專利名稱：碎塊容納組件和用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所述的主題總體上涉及渦輪，例如，諸如渦輪增壓器(turbocharger)和發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向渦輪。
背景技術(shù)：
已知的車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如動(dòng)力推動(dòng)軌道車輛和野外車輛(OHV)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括諸如軸向渦輪的渦輪。渦輪可用于渦輪增壓器中，渦輪增壓器是車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分或與其流體聯(lián)接。備選地，渦輪可與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)聯(lián)接。渦輪包括與盤結(jié)合的葉片，該盤與軸結(jié)合。葉片、盤和軸位于潤輪的防護(hù)護(hù)罩(shroud)內(nèi)。護(hù)罩接納接合葉片并使葉片旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)流體。葉片的旋轉(zhuǎn)使軸旋轉(zhuǎn)。軸的旋轉(zhuǎn)可用來生成電流或其它動(dòng)力。例如，軸可與基于軸的旋轉(zhuǎn)而形成電流的交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)結(jié)合。當(dāng)葉片和盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪可經(jīng)歷嚴(yán)重的失效。在這種失效期間，一個(gè)或多個(gè)葉片可與盤分離并脫離。另外，盤可斷裂并且盤的一塊或更多塊可脫離。脫離的葉片和塊會(huì)以相當(dāng)快的速度移動(dòng)并具有相對(duì)大的動(dòng)能和/或動(dòng)量。護(hù)罩可定位成吸收脫離的葉片的一部分能量和動(dòng)量。但是，高賦能葉片和盤塊可沖破護(hù)罩并損傷附近的其它設(shè)備或人員。一些渦輪具有被制造成很大且很厚的護(hù)罩。較大的護(hù)罩可能夠吸收所脫離的葉片和盤塊的更多能量和/或動(dòng)能，但是護(hù)罩的大尺寸妨礙渦輪在一個(gè)或更多機(jī)器或發(fā)動(dòng)機(jī)中使用。例如，渦輪待定位于其中的空間可具有相對(duì)小的經(jīng)其裝載渦輪的開口。如果護(hù)罩過大，則渦輪可能無法被置于該空間中。結(jié)果，要在護(hù)罩的強(qiáng)度與護(hù)罩的大小之間進(jìn)行權(quán)衡。一方面，渦輪可具有相對(duì)弱的護(hù)罩，其能夠裝配在相對(duì)狹窄的空間中。另一方面，渦輪可具有相對(duì)大且更牢固的護(hù)罩，其不能裝配在相對(duì)狹窄的空間中。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于渦輪的碎塊容納組件。該碎塊容納組件包括多個(gè)帶，其配置在渦輪的護(hù)罩周圍并定位成使得護(hù)罩沿從渦輪的軸向外延伸的徑向方向配置在渦輪的葉片與帶之間。帶包括在至少260攝氏度的溫度下具有比護(hù)罩的第二韌性模量(toughness module)參數(shù)大的第一韌性模量參數(shù)的材料。帶配置在護(hù)罩周圍以防止由渦輪失效所造成的渦輪的碎片沿徑向方向釋放到帶的外部。本文公開的另一實(shí)施例提供一種用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法。該方法包括形成多個(gè)帶，其材料在至少260攝氏度的溫度下具有比渦輪的護(hù)罩的第二韌性模量參數(shù)大的第一韌性模量參數(shù)；以及將帶定位在護(hù)罩的外周周圍，使得帶沿從渦輪的軸向外延伸的徑向方向與渦輪的葉片對(duì)齊，其中帶配置在護(hù)罩周圍以防止渦輪失效造成渦輪的碎片沿徑向方向釋放到帶的外部。在另一實(shí)施例中，公開了一種用于渦輪的碎塊容納組件。該組件包括容納環(huán)，其構(gòu)造成沿從渦輪的軸向外延伸的徑向方向在渦輪的葉片與護(hù)罩的內(nèi)表面之間插入渦輪的護(hù)罩中；以及角向(angular)護(hù)殼(armor)本體,其成形為沿徑向方向在潤輪的葉片與容納環(huán)之間配置在護(hù)罩內(nèi)。角向護(hù)殼本體定位在護(hù)罩內(nèi)使得角向護(hù)殼本體與護(hù)罩的內(nèi)表面間隔開。當(dāng)碎片撞擊角向護(hù)殼本體時(shí)，角向護(hù)殼本體通過相對(duì)于護(hù)罩或容納環(huán)中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)來吸收渦輪的碎片的角動(dòng)量。