專利名稱：沖擊冷卻的過渡件尾部框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及沖擊冷卻的過渡件尾部框架。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)通常包括壓縮進(jìn)口空氣的壓縮機(jī)和聯(lián)接到壓縮機(jī)的燃燒器，其 中壓縮的進(jìn)口空氣與其它可燃材料一起在燃燒器中燃燒。渦輪布置在燃燒器的下游以接 收燃燒材料以便燃燒材料的能量可用于例如產(chǎn)生電。過渡件典型地布置在燃燒器和渦輪 之間并形成燃燒材料通過其行進(jìn)的流體通道。近來，已進(jìn)行努力以通過使燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)更有效來改善燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的性 能。具有增加效率的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)經(jīng)歷一些期望的結(jié)果。其中的事實(shí)是，高效燃?xì)鉁u 輪發(fā)動機(jī)傾向于燃燒它們的較高百分比的輸入燃料。因此，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)然后可以以 較低成本操作并具有對排放更多的控制。這些努力的示例包括但不限于，監(jiān)測和控制燃 料混合物和噴射操作以及對壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪結(jié)構(gòu)的修改。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供渦輪發(fā)動機(jī)過渡件主體的尾部框架，該尾部框架 包括環(huán)形主體，其布置在限定在沖擊套筒和壓縮機(jī)排出罩之間的第一環(huán)形空間內(nèi)，位于 限定在過渡件主體和沖擊套筒之間的第二環(huán)形空間的尾部，并且包括具有面對第一環(huán)形 空間的第一表面和面對前環(huán)形空間的第二表面的主要部分。主要部分具有穿過其從環(huán)形 主體的第一表面處的進(jìn)口延伸到環(huán)形主體的第二表面處的出口的沖擊孔，以限定第一和 第二環(huán)形空間沿著其彼此連通的流體通路。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供渦輪發(fā)動機(jī)過渡件主體的尾部框架，該尾部框 架包括環(huán)形主體，其布置在限定在沖擊套筒和壓縮機(jī)排出罩之間的第一環(huán)形空間內(nèi)，位 于限定在過渡件主體和沖擊套筒之間的第二環(huán)形空間的尾部，并且包括具有面對第一環(huán) 形空間的第一表面和面對前環(huán)形空間的第二表面的主要部分。主要部分具有穿過其從環(huán) 形主體的第一表面處的進(jìn)口延伸到環(huán)形主體的第二表面處的出口的沖擊孔，以限定第一 和第二環(huán)形空間沿著其彼此排它地連通的流體通路。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供渦輪發(fā)動機(jī)，該渦輪發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)排出罩 (CDC)、過渡件主體、布置成與CDC —起界定第一環(huán)形空間和與過渡件主體一起界定第 二環(huán)形空間的沖擊套筒以及環(huán)形主體，其連接到過渡件主體和沖擊套筒以布置在第一環(huán) 形空間內(nèi)和第二環(huán)形空間的尾部，并包括具有面對第一環(huán)形空間的第一表面和面對第二 環(huán)形空間的第二表面的主要部分。主要部分具有穿過其從第一表面處的進(jìn)口延伸到第二 表面處的出口的沖擊孔，以限定第一和第二環(huán)形空間沿著其彼此連通的流體通路。從下列結(jié)合附圖的描述中，這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更明顯。


被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在本說明書最后的權(quán)利要求書中特別指出并清楚地要 求。本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)從下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪燃燒器的分段的剖面圖；圖2A，2B和2C是過渡件尾部框架的一部分的剖面圖；和圖3是圖2A，2B和2C的過渡件的軸向剖面圖；以及圖4是圖2的尾部框架的徑向示意圖。通過參考圖紙的示例，詳細(xì)的說明解釋本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征而沒有 限制。部件列表IA沖擊氣流10燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)15壓縮機(jī)排出罩16內(nèi)表面20過渡件21外表面22第二 /前環(huán)形空間23第一 /外環(huán)形空間24 邊緣25 頭端30尾部框架31環(huán)形主體32主要部分33外表面33a 進(jìn)口34前表面34a 出口35 邊緣40噴嘴級50沖擊套筒51密封件接收槽52接近端口53額外密封件54第二密封件接收槽55沖擊套筒密封件60沖擊孑L61 側(cè)壁62第一分段63第二分段
