专利名称：用于燃气涡轮发动机的静子叶片组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静子组件，更具体地涉及一种低压压缩机的出口静子组件，其与燃气涡轮发动机中的整圈型外环(full hoop outershroud)压力容器接口。
背景技术：
燃气涡轮发动机通常包括轴向地延伸穿过发动机的转子组件。静子组件与转子组件径向地间隔开，并包括围绕着转子组件的发动机壳体。在壳体内限定了用于工作介质气体的流动路径。该流动路径通常在静子组件和转子组件之间轴向地延伸。
转子组件包括转子叶片的阵列。转子叶片阵列径向向外横穿过工作介质流动路径而延伸到壳体的附近。静子叶片组件的阵列与转子叶片的阵列交错地设置。静子叶片从壳体中横穿过工作介质流动路径而向内延伸至转子组件的附近，从而在转子叶片排放工作介质气体时引导这些气体。
出口静子叶片组件通常包括多个静子叶片、外壳和内壳，它们在周向上围绕着工作介质流动路径而延伸。传统的静子叶片组件使用了带孔的铝制外环，其容纳了穿过外环的叶尖，并提供用于供橡胶封口胶来密封的表面区域。橡胶封口胶在流动路径和中间壳体的核心腔室(core compartment)区域之间提供了密封。外环由位于后部的中间壳体提供支撑，并可通过卡口连接件而径向地“浮动”。
外环的材料通常不同于静子叶片与连接件接口的材料。为了使重量/成本和材料与铝制放气管相匹配，外环通常由铝制成，而静子组件的其它部件由钛制成以提高强度。钛和铝具有不同的热增长，在工作期间因温度漂移而产生的尺寸变化必须在外环与放气管的接口处得到吸收。也就是说，外环部分可产生弯曲或挠曲，以便通过偏转来控制应力水平和接触载荷。传统的带孔外环装置虽然有效，然而无法在现代燃气涡轮发动机在较长的时间内有效地耐受高压和高温的环境。
某些外环具有形成了不间断容器的整圈的几何形状，其可耐受先进燃气涡轮发动机中的典型高压和高温环境。然而，整圈设计可能过于刚硬，以至于不能通过外环的韧性来进行传统的应力控制。迄今为止，整圈型外环的安装需要有比较复杂的连接装置，其限制了在燃气涡轮发动机中的某些区域上使用整圈型外环。
因此，需要提供一种带有整圈型外环的静子组件，其可满足一般对于燃气涡轮发动机的安装、泄漏、耐用性和热致偏转的要求。
发明内容
根据本发明的低压压缩机的出口静子组件包括安装在整圈型外环和内环之间的多个叶片。外环支撑于中间壳体结构上，并可通过卡口连接件而径向地浮动。内环用螺栓固定在中间壳体上。外环由铝制成，而内环由钛制成。钛和铝具有不同的热增长，在工作期间因温度漂移而产生的尺寸变化可在外环与放气管的接口处通过设于外环与放气管接口之间的密封件而被吸收。密封件可调节热失配。
因此，本发明提供了一种带有整圈型外环的静子组件，其可满足一般对于燃气涡轮发动机的安装、泄漏、耐用性和热致偏转的要求。
从下面对当前的优选实施例的详细描述中，本领域的技术人员可以清楚本发明的各种特征和优点。与下述详细描述一起给出的附图的简介如下
图1是本发明的示例性燃气轮机的通用截面视图；图2是图1所示燃气涡轮发动机的低压压缩机部分的展开截面视图；图3是根据本发明的静子组件的示意性正面视图；图4是根据本发明的出口静子组件的展开截面视图；和图5是根据本发明的另一静子组件的展开截面视图。
具体实施例方式
图1显示了燃气涡轮发动机10的示意性的通用截面视图。燃气涡轮发动机10形成在发动机的中心线A的周围，发动机的各个部分可围绕中心线A旋转。通常来说，发动机10包括风扇部分12、低压压缩机部分(LPC)14、高压压缩机部分(HPC)16、燃烧室部分18、高压涡轮部分20以及低压涡轮部分22。应当理解，虽然在所示实施例中公开了一种特定的装置，然而其它装置也可受益于本发明，包括用于发电和飞机的燃气轮机。
参见图2，低压压缩机部分14包括交错布置的旋转翼型或叶片24和静止翼型或叶片26的行。一个叶片组件26是低压压缩机(LPC)的出口静子组件26a，其也称为“第四”级。应当理解，虽然在所示实施例中公开了一种特定的叶片，然而任何叶片均可受益于本发明。
LPC出口静子组件26a安装在发动机10的中间壳体结构28和放气管结构30之间。放气管结构30形成了核心腔室32和放气管33。
低压压缩机的出口静子组件26a提供了用于高温和高压发动机的核心气流的流动过渡通道，该气流离开LPC14，穿过由中间壳体结构28所形成的过渡管道34，并进入到HPC16中。
LPC出口静子组件26a包括安装在整圈型外环34和内环36之间的多个叶片26s(也由图3的正面视图示出)。叶片26s连接在整圈型外环34和内环36之间。应当理解，在这里用语“整圈”定义为不间断的部件，使得叶片不会象在传统静子组件中那样穿过形成于外环中的孔。
外环34在LPC14和中间壳体的核心腔室32之间形成了流动路径的边界。低压压缩机的出口静子组件26a与放气管33之间的接口可能是潜在的泄漏通道，其需要可靠的密封以防止空气损耗和发动机性能下降。