另一實(shí)施例提供一種用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法。該方法包括將容納環(huán)插入渦輪的護(hù)罩中，使得容納環(huán)沿從渦輪的軸向外延伸的徑向方向配置在渦輪的葉片與護(hù)罩的內(nèi)表面之間；以及將角向護(hù)殼本體沿徑向方向在渦輪的葉片與容納環(huán)之間定位在護(hù)罩內(nèi)，該角向護(hù)殼本體與護(hù)罩的內(nèi)表面間隔開。當(dāng)碎片在渦輪失效期間釋放并撞擊角向護(hù)殼本體時(shí)，角向護(hù)殼本體通過相對(duì)于護(hù)罩或容納環(huán)中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)來吸收渦輪的碎片的角動(dòng)量。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的渦輪和碎塊容納組件的局部剖視圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處于部分組裝構(gòu)型中的圖1中所示的渦輪的護(hù)罩和圖1中所示的碎塊容納組件的平面視圖。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的由圖1中所示的帶材(ribbon)疊層形成的若干個(gè)帶的平面圖。圖4是用于形成圖1中所示的護(hù)罩或帶的(多種)材料的樣品的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的示例。圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法的流程圖。圖6是根據(jù)另一實(shí)施例的渦輪和碎塊容納組件的局部剖視圖。圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖6中所示的碎塊容納組件的圖6中所示的帶的透視圖。圖8是根據(jù)另一實(shí)施例用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法的流程圖。圖9是根據(jù)另一實(shí)施例的渦輪和碎塊容納組件的局部剖視圖。圖10示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖9中所示的護(hù)罩插件的透視圖。圖11是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖9中所示的容納環(huán)的透視圖。圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖9中所示的護(hù)殼本體的透視圖。圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖9中所示的渦輪和圖9中所示的碎塊容納組件的另一截面圖。圖14是根據(jù)另一實(shí)施例用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，將更好地理解以上簡要說明及以下對(duì)本文所述的主題的特定實(shí)施例的詳細(xì)說明。如文中所用地，以單數(shù)敘述并前接用詞“一”或“一個(gè)”的元件或步驟應(yīng)該理解為不排除多個(gè)所述元件或步驟，除非明確地陳述了這種排除。此外，對(duì)本文所述的主題的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的談及并非旨在解釋為排除也結(jié)合了所敘述的特征的另外的實(shí)施例的存在。此外，除非相反地明確陳述，否則“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包括另外的不具有該特性的此類元件。圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的渦輪100和碎塊容納組件102的局部剖視圖。在圖示的實(shí)施例中，渦輪100是從諸如動(dòng)力推動(dòng)軌道車輛或OHV的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)接收排氣的渦輪增壓器中可包括的軸向渦輪100。渦輪100包括沿中心軸線106定向的軸104。若干葉片108與盤126結(jié)合，該盤126與軸104結(jié)合。葉片108以風(fēng)扇狀布置配置在軸104周圍。葉片108位于防護(hù)護(hù)罩110內(nèi)。護(hù)罩110包括吸入口 112，諸如氣體或液體的流體經(jīng)該吸入口 112進(jìn)入渦輪100。流體沿大體平行于中心軸線106的方向通過葉片108。當(dāng)流體移動(dòng)通過護(hù)罩110時(shí)，流體使葉片108繞中心軸線106旋轉(zhuǎn)。例如，葉片108在圖1中所示的視圖中可沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。