64第三分段70額外沖擊孔
具體實(shí)施例方式參考圖1，尾部框架30上的沖擊氣流冷卻效應(yīng)可在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10中實(shí)現(xiàn)。 渦輪發(fā)動機(jī)10可包括具有內(nèi)表面16的壓縮機(jī)排出罩(CDC)15，該內(nèi)表面16接收來自例 如壓縮機(jī)的高壓沖擊空氣。包括外表面21的過渡件主體20布置在CDC15內(nèi)。然后布 置沖擊套筒50以在沖擊套筒50和CDC15的內(nèi)表面16以及尾部框架30的外表面33之間 界定第一或外環(huán)形空間23。沖擊套筒50還與過渡件主體20的外表面21相協(xié)作界定第二 或前環(huán)形空間22。頭端25可操作地布置在過渡件主體20的上游并可至少與前環(huán)形空間22連通。 頭端25因此可接收沖擊氣流(IA)，該沖擊氣流將從外環(huán)形空間23穿過尾部框架30的沖 擊孔60行進(jìn)，如下所述。參考圖2A，2B，2C以及圖3，尾部框架30包括環(huán)形主體31，其布置在外環(huán)形 空間23內(nèi)并位于前環(huán)形空間22的尾部的軸向位置處。環(huán)形主體31包括主要部分32、定 向?yàn)槊鎸ν猸h(huán)形空間23的外表面33以及定向?yàn)槊鎸η碍h(huán)形空間22的前表面34。沖擊孔60延伸穿過主要部分32。流體通路從外表面33處的進(jìn)口 33a穿過沖擊 孔60延伸到前表面34處的出口 34a，以便外環(huán)形空間23和前環(huán)形空間22連通以及在一 些實(shí)施例中排它地連通。由于通過沖擊孔60能夠彼此連通的外環(huán)形空間23和前環(huán)形空間22，可能的是， 高壓沖擊氣流(IA)可引導(dǎo)為從外環(huán)形空間23流過沖擊孔60并流向前環(huán)形空間22。沖 擊氣流在這種情況下將接觸并因此冷卻沖擊孔60的側(cè)壁61。側(cè)壁61的冷卻提高主要部 分32的冷卻。例如通過焊接到過渡件主體20的邊緣24的主要部分32的邊緣35，主要部分32 連接到過渡件主體20。沖擊套筒50的沖擊套筒密封件55可提供外環(huán)形空間23和前環(huán)形空間22之間的 密封。這種密封防止外環(huán)形空間23和前環(huán)形空間22之間除了通過沖擊孔60發(fā)生的那些 連通以外的連通。主要部分32具有用于接收沖擊套筒密封件55的密封件接收槽51。如 圖2B所示，在一些實(shí)施例中，密封件接收槽51形成有接近端口 52以在與外環(huán)形空間23 連通的密封件接收槽51的內(nèi)部和沖擊孔60之間提供流體通道。如圖2A和2C所示，額 外密封件53可接收在第二密封件接收槽54 (尤其見圖2C)中，用于將主要部分32聯(lián)接到 噴嘴級40。參考圖2A和圖3，沖擊孔60可限定為具有第一分段62和第二分段63，第一分 段62可在相對于過渡件主體20的中心軸線的大致徑向方向上延伸穿過主要部分32，第二 分段63可在相對于過渡件主體20的中心軸線的大致軸向方向上延伸穿過主要部分32。 由于這種構(gòu)造，從外環(huán)形空間23移動進(jìn)入沖擊孔60的沖擊氣流最初可在大致徑向方向上 行進(jìn)穿過第一分段62，然后在抵達(dá)第二分段63時(shí)沖擊氣流在大致軸向方向上行進(jìn)朝向前 環(huán)形空間22。在一些實(shí)施例中，沖擊孔60可限定為多個(gè)沖擊孔60。此時(shí)，多個(gè)沖擊孔60中的每一個(gè)可如上所述地成形，并且此外可排列成通過環(huán)形主體31的主要部分32的沖擊孔 60的環(huán)形陣列。在一些情況下，該陣列可以以沖擊孔60為特征，該沖擊孔彼此相距相同 的周向間隔進(jìn)行布置，或者在其它情況下，布置在已知的經(jīng)歷高操作溫度并因此要求較 大冷卻能力的主要部分32的預(yù)選周向區(qū)域處。參考圖4，由于沖擊孔60限定為多個(gè)沖擊孔60，多個(gè)沖擊孔60中的每個(gè)還可限 定為具有各自的第三分段64，其可在大致周向方向上延伸并允許沖擊氣流通過主要部分 32的部分在相對于過渡件主體20的中心軸線的周向方向上從一個(gè)沖擊孔60前進(jìn)到另一 個(gè)。因此，多個(gè)沖擊孔60可構(gòu)造成彼此連通，并且主要部分的較大部分可通過沖擊氣流 進(jìn)行冷卻。第三分段64可定位在主要部分32內(nèi)的各種軸向和徑向位置處。也就是說，第 三分段64可定位成與任何特定沖擊孔60的第一分段62和第二分段63中的一個(gè)或兩個(gè)連 通。此外，第三分段64可布置成彼此軸向?qū)R，或者如圖3所示，它們可以以蛇狀構(gòu)造 進(jìn)行布置，其中不同沖擊孔60的各自第三分段64可在變化的和/或交替的軸向位置處延 伸穿過主要部分32。主要部分32的額外冷卻也可通過額外沖擊孔70提供，如圖2B，2C和圖4所 示。額外沖擊孔70從沖擊孔60朝向主要部分32的尾部表面延伸。由于此構(gòu)造，通過 額外沖擊孔70的沖擊氣流冷卻主要部分32的尾部分段。盡管已僅僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)容易理解的是， 本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施例。相反，本發(fā)明可修改以包含此前未描述但與本發(fā)明的 精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變更、修改、替換或等價(jià)布置。此外，盡管已描述了本發(fā) 明的不同實(shí)施例，但是應(yīng)理解的是，本發(fā)明的方面可僅僅包括所述實(shí)施例的一些。因 此，本發(fā)明不應(yīng)視為由上述說明所限制，而是僅僅由所附權(quán)利要求的范圍所限制。
