率，至少一些公知的发动机组件包括密封件，通常公知的是叶状密封件，该密封件被结合在涡轮喷嘴外围带和燃烧室后端之间。公知的叶状密封件通过结合到多个紧固件上的多个圆弹簧被保持在适当的位置，该紧固件通过从外围带处延伸的径向突片(tab)延伸。圆弹簧使得叶状密封件在发动机操作期间变换位置。由于公知的涡轮喷嘴径向突片的方位，公知的叶状密封件的一个端部未得到支撑。在这种发动机组件中，当从燃烧室处排出的燃烧气体接近喷嘴叶片前缘时，压力或涡流从叶片前缘停滞处形成，并且从喷嘴组件处的上游传播一段距离。这种涡流可引起穿过叶状密封件的圆周压力的变化。随着时间的过去，叶状密封件暴露在这种压力变化下会导致破裂沿着密封件发展。特别地，叶状密封件未得到支撑的自由端部会破损，因此减少了发动机的效率以及/或者取决于破损的程度可致使发动机不起作用。

图1是示范性公知的可与燃气涡轮发动机一起使用的涡轮喷嘴50的侧视图。图2是涡轮喷嘴50的透视图。在示范性实施例中，喷嘴50是沿圆周进行定位以在燃气涡轮发动机中形成喷嘴组件(图未示)的多个片段中的一个片段。喷嘴50包括在弓形径向外围带或平台54与弓形径向内围带或平台56之间延伸的至少一个翼形叶片52。更特别地，在示范性实施例中，外围带54和内围带56每一个都与翼形叶片52完整地形成。

叶片52包括连接在前缘64和弦向间隔的后缘66处的压力侧侧壁60和吸入侧侧壁62，以致在侧壁60和侧壁62之间界定冷却腔68。叶片侧壁60和侧壁62每一个都在围带54和围带56之间径向延伸，并且在示范性实施例中，侧壁60一般是凹入的，而侧壁62一般是凸起的。

外围带54和内围带56每一个都包括相应的前缘70和前缘72、各自的后缘74和后缘76、以及各自的在它们之间延伸的主体78和主体80。在示范性实施例中，翼形叶片52被定向，以致外围带和内围带中的相应的前缘70和前缘72每一个从翼形叶片前缘64处的上游都有一距离d。距离d被可变地选择以确保前缘70和前缘72是在从叶片前缘64处的上游，并且以便于防止热气体沿着叶片前缘64的注射，这将在下面做详细的描述。

在示范性实施例中，内围带56包括由其径向向内延伸的后部凸缘90。更特别地，凸缘90相对于围带56的径向内表面92从围带56处径向向内延伸。内围带56还包括由其径向向内延伸的向前凸缘94。向前凸缘94被定位在内围带前缘72和后面凸缘90之间，并且从围带56处径向向内延伸。在示范性实施例中，向前凸缘94的上游侧100在凸缘94的径向最外表面102和径向内表面92之间基本上是平面的。而且，在示范性实施例中，凸缘94的下游侧106从凸缘表面102到径向内表面92基本上是平面的。

内围带56还包括由其径向向内延伸的多个沿圆周间隔的径向突片110。更特别地，在示范性实施例中，从内围带56处延伸的径向突片110的数量与叶片52的数量相同。在示范性实施例中，每一个突片110都包括各自的基本上平行的上游表面120和下游表面122。径向突片110从向前凸缘94处的下游间隔一距离d₂，以致在每一个径向突片110和向前凸缘94之间界定保留通道130。

在示范性实施例中，外围带54包括一般由其径向向外延伸的后部凸缘140。更特别地，凸缘140相对于围带54的径向外表面142从围带54处径向向外延伸。外围带54还包括由其径向向外延伸的向前凸缘144。向前凸缘144被定位在外围带前缘70和后面凸缘140之间，并且从围带54处径向向外延伸。在示范性实施例中，向前凸缘144的上游侧146在凸缘144的径向最外表面147和围带径向外表面142之间基本上是平面的。而且，在示范性实施例中，凸缘144的下游侧148从凸缘表面147到径向外表面142基本上是平面的。