葉片108的旋轉(zhuǎn)使軸104沿相似的方向旋轉(zhuǎn)。軸104可與交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)(未示出)結(jié)合，以將軸104的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電流。該電流可用來為諸如推進(jìn)車輛(未示出)的牽引電機(jī)(未示出)的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載供電。碎塊容納組件102包括配置在護(hù)罩110的外周116周圍的多個(gè)帶130。在圖示的實(shí)施例中，護(hù)罩Iio的外周116包括護(hù)罩110的外表面的與葉片108徑向方向?qū)R的部分。例如，外周116可包括護(hù)罩110的沿從中心軸線106和軸104向外延伸的徑向方向118與葉片108對(duì)齊的部分。在圖1中所示的實(shí)施例中，徑向方向118垂直于中心軸線106。帶130配置在護(hù)罩110的外側(cè)，使得護(hù)罩110沿徑向方向118配置在帶130與葉片108之間。帶130可鄰接護(hù)罩110的外表面。在圖示的實(shí)施例中，通過將長形(elongate)帶材114纏繞在護(hù)罩110的外周116周圍來形成帶130。例如，帶130可包括通過長形連續(xù)帶材114在護(hù)罩110周圍的螺旋纏繞而形成的多個(gè)疊層。帶材114的每一個(gè)疊層都可代表帶130中的一個(gè)。帶130在本文中也稱為徑向方向?qū)R的帶130，這是因?yàn)樾纬蓭?30的帶材114的疊層沿徑向方向118彼此徑向?qū)R。碎塊容納組件102配置在護(hù)罩110的外周116周圍，以在渦輪100的失效期間防止渦輪100的碎塊釋放到碎塊容納組件102的外部。例如，在渦輪100的失效期間，當(dāng)葉片108、盤126和軸104正在以相對(duì)快的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片108中的一個(gè)或多個(gè)可折斷并與盤126分離。另外，盤126在渦輪100的失效期間可折斷為較小的塊。脫離的葉片108和/或盤126的區(qū)段朝向護(hù)罩110和碎塊容納組件102大體沿徑向方向118徑向方向向外移動(dòng)。碎塊容納組件102通過防止葉片108和/或盤126的區(qū)段經(jīng)過碎塊容納組件102來防止所脫離的葉片108和/或盤126的區(qū)段從渦輪100逸出。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例處于部分裝配構(gòu)型中的渦輪100的護(hù)罩110和碎塊容納組件102的平面圖。渦輪100的葉片108 (在圖1中示出)、盤126 (在圖1中示出)和軸104(在圖1中示出)在圖2中未示出。在圖示的實(shí)施例中，徑向?qū)R的帶130由在相對(duì)端202、204之間連續(xù)延伸的帶材114形成。端部202可聯(lián)接到護(hù)罩110上，諸如通過將端部202焊接到護(hù)罩110上或以其它方式將端部202固定到護(hù)罩110上。端部202聯(lián)接到護(hù)罩110上且?guī)Р?14螺旋地纏繞在護(hù)罩110的外周116周圍，使得帶材114包圍由護(hù)罩110限定的吸入口 112并形成多個(gè)疊層。在圖示的實(shí)施例中，帶材114沿逆時(shí)針方向纏繞在護(hù)罩110上。備選地，帶材114可沿順時(shí)針方向纏繞在護(hù)罩110周圍。當(dāng)完成將帶材114纏繞到護(hù)罩110上時(shí)，相對(duì)端部204可與帶材114聯(lián)接。帶材114可沿葉片108旋轉(zhuǎn)的相同方向纏繞在護(hù)罩110周圍。例如，如果葉片108從圖2中所示的視角沿逆時(shí)針方向圍繞中心軸線106旋轉(zhuǎn)，則帶材114也可沿逆時(shí)針方向纏繞在護(hù)罩110周圍。備選地，帶材114可沿與葉片108旋轉(zhuǎn)的相反的方向纏繞在護(hù)罩110的周圍。如果葉片108沿逆時(shí)針方向圍繞中心軸線106旋轉(zhuǎn)，則帶材114可沿順時(shí)針方向纏繞在護(hù)罩110的周圍。徑向?qū)R的帶130可從形成帶材114的材料的卷筒200供應(yīng)。帶材114可以是能被卷繞到并儲(chǔ)存在卷筒200上以及從卷筒200展開到護(hù)罩110上以形成碎塊容納組件102的大致平面或板狀本體。帶材114被解開到護(hù)罩110上使得帶材114自相重疊。如圖1和2中所示，帶材114自相重疊。例如，帶材114可具有在帶材114的相對(duì)上側(cè)208和下側(cè)210 (也在圖1中示出)之間延伸的厚度尺寸206 (在圖2中示出)。帶材114自相重疊使得帶材的第一區(qū)段的上側(cè)208接合帶材114的覆蓋第一區(qū)段的不同的第二段的下側(cè)210。