權(quán)利要求
1.一種渦輪發(fā)動機(jī)(10)過渡件主體(20)的尾部框架(30)，其包括環(huán)形主體(31)，其布置在限定在沖擊套筒(50)和壓縮機(jī)排出罩(15)之間的第一環(huán)形 空間(23)內(nèi)，位于限定在所述過渡件主體(20)和所述沖擊套筒(50)之間的第二環(huán)形空 間(22)的尾部，并且包括具有面對所述第一環(huán)形空間(23)的第一表面(33)和面對所述 前環(huán)形空間(34)的第二表面(34)的主要部分(32)，所述主要部分(32)具有穿過其從所述環(huán)形主體(31)的第一表面(33)處的進(jìn)口(33a) 延伸到所述環(huán)形主體(31)的第二表面(34)處的出口(34a)的沖擊孔(60)，以限定所述第 一環(huán)形空間(23)和第二環(huán)形空間(22)沿著其彼此連通的流體通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾部框架(30)，其特征在于，所述主要部分(32)成形為限 定與所述沖擊孔(60)連通的密封件接收槽(51)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾部框架(30)，其特征在于，所述沖擊孔(60)限定為具有 在徑向方向上延伸的第一分段(62)和在軸向方向上延伸的第二分段(63)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尾部框架(30)，其特征在于，所述沖擊孔(60)限定為具有 在周向方向上延伸的第三分段(64)。
5.一種渦輪發(fā)動機(jī)(10)過渡件主體(20)的尾部框架(30)，其包括環(huán)形主體(31)，其布置在限定在沖擊套筒(50)和壓縮機(jī)排出罩(15)之間的第一環(huán)形 空間(23)內(nèi)，位于限定在所述過渡件主體(20)和所述沖擊套筒(50)之間的第二環(huán)形空 間(22)的尾部，并且包括具有面對所述第一環(huán)形空間(23)的第一表面(33)和面對所述 前環(huán)形空間(22)的第二表面(34)的主要部分(32)，所述主要部分(32)具有穿過其從所述環(huán)形主體(31)的第一表面(33)處的進(jìn)口(33a) 延伸到所述環(huán)形主體(31)的第二表面(34)處的出口(34a)的沖擊孔(60)，以限定所述第 一環(huán)形空間(23)和第二環(huán)形空間(22)沿著其彼此排它地連通的流體通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的尾部框架(30)，其特征在于，所述沖擊孔(60)限定為具有 在徑向方向上延伸的第一分段(62)和在軸向方向上延伸的第二分段(63)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尾部框架(30)，其特征在于，所述沖擊孔(60)限定為具有 在周向方向上延伸的第三分段(64)。
8.一種渦輪發(fā)動機(jī)(10)，其包括壓縮機(jī)排出罩(CDC) (15)；過渡件主體(20)；沖擊套筒(50)，其布置成與所述CDC (15) —起界定第一環(huán)形空間(23)和與所述過 渡件主體(20) —起界定第二環(huán)形空間(22)；以及環(huán)形主體(31)，其連接到所述過渡件主體(20)和所述沖擊套筒(50)以布置在所述 第一環(huán)形空間(23)內(nèi)和位于所述第二環(huán)形空間(22)的尾部，并包括具有面對所述第一環(huán) 形空間(23)的第一表面(33)和面對所述第二環(huán)形空間(22)的第二表面(34)的主要部分 (32)，所述主要部分(32)具有穿過其從所述第一表面(33)處的進(jìn)口(33a)延伸到所述第 二表面(34)處的出口(34a)的沖擊孔(60)，以限定所述第一環(huán)形空間(23)和第二環(huán)形空 間(22)沿著其彼此連通的流體通路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動機(jī)(10)，其特征在于，所述渦輪發(fā)動機(jī)還包括頭 端(25)，其布置在所述過渡件主體(20)的上游并與所述第二環(huán)形空間(22)連通。
全文摘要
本發(fā)明提供沖擊冷卻的過渡件尾部框架。渦輪發(fā)動機(jī)過渡件主體的尾部框架包括環(huán)形主體，其布置在限定在沖擊套筒和壓縮機(jī)排出罩之間的第一環(huán)形空間內(nèi)，位于限定在過渡件主體和沖擊套筒之間的第二環(huán)形空間的尾部，并且包括具有面對第一環(huán)形空間的第一表面和面對前環(huán)形空間的第二表面的主要部分。主要部分具有穿過其從環(huán)形主體的第一表面處的進(jìn)口延伸到環(huán)形主體的第二表面處的出口的沖擊孔，以限定第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間沿著其彼此連通的流體通路。
文檔編號F02C7/22GK102011651SQ20101028713
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者J·D·貝里, K·W·麥馬漢 申請人:通用電氣公司