用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件。所述噴嘴組件可以包括：第一噴嘴腔；第二噴嘴腔；置于所述第一噴嘴腔與所述第二噴嘴腔之間的肋條；具有第一腔插件構(gòu)造的第一腔插件；具有第二腔插件構(gòu)造的第二腔插件；以及置于所述肋條上的肋蓋。所述肋蓋可以包括肋蓋構(gòu)造，以使只有具有所述第一腔插件構(gòu)造的所述第一腔插件配合在所述第一噴嘴腔內(nèi)并且只有具有所述第二腔插件構(gòu)造的所述第二腔插件配合在所述第二噴嘴腔內(nèi)。
【專利說(shuō)明】用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，確切地說(shuō)，涉及一種具有肋蓋的渦輪機(jī)噴嘴，用于確保在每個(gè)噴嘴腔中安裝和使用正確大小和形狀的腔插件。

【背景技術(shù)】
[0002]一般說(shuō)來(lái)，重型燃?xì)鉁u輪機(jī)包括沿高溫氣體通道交錯(cuò)安置的固定噴嘴和旋轉(zhuǎn)葉片行。具體來(lái)說(shuō)，每個(gè)渦輪機(jī)級(jí)包括周向隔開(kāi)、徑向延伸的噴嘴葉片陣列。所述噴嘴葉片包括延伸在內(nèi)圍帶與外圍帶之間的葉片翼型。所述葉片翼型可以部分中空，并且可以在其中形成冷卻回路的一部分。但是，鑒于葉片翼型的三維氣動(dòng)外形以及其中的可變熱負(fù)荷，整個(gè)噴嘴冷卻機(jī)制可能具有一定復(fù)雜性。
[0003]所述噴嘴冷卻機(jī)制可以將不同構(gòu)造的內(nèi)部噴嘴腔插件用于不同位置中。所述不同噴嘴插件可以具有不同功能，但是在物理上類似。必須注意確保使用正確的腔插件，因?yàn)榘惭b錯(cuò)誤插件可能對(duì)整個(gè)噴嘴冷卻和性能造成負(fù)面影響。
[0004]因此需要改進(jìn)渦輪機(jī)噴嘴設(shè)計(jì)。此類改進(jìn)的噴嘴設(shè)計(jì)可以防止在每個(gè)噴嘴腔中安裝物理上類似但功能不同的噴嘴腔插件，以便改進(jìn)整體冷卻和性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明提供了一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件。所述噴嘴組件可以包括:第一噴嘴腔；第二噴嘴腔；置于所述第一噴嘴腔與所述第二噴嘴腔之間的肋條；具有第一腔插件構(gòu)造的第一腔插件；具有第二腔插件構(gòu)造的第二腔插件；以及置于所述肋條上的肋蓋。所述肋蓋可以包括肋蓋構(gòu)造，以使只有具有第一腔插件構(gòu)造的第一腔插件配合在所述第一噴嘴腔內(nèi)，并且只有具有第二腔插件構(gòu)造的第二腔插件配合在第二噴嘴腔內(nèi)。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種組裝噴嘴組件的方法。所述方法可以包括以下步驟:提供第一噴嘴，所述第一噴嘴包括具有第一腔構(gòu)造的第一腔；提供第二噴嘴，所述第二噴嘴包括具有所述第一腔構(gòu)造的第二腔；將第一肋蓋置于所述第一腔周?chē)允怪挥芯哂械谝磺徊寮?gòu)造的第一腔插件配合在其中；以及，將第二肋蓋置于所述第二腔周?chē)?，以使只有具有第二腔插件?gòu)造的第二腔插件配合在其中。
[0007]本發(fā)明可以進(jìn)一步提供一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件。所述噴嘴組件可以包括:多個(gè)噴嘴，所述噴嘴具有第一噴嘴腔、第二噴嘴腔以及置于兩者之間的肋條；具有多個(gè)第一插件構(gòu)造的多個(gè)第一腔插件；具有多個(gè)第二插件構(gòu)造的多個(gè)第二腔插件；以及具有多個(gè)肋蓋構(gòu)造的多個(gè)肋蓋。
[0008]通過(guò)結(jié)合若干附圖和隨附的權(quán)利要求書(shū)來(lái)閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可清楚地了解本發(fā)明及對(duì)應(yīng)專利的這些和其他特征以及改進(jìn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖，其中圖示了壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪機(jī)。
[0010]圖2是渦輪機(jī)的局部示意圖。
[0011]圖3是噴嘴的局部透視圖，其中所述噴嘴具有多個(gè)內(nèi)腔和肋條。
[0012]圖4是噴嘴的局部透視圖，其中所述噴嘴內(nèi)安置有多個(gè)腔插件。
[0013]圖5是本說(shuō)明書(shū)中所述具有噴嘴的噴嘴組件的局部透視圖，其中所述噴嘴內(nèi)安置有肋蓋和多個(gè)改良式噴嘴插件。

【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)參閱附圖，在附圖中，類似數(shù)字是指多幅附圖中的類似元件。圖1示出了本說(shuō)明書(shū)中所用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括壓縮機(jī)15。壓縮機(jī)15壓縮進(jìn)入空氣流20。壓縮機(jī)15將壓縮空氣流20輸送到燃燒器25。燃燒器25將壓縮空氣流20與增壓燃料流30混合，然后點(diǎn)燃所述混合物以產(chǎn)生燃燒氣體流35。盡管只圖示了一個(gè)燃燒器25，但燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括任意數(shù)量的燃燒器25。隨后將燃燒氣體流35輸送到渦輪機(jī)40。燃燒氣體流35驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)40，從而產(chǎn)生機(jī)械功。在渦輪機(jī)40中產(chǎn)生的機(jī)械功經(jīng)由軸45驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)15，以及諸如發(fā)電機(jī)等外部負(fù)載50。