備選地，可提供多個(gè)帶材114。例如，帶材114可被切割成區(qū)段，其中每一區(qū)段都圍繞護(hù)罩Iio的外周116的一部分延伸。在這種實(shí)施例中，帶材114的區(qū)段可呈在外周116的一部分上延伸的弧形。在另一實(shí)施例中，可提供均圍繞護(hù)罩110的外周116延伸一次的若干帶材114。例如，可將第一帶材114卷繞到護(hù)罩110上使得第一帶材114包圍外周116一次。然后，可將第二、不同的帶材114卷繞到第一帶材114上，使得第二帶材114也包圍外周116 —次?？梢砸源朔绞綄⒘硗獾膸Р?14單獨(dú)卷繞到下方的帶材114上。碎塊容納組件102可被改裝到已有的渦輪100上。在渦輪100已制成和/或插入機(jī)器或發(fā)動(dòng)機(jī)后可通過將帶材114纏繞在護(hù)罩110周圍來向渦輪100添加碎塊容納組件102。例如，在將碎塊容納組件102聯(lián)接到護(hù)罩110上前渦輪100可已經(jīng)制成并使用了一次或更多次。在一個(gè)實(shí)施例中，可在渦輪100已被置于發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器的內(nèi)部后沿徑向方向118向渦輪100添加碎塊容納組件102而擴(kuò)大渦輪100的大小?？蓪u輪100裝載到發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器的不夠大以包括相對(duì)厚的護(hù)罩110的開口中。在將渦輪100插入發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器后，可將碎塊容納組件102置于護(hù)罩110周圍，以使護(hù)罩110的有效厚度增大到原本將妨礙護(hù)罩110被置于發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)器中的厚度。回到對(duì)圖1中所示的碎塊容納組件102的論述,在圖示的實(shí)施例中，帶材114包括從上側(cè)208突出的突出體(dimple) 128。突出體128是帶材114的從上側(cè)208向外突出的延伸體。備選地，下側(cè)210可包括突出體128或上側(cè)208和下側(cè)210兩者都可包括突出體128。在另一實(shí)施例中，帶材114不包括突出體128。突出體128從上側(cè)208延伸以便接合帶材114的重疊區(qū)段的下側(cè)210并在空間上分離帶材114的重疊區(qū)段。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例由帶材114的疊層形成的若干徑向?qū)R的帶130A、130B、130C的平面圖。圖3中所示的視圖是碎塊容納組件102的一部分的放大視圖。帶130A、130B、130C代表由帶材114的彼此重疊的部分形成的不同帶130。在一個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)帶130A、130B或130C包括圍繞護(hù)罩110延伸一次的一層帶材114。如圖3中所示，從下帶130A的上側(cè)208突出的突出體128接合中間帶130B的下側(cè)210。從中間帶130B的上側(cè)208突出的突出體128接合上帶130C的下側(cè)210。突出體128位于帶130A、130B、130C之間以在相鄰的重疊帶130A、130B、130C之間提供氣隙306。例如，下帶130A的突出體128通過氣隙306在空間上將相鄰的下帶130A和中間帶130B彼此分離。中間帶130B的突出體128通過氣隙306在空間上將中間帶130B和上帶130C彼此分離。碎塊容納組件102在渦輪100 (在圖1中示出)失效時(shí)通過吸收由于渦輪100的失效而形成的碎片的動(dòng)能和/或角動(dòng)量時(shí)而防止葉片108 (在圖1中示出)和/或盤126 (在圖1中示出)的區(qū)段沖破碎塊容納組件102。碎片可包括當(dāng)脫離的葉片108和/或盤126的區(qū)段撞擊護(hù)罩110時(shí)由于護(hù)罩110破裂而產(chǎn)生的脫離的葉片108、盤126的區(qū)段和/或護(hù)罩110的區(qū)段。碎塊容納組件102可通過容許徑向?qū)R的帶130的相對(duì)移動(dòng)而吸收碎片的能量和動(dòng)量。例如，當(dāng)碎片撞擊碎塊容納組件102時(shí)，帶130中的兩個(gè)或更多個(gè)可沿不同或相對(duì)的方向移動(dòng)。當(dāng)帶130沿不同方向移動(dòng)時(shí)，帶130吸收碎片的能量和動(dòng)量。例如，帶130可伸展、移動(dòng)和/或彼此刮擦。由碎片所造成的帶130之間的伸展和/或相對(duì)移動(dòng)可導(dǎo)致至少一部分動(dòng)能和動(dòng)量轉(zhuǎn)換為由在相對(duì)于彼此移動(dòng)的相鄰帶130之間的刮擦或摩擦所造成的熱量或熱能。