整圈型外环34为LPC出口静子组件26a提供了压力容器。外环34优选由铝制成，而内环36优选由钛制成。钛和铝具有不同的热增长，在工作期间因温度漂移而产生的尺寸变化可在外环34与放气管30的接口处得到吸收。密封件38(图4)优选可调节热失配。密封件38优选是偏转性能较高的密封件，例如由美国加利福尼亚州GardenGrove的Saint-Gobain公司生产的“Omni Seal”，其可吸收热致挠曲，并为相邻的结构30，34提供最小磨损的密封。
外环34通过卡口紧固件40而支撑在中间壳体结构28上。内环46通过紧固件42如螺栓而安装在中间壳体结构28上。密封件38设于外环34和放气管结构30(也示于图4中)之间，以便调节它们之间的差动运动。
参见图4，通过限位件44和螺纹紧固件46的装置来固定LPC出口静子组件26a的密封件38。螺纹紧固件46螺纹式拧入到外环34中，从而将密封件夹持在限位件44和外环34之间。紧固装置允许对密封件进行维修和更换。密封件38具有通常“U”形或“V”形的形状，使其开口端优选与形成于外环34中的凸缘48相接合。
参见图5，密封件38也可通过铆接卡环50来固定，卡环50设置成穿过外环34’。外环34’提供了台架52，通过它便可容纳铆接卡环50，从而将密封件38固定在铆接卡环50和凸缘48之间。
应当理解，相对位置的用语如“向前”、“向后”、“上面”、“下面”、“之上”、“之下”等是针对承载物的正常工作位置而言的，不应将其认为是限制性的。
应当理解，虽然在所示实施例中公开了一种特定的部件装置，然而其它的装置也可受益于本发明。
上述描述是示例性的，并非受限于其中。根据上述知识便可对本发明进行许多修改和变化。在上文中已经公开了本发明的优选实施例，然而本领域的普通技术人员可以理解，在本发明的范围内可进行一些修改。因此应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可通过不同于上述的方式来实施。出于此原因，应当研究所附的权利要求来确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种静子组件，包括外环；内环；安装在所述外环和所述内环之间的多个叶片；和安装在所述外环上的密封件。
2.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述外环包括整圈型的结构。
3.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述外环是不间断的。
4.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述外环由铝制成。
5.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述内环由钛制成。
6.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述外环安装在燃气涡轮发动机的中间壳体结构上。
7.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述多个叶片设置在位于燃气涡轮发动机的低压压缩机部分和高压压缩机部分之间的过渡管道的上游。
8.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述密封件设置在所述外环的外径的周围。
9.根据权利要求8所述的静子组件，其特征在于，所述组件还包括限位件，其将所述密封件夹持在所述限位件和所述外环之间。
10.根据权利要求1所述的静子组件，其特征在于，所述组件还包括铆钉，其将所述密封件夹持在从所述外环中延伸出来的凸缘上。
11.一种燃气涡轮发动机，包括中间壳体结构；放气管结构；安装在所述中间壳体结构上的外环；安装在所述中间壳体上的内环；安装在所述外环和所述内环之间的多个叶片；和安装在所述外环上的密封件，所述密封件与所述放气管结构相接合。
12.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述外环包括整圈型的结构。
13.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述外环是不间断的。
14.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述密封件在所述放气管结构内密封了一个腔室。
15.根据权利要求11所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述多个叶片设置在位于所述燃气涡轮发动机的低压压缩机部分和高压压缩机部分之间的过渡管道的上游。
全文摘要
一种用于燃气涡轮发动机的低压压缩机出口静子组件，其包括位于整圈型的外环和内环之间的多个叶片。外环和内环安装在中间壳体结构上。密封件设于外环和放气管结构之间，以便调节热增长的失配。
文档编号F01D5/00GK1648417SQ20041010498
公开日2005年8月3日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者M·A·塞尔瓦迪奥, R·B·理查森 申请人:联合工艺公司