[0015]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可使用天然氣、各種類型的液體燃料、各種類型的合成氣以及/或者其他類型的燃料。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可為位于美國(guó)紐約州斯卡奈塔第(Schenectady, New York)的通用電氣公司(General Electric Company)提供的多種不同燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的任意一種，其包括，但不限于，7或9系列重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以及同類燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有不同構(gòu)造，并且可以使用其他類型的部件。本說(shuō)明書(shū)中也可使用其他類型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。本說(shuō)明書(shū)中也可同時(shí)使用多個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、其他類型的渦輪機(jī)以及其他類型的發(fā)電設(shè)備。
[0016]圖2示出了渦輪機(jī)40的局部示意圖。僅用于示例，該附圖示出了渦輪機(jī)40的第一級(jí)55、第二級(jí)60和第三級(jí)65。本說(shuō)明書(shū)中可以使用任意數(shù)量的級(jí)。如上所述，每個(gè)級(jí)可以包括多個(gè)周向隔開(kāi)的噴嘴70和動(dòng)葉片75。動(dòng)葉片75安裝到渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子80上以隨其一起旋轉(zhuǎn)。噴嘴70彼此周向隔開(kāi)，并且固定到轉(zhuǎn)子80的軸周?chē)?。每個(gè)噴嘴70可以包括噴嘴翼型82。翼型82從內(nèi)圍帶(inner band) 84延伸到外圍帶(outer band) 86。本說(shuō)明書(shū)中可以使用其他部件和其他構(gòu)造。
[0017]圖3示出了一個(gè)噴嘴70的實(shí)例。噴嘴70可以包括延伸穿過(guò)翼型82的多個(gè)腔。在本實(shí)例中，示出了后腔88和前腔90。腔88、90可以被肋條92隔開(kāi)。可以使用任意大小、形狀或構(gòu)造的任意數(shù)量的腔88、90和肋條92。渦輪機(jī)40可以具有腔構(gòu)造不同的噴嘴70。如圖4所示，每個(gè)腔可以用插件填充。在本實(shí)例中，示出了后插件94和前插件96。插件可以具有不同構(gòu)造，具體取決于要使用的目標(biāo)噴嘴以及其中的目標(biāo)位置。如上所述，插件可以在物理上類似但是功能不同。
[0018]圖5示出了本說(shuō)明書(shū)中所述噴嘴組件100的一部分。噴嘴組件100可以具有多個(gè)噴嘴105，所述噴嘴內(nèi)設(shè)有多個(gè)噴嘴腔110。在本實(shí)例中，示出了后腔120和前腔130。盡管后腔120和前腔130可以大體均勻地設(shè)于本說(shuō)明書(shū)中所述的噴嘴105內(nèi)，但是本說(shuō)明書(shū)中可以使用任意大小、形狀或構(gòu)造的任意數(shù)量的腔110。腔120、130可以被肋條140隔開(kāi)。本說(shuō)明書(shū)中可以使用任意大小、形狀或構(gòu)造的任意數(shù)量的肋條140。改良式插件150可以安裝到每個(gè)腔110中。在本實(shí)例中，可以使用改良式后插件160和改良式前插件170。改良式插件150可以具有任意大小、形狀或構(gòu)造，具體取決于要使用的目標(biāo)噴嘴100以及在其中的位置。改良式插件150內(nèi)可以具有多個(gè)穿孔175。
[0019]肋蓋180可以設(shè)置于肋條140上并且位于改良式插件150之間。肋蓋180可以具有任意大小、形狀或構(gòu)造，具體取決于要使用的目標(biāo)噴嘴100以及在其中的位置。因此，本說(shuō)明書(shū)中可以使用多個(gè)不同大小和形狀的肋蓋180。肋蓋180可以通過(guò)焊接、銅焊等附接到肋條140。肋蓋180還可以是鑄件特征。肋蓋180可以作為原始設(shè)備或者作為修理或改進(jìn)零件的一部分安裝。本說(shuō)明書(shū)中可使用其他部件和其他構(gòu)造。
[0020]因此，肋蓋180的使用能夠改進(jìn)腔110的大小和形狀。肋蓋180的使用能夠確保只有正確改良的插件150可以安置到任意指定腔110中。因此，肋蓋180基本上“墨菲(murphy) ”驗(yàn)證了每個(gè)噴嘴105,因?yàn)橹挥姓_改良的插件150才能配合在其中。此外,腔110的整體大小和形狀可以在各個(gè)噴嘴100之間均勻，同時(shí)使用不同類型的改良式插件150來(lái)得到功能不同的整個(gè)噴嘴組件100。因此，本說(shuō)明書(shū)中可以使用常見(jiàn)噴嘴鑄件來(lái)降低整體制造成本。肋蓋180的使用能夠防止安裝功能不同但在物理上類似的插件，同時(shí)增強(qiáng)整體制造/廣品可罪性。