吸收碎片的能量和動(dòng)量可減小或消除釋放到碎塊容納組件102的外部的碎片的量。在一個(gè)實(shí)施例中，氣隙306容許帶130A、130B、130C相對(duì)于彼此的另外的移動(dòng)。氣隙306提供了用于相鄰帶130A、130B、130C在彼此接觸前伸展的另外的空間。例如，當(dāng)碎片撞擊下帶130A時(shí)，下帶130A可隨著下帶130A朝中間帶130B被迫壓并被向上迫壓到下帶130A與中間帶130B之間的氣隙306中而吸收碎片的一部分動(dòng)能和動(dòng)量。下帶130A移向中間帶130B并在下帶130A的上側(cè)208撞擊中間帶130B的下側(cè)210前至少部分地使氣隙306塌縮。在一個(gè)實(shí)施例中，帶材114被纏繞在護(hù)罩110(在圖1中示出)周圍以形成徑向?qū)R的帶130的方向是基于葉片108(在圖1中示出)在渦輪100的操作期間旋轉(zhuǎn)的方向。如上所述，帶材114可沿與葉片108旋轉(zhuǎn)相同或相反的方向被螺旋地纏繞在外周110周圍。如果帶材114沿葉片108旋轉(zhuǎn)的反方向纏繞在護(hù)罩110周圍，則在渦輪100的失效期間當(dāng)碎片撞擊帶130時(shí)帶130可在護(hù)罩110周圍收緊(tighten)。例如，撞擊下帶130A的碎片可具有使下帶130A相對(duì)于護(hù)罩110移動(dòng)的一定角動(dòng)量。下帶130A可沿使重疊的帶130A、130B、130C在護(hù)罩110上收緊的方向移動(dòng)。帶130A、130B、130C的這種移動(dòng)可致使帶材114被更緊地纏繞在護(hù)罩110周圍。帶材114收緊在護(hù)罩110上可協(xié)助帶130A、130B、130C以防止另外的碎片沖破碎塊容納組件102并從其逸出。備選地，帶材114沿與葉片108(在圖1中示出)旋轉(zhuǎn)的相同方向纏繞在護(hù)罩110(在圖1中示出)周圍。撞擊下帶130A的碎片的角動(dòng)量可致使下帶130A沿致使重疊的帶130A、130B、130C在護(hù)罩110周圍松弛的方向相對(duì)于護(hù)罩110移動(dòng)。例如，碎片的角動(dòng)量可致使帶130A、130B、130C沿與帶材114被纏繞在護(hù)罩110周圍的相同方向移動(dòng)。帶130A、130BU30C的這種移動(dòng)可致使帶材114在護(hù)罩110周圍松弛。帶材114在護(hù)罩110上的松弛可以致使帶130A、130B、130C進(jìn)一步移動(dòng)分開。例如，帶材114的松弛可擴(kuò)大在帶130A、130B、130C之間的氣隙306。擴(kuò)大的氣隙306可容許帶130A、130B、130C在帶130A、130B、130C彼此接合或接觸前從碎片吸收更多能量。在一個(gè)實(shí)施例中，碎塊容納組件102由具有比護(hù)罩110更大的強(qiáng)度和/或延展性的一種或更多材料形成。碎塊容納組件102的較大強(qiáng)度和/或延展性容許碎塊容納組件102相對(duì)于護(hù)罩110從失效的渦輪100吸收碎片的更多能量和/或動(dòng)量。在一個(gè)實(shí)施例中，碎塊容納組件102的帶130具有比護(hù)罩110的韌性模量參數(shù)更大的韌性模量參數(shù)。韌性模量參數(shù)可基于形成帶130和護(hù)罩110的材料的一種或多種特性。在一個(gè)實(shí)施例中，韌性模量參數(shù)基于材料的最終拉伸強(qiáng)度特性、屈服強(qiáng)度特性、和/或失效伸長率特性。例如，韌性模量參數(shù)可基于以下關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種用于渦輪的碎塊容納組件，所述組件包括 多個(gè)帶，其配置在所述渦輪的護(hù)罩周圍且定位成使得所述護(hù)罩沿從所述渦輪的軸向外延伸的徑向方向配置在所述渦輪的葉片與所述帶之間，所述帶包括在至少260攝氏度的溫度下具有比所述護(hù)罩的第二韌性模量參數(shù)大的第一韌性模量參數(shù)的材料，其中，所述帶配置在所述護(hù)罩周圍以防止所述渦輪的失效造成所述渦輪的碎片沿所述徑向方向釋放到所述帶的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述帶由螺旋地纏繞在所述護(hù)罩的外周周圍的長形帶材形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述帶中的每一個(gè)都被限定為覆蓋所述帶材的另一層和/或由所述帶材的另一層覆蓋的所述一層帶材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述帶沿所述徑向方向彼此對(duì)齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述帶形成為盤，每個(gè)盤都包圍中心開口，所述盤在所述護(hù)罩的外周周圍延伸，所述護(hù)罩至少部分地配置在所述盤的中心開口內