[发明专利]从流径边界去耦和附接于流径边界外的喷嘴翼型件

说明书

本申请提供用于燃气涡轮发动机的流径组件。举例来说，一种限定通过燃气涡轮发动机的流径以及相互正交的轴向与径向方向和围绕所述轴向方向延伸的圆周方向的流径组件包括具有与第二端相对的第一端的喷嘴翼型件，和限定流径边界的壁。所述壁在其中具有开口，所述喷嘴翼型件的所述第二端突出穿过所述开口，使得所述第二端延伸到所述流径之外。所述流径组件进一步包括在所述喷嘴翼型件的所述第二端上延伸的盖，和延伸穿过所述第二端和所述盖以将所述第二端附接到所述盖的附接构件。还提供具有从所述流径边界去耦的喷嘴翼型件的流径组件的其它实施例。

技术领域

本发明主题大体涉及限定用于流体流的路径的流径组件。更明确地说，本发明主题涉及燃气涡轮发动机的流径组件，并且，最明确地说，涉及从流径边界去耦和附接于流径边界外的喷嘴翼型件。

背景技术

更通常地，例如陶瓷基质复合物（CMC）材料的非传统高温复合材料正用于例如燃气涡轮发动机的应用中。由CMC材料制造的部件与例如金属部件的典型部件相比具有较高温度能力，这可以允许改善的部件性能和/或增大的发动机温度。通常，燃气涡轮发动机包括布置成相互流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常包括呈串行流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段中一个或多个轴向压缩机逐渐地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导引到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，并接着被导引通过排气区段，例如，到大气。

更明确地说，燃气涡轮发动机限定用于导引燃烧气体通过发动机的流径。通常，多个喷嘴翼型件（或定子轮叶）和转子叶片翼型件（或转子叶片）在流径内延伸以用于从燃烧气体流提取动能。通常，喷嘴翼型件结合到流径边界壁或与流径边界壁成整体，使得在喷嘴翼型件与壁之间的结合连接或过渡处，在喷嘴翼型件上的力或负载转移到流径边界壁。因而，应力集中在喷嘴翼型件与壁之间的结合连接或过渡处引起，确切地说，在翼型件的前边缘与后边缘处。这些应力通常超过CMC材料的材料能力，这可阻止使用CMC材料，尽管其有益处。

因此，利用CMC材料的改善的流径组件将是合乎需要的。举例来说，包括从流径边界壁去耦使得将喷嘴翼型件上的负载或力转移通过不同于边界壁的结构的喷嘴翼型件的流径组件将是有益的。作为另一实例，包括用于控制或计量到流径组件的部件的冷却或冲洗流的特征的流径组件将是有用的。

具体地，本申请技术方案1涉及一种用于燃气涡轮发动机的流径组件，所述流径组件限定通过所述燃气涡轮发动机的流径，所述流径组件限定相互正交的轴向方向与径向方向，所述流径组件进一步限定围绕所述轴向方向延伸的圆周方向，所述流径组件包括：

喷嘴翼型件，所述喷嘴翼型件具有与第二端相对的第一端；

限定流径边界的壁，所述壁在其中具有开口，所述喷嘴翼型件的所述第二端突出穿过所述开口，使得所述喷嘴翼型件的所述第二端延伸到所述流径之外；

盖，所述盖在所述喷嘴翼型件的所述第二端上延伸；以及

附接构件，所述附接构件延伸穿过所述喷嘴翼型件的所述第二端和所述盖以将所述喷嘴翼型件的所述第二端附接到所述盖。

本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的流径组件，其特征在于，所述壁具有面向所述流径的内表面和相对的外表面，其中所述盖与所述壁的所述外表面成整体。

本申请技术方案3涉及根据技术方案1所述的流径组件，其特征在于，所述壁具有面向所述流径的内表面和相对的外表面，其中所述盖接合到所述壁的所述外表面。

本申请技术方案4涉及根据技术方案1所述的流径组件，其特征在于，所述附接构件限定延伸穿过所述附接构件的内部冷却过道。

本申请技术方案5涉及根据技术方案4所述的流径组件，其特征在于，所述附接构件限定从所述内部冷却过道延伸到所述附接构件的外部表面的流道。