[0021]應(yīng)了解，上述說(shuō)明僅涉及本發(fā)明及對(duì)應(yīng)專利的某些實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明做多種改變和修改，本發(fā)明的精神和范圍由隨附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物定義。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件，所述噴嘴組件包括: 第一噴嘴腔； 第二噴嘴腔； 肋條，所述肋條設(shè)置于所述第一噴嘴腔與所述第二噴嘴腔之間； 第一腔插件，所述第一腔插件具有第一腔插件構(gòu)造； 第二腔插件，所述第二腔插件具有第二腔插件構(gòu)造；以及 肋蓋，所述肋蓋設(shè)置在所述肋條上； 其中所述肋蓋包括肋蓋構(gòu)造，以使只有具有所述第一腔插件構(gòu)造的所述第一腔插件配合在所述第一噴嘴腔內(nèi)、并且只有具有所述第二腔插件構(gòu)造的所述第二腔插件配合在所述第二噴嘴腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述第一噴嘴腔包括后噴嘴腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述第二噴嘴腔包括前噴嘴腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述第一腔插件包括改良式后腔插件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述第二腔插件包括改良式前腔插件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，進(jìn)一步包括多個(gè)噴嘴。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)噴嘴包括多個(gè)第一噴嘴腔和多個(gè)第二噴嘴腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)第一噴嘴腔和所述多個(gè)第二噴嘴腔包括公共構(gòu)造。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)噴嘴包括多個(gè)第一腔插件和多個(gè)第二腔插件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)第一腔插件包括多個(gè)不同的第一腔插件構(gòu)造，并且其中所述多個(gè)第二腔插件包括多個(gè)不同的第二腔插件構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述肋蓋包括鑄造肋蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述肋蓋包括釬焊肋蓋或焊接肋蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，進(jìn)一步包括多個(gè)肋蓋構(gòu)造。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其中所述第一腔插件和所述第二腔插件包括多個(gè)穿孔。
15.—種組裝噴嘴組件的方法，所述方法包括: 提供第一噴嘴，所述第一噴嘴包括具有第一腔構(gòu)造的第一腔； 提供第二噴嘴，所述第二噴嘴包括具有所述第一腔構(gòu)造的第二腔； 將第一肋蓋設(shè)置在所述第一腔周?chē)允怪挥芯哂械谝磺徊寮?gòu)造的第一腔插件配合在其中；以及 將第二肋蓋設(shè)置在所述第二腔周?chē)?，以使只有具有第二腔插件?gòu)造的第二腔插件配合在其中。
16.一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴嘴組件，所述噴嘴組件包括: 多個(gè)噴嘴； 所述多個(gè)噴嘴包括第一噴嘴腔、第二噴嘴腔以及設(shè)置在兩者之間的肋條； 多個(gè)第一腔插件，所述第一腔插件具有多個(gè)第一插件構(gòu)造； 多個(gè)第二腔插件，所述第二腔插件具有多個(gè)第二插件構(gòu)造；以及 多個(gè)肋蓋，所述肋蓋具有多個(gè)肋蓋構(gòu)造。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)噴嘴包括:多個(gè)第一噴嘴腔，所述第一噴嘴腔具有第一公共構(gòu)造；多個(gè)第二噴嘴腔，所述第二噴嘴腔具有第二公共構(gòu)造。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)第一插件構(gòu)造包括多個(gè)不同的第一構(gòu)造，并且其中所述多個(gè)第二插件構(gòu)造包括多個(gè)不同的第二構(gòu)造。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴組件，其中只有第一肋蓋構(gòu)造可以結(jié)合所述多個(gè)第一腔插件使用。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴組件，其中所述多個(gè)肋蓋包括鑄造肋蓋、釬焊肋蓋或焊接肋蓋。
【文檔編號(hào)】F01D9/02GK104213942SQ201410242628
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】C.L.戴維斯三世, F.J.布倫納 申請(qǐng)人:通用電氣公司