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述軸沿中心軸線定向并且所述帶沿平行于所述中心軸線的方向彼此對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述帶中的每一個(gè)都在相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)之間延伸，所述第一側(cè)包括接合相鄰的一個(gè)帶的第二側(cè)的突出的突出體，所述突出體通過氣隙將所述帶分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述第一韌性模量參數(shù)和第二韌性模量參數(shù)分別基于所述帶和所述護(hù)罩的最終拉伸強(qiáng)度特性、屈服強(qiáng)度特性、或失效伸長率特性中的至少一個(gè)。
9.一種用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法，所述方法包括 形成多個(gè)帶，其材料在至少260攝氏度的溫度下具有比所述渦輪的護(hù)罩的第二韌性模量參數(shù)大的第一韌性模量參數(shù)，其中，所述渦輪的葉片在所述護(hù)罩內(nèi)旋轉(zhuǎn)；以及 將所述帶定位在所述護(hù)罩的外周周圍，使得所述帶沿從所述渦輪的軸向外延伸的徑向方向與所述渦輪的葉片對(duì)齊，其中，所述帶配置在所述護(hù)罩周圍以防止所述渦輪的失效造成所述渦輪的碎片沿所述徑向方向釋放到所述帶的外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述形成步驟包括形成具有所述第一韌性模量參數(shù)的材料的長形帶材且所述定位步驟包括將所述帶材螺旋地纏繞在所述護(hù)罩的外周周圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述帶中的每一個(gè)都在所述定位步驟期間形成為覆蓋所述帶材的另一層和/或由所述帶材的另一層覆蓋的一層帶材。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括使所述帶沿所述徑向方向彼此對(duì)齊。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述形成步驟包括將所述帶形成為具有所述第一韌性模量參數(shù)的材料的盤，所述盤包圍中心開口，所述護(hù)罩至少部分地配置在所述中心開口內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述渦輪包括軸，所述葉片與所述軸互連且所述軸沿中心軸線定向，所述定位步驟包括使所述帶沿平行于所述中心軸線的方向彼此對(duì)齊。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述形成步驟包括將所述帶中的每一個(gè)都設(shè)置為在相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)之間延伸，所述第一側(cè)包括突出的突出體，所述定位步驟包括通過由所述突出體所形成的氣隙使相鄰的帶彼此分離。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述第一韌性模量參數(shù)和第二韌性模量參數(shù)分別基于所述帶和所述護(hù)罩的最終拉伸強(qiáng)度特性、屈服強(qiáng)度特性、或失效伸長率特性中的至少一種。
17.一種用于渦輪的碎塊容納組件，所述組件包括容納環(huán)，其構(gòu)造成沿從所述渦輪的軸向外延伸的徑向方向在所述渦輪的葉片與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間插入所述渦輪的護(hù)罩中；以及角向護(hù)殼本體，其成形為沿所述徑向方向在所述渦輪的葉片與所述容納環(huán)之間配置在所述護(hù)罩內(nèi)，所述角向護(hù)殼本體定位在所述護(hù)罩內(nèi)，使得所述角向護(hù)殼本體與所述護(hù)罩的內(nèi)表面間隔開，其中，當(dāng)碎片撞擊所述角向護(hù)殼本體時(shí)，所述角向護(hù)殼本體通過相對(duì)于所述護(hù)罩或所述容納環(huán)中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)來吸收所述渦輪的碎片的角動(dòng)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，所述組件還包括構(gòu)造成在所述容納環(huán)與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間插入所述護(hù)罩中的柱形護(hù)罩插件，其中，所述容納環(huán)、所述角向護(hù)殼本體、或所述護(hù)罩插件中的一個(gè)或多個(gè)在所述渦輪失效期間相對(duì)于所述容納環(huán)、所述角向護(hù)殼本體、或所述護(hù)罩插件中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)，以吸收所述碎片的角動(dòng)量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于，所述柱形護(hù)罩插件與所述容納環(huán)聯(lián)接。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，所述角向護(hù)殼本體限定在所述角向護(hù)殼本體與所述容納環(huán)之間的空隙，所述角向護(hù)殼本體定位成當(dāng)所述碎片撞擊所述角向護(hù)殼本體時(shí)塌縮到所述空隙中以吸收所述碎片的能量。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，所述角向護(hù)殼本體具有比所述容納環(huán)的第二熱膨脹系數(shù)(CTE)特性小的第一 CTE特性。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，所述容納環(huán)和所述角向護(hù)殼本體經(jīng)所述護(hù)罩的吸入口插入所述護(hù)罩中和在所述葉片與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間。
23.一種用于向渦輪添加碎塊容納組件的方法，所述方法包括將容納環(huán)插入所述渦輪的護(hù)罩中，使得所述容納環(huán)沿從所述渦輪的軸向外延伸的徑向方向配置在所述渦輪的葉片與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間；以及沿所述徑向方向在所述渦輪的葉片與所述容納環(huán)之間將所述角向護(hù)殼本體配置在所述護(hù)罩內(nèi)，所述角向護(hù)殼本體與所述護(hù)罩的內(nèi)表面間隔開，其中，當(dāng)碎片在所述渦輪的失效期間被釋放并撞擊所述角向護(hù)殼本體時(shí)，所述角向護(hù)殼本體通過相對(duì)于所述護(hù)罩或所述容納環(huán)中的至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)來吸收所述渦輪的碎片的角動(dòng)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述容納環(huán)與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間將柱形護(hù)罩插件裝載到所述護(hù)罩中，其中，所述容納環(huán)、所述角向護(hù)殼本體、或所述護(hù)罩插件中的一個(gè)或多個(gè)在所述渦輪失效期間相對(duì)于所述容納環(huán)、所述角向護(hù)殼本體、或所述護(hù)罩插件中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)，以吸收所述碎片的角動(dòng)量。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述定位步驟包括將所述角向護(hù)殼本體相對(duì)于所述容納環(huán)定位成使得在所述角向護(hù)殼本體與所述容納環(huán)之間限定空隙，所述角向護(hù)殼本體定位成當(dāng)所述碎片撞擊所述角向護(hù)殼本體時(shí)塌縮到所述空隙中以吸收所述碎片的能量。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述角向護(hù)殼本體具有比所述容納環(huán)的第二熱膨脹系數(shù)(CTE)特性小的第一 CTE特性。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述插入步驟包括經(jīng)所述護(hù)罩的吸入口在所述葉片與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間將所述容納環(huán)插入所述護(hù)罩中，且所述定位步驟包括經(jīng)所述吸入口將所述角向護(hù)殼本體裝載到所述護(hù)罩中和所述葉片與所述護(hù)罩的內(nèi)表面之間。
全文摘要
提供了一種用于渦輪(100)的碎塊容納組件(102)。該碎塊容納組件包括多個(gè)帶(130)，其配置在渦輪的護(hù)罩(110)周圍并定位成使得護(hù)罩沿從渦輪的軸向外延伸的徑向方向布置在渦輪的葉片(108)與帶之間。帶包括在至少260攝氏度的溫度下具有比護(hù)罩的第二韌性模量參數(shù)大的第一韌性模量參數(shù)的材料。帶配置在護(hù)罩周圍以防止渦輪失效造成渦輪的碎片沿徑向方向釋放到帶的外部。
文檔編號(hào)F01D21/04GK103038456SQ201180038068
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者K.R.斯溫森, L.W.約翰遜, M.T.斯泰布萊因 申請(qǐng)人:通用電氣公司