指状物联接器308具有大小为L1的指长324、大小为L2的头长326、大小为Wl的轴宽328、大小为W2的头宽330、大小为!'!的轴厚332和大小为T2的头厚334。根据一实施例，指状物联接器的尺寸由以下原则界定:指长324(U)为轴宽328(1:)的4至6倍;头厚334(1'2)为轴厚332(1'1)的2至3倍;轴宽328(￥1)为头宽330(胃2)的1至1.3倍;轴厚332(1'1)大约为轴宽328(胃1)的0.1倍。按上述原则制造的指状物联接器增强了联接器的挠曲能力，从而增强了联接配件302在一定范围的空气动力学或热力载荷下运行的能力。挠曲能力增加了载荷从支架312经联接配件302达到波瓣排气混合器304的机会，而不会产生破坏性的局部或结构应力。应当注意，在允许联接配件302作为支架312和波瓣排气混合器304之间媒介物的前提下，对于连接法兰的制造也可以采用其它原则。
[0031]参见图3B，示出了根据一实施例沿图3A所示的排气混合系统300的A-A线截取的剖视图。图3B中的排气混合系统300包括一组指状物安装硬件336(又称突出物安装硬件)。指状物安装硬件336包括穿过CMC波瓣排气混合器304的平头螺栓338和指状物联接器308的头端340 ο指状物安装硬件336还包括螺母342，所述螺母342连同平头螺栓338—起，将指状物联接器308固定于CMC波瓣排气混合器304。虽然图3B中所示的指状物安装硬件336包括螺母342和平头螺栓338，可以想象采用其他安装硬件或紧固系统的实施方式(未示出)。
[0032]如图3B所示，在环状物306的第二腿316和CMC波瓣排气混合器304之间存在间隙344。所述间隙344考虑到了在温度升高的运转期间环状物306和/或CMC波瓣排气混合器304的热增长。因此，当排气混合系统300在温度升高的情况下运转时，CMC波瓣排气混合器304的第一边缘346和环状物306之间发生约束的潜在可能性至少被最小化了。由于CMC波瓣排气混合器304和支架312—般地由不同的材料制造，联接配件302(与其环状物306和多个指状物联接器308—起)用作降低系统上的局部或结构应力的媒介物。
[0033]应当注意，根据图3B所示出的实施例，CMC波瓣排气混合器304的安装区域350处的厚度348(T3)大于CMC波瓣排气混合器304的第一边缘354处的厚度352(T4)。增大的厚度348(T3)在安装区域350与指状物联接器308头部340交汇处为CMC波瓣排气混合器304增加完整性。
[0034]现在参考图4，流程图400示出了制造排气混合系统(例如，图1的排气混合系统44，图2A-2B的排气混合系统200，和/或图3A-3B的排气混合系统300)的示例性方法。
[0035]过程控制开始于块402处，该处所述方法包括形成具有第一腿和与第一腿基本垂直的第二腿的环。然后过程控制进行至块404，该处所述方法进一步包括形成多个联接指状物，所述多个联接指状物从环的第二腿沿基本平行于第一腿的方向突出。同时，环和多个联接指状物构成环形波瓣混合器连接法兰。应当理解，所述环和联接指状物可以形成为分体式结构然后接合在一起。这样，联接指状物的形成可以先于或同时于环的形成。可替换地，可以使用模具，将环和联接指状物作为单个的元件(或多个半环形的元件)来制造连接法.~~.0
[0036]制造连接法兰(即块402，404)之后，过程控制进行至块406，该处制造方法包括制造CMC波瓣混合器。应当注意，尽管流程图400中描述CMC波瓣混合器的制造(S卩，块406)先于连接法兰的制造(即，块402，404)发生，在替换的制造方法中，CMC混合器的制造可以先于或同时于连接法兰的制造。例如，氧化物-氧化物CMC混合器可以作为层压制件构成或成型。除了高温烧结和修整设计，层压制件过程类似于使用高分子复合材料的过程。
[0037]继续参考图4的流程图400，在制造CMC波瓣混合器之后，过程控制进行至块408，该处方法包括将CMC波瓣混合器固定于多个联接指状物中的每个联接指状物。根据一个实施例，CMC波瓣混合器以确保CMC波瓣混合器不与连接法兰的环接触的方式连接至每个联接指状物。也就是说，CMC波瓣混合器固定至连接法兰，以使得在CMC波瓣混合器的上游端和连接法兰的环之间存在间隙。可以理解，所述间隙考虑到了波瓣混合器和/或连接法兰的热增长。相应地，在正常高温运转过程中，CMC波瓣混合器与连接法兰的环相接触的可能性至少被最小化。
[0038]在CMC波瓣混合器固定于连接法兰之后，过程控制进行至块410，该处方法包括将连接法兰环的第二腿固定于发动机接口(例如，后部涡轮支架)。发动机接口是用以将排气混合系统(即，CMC波瓣混合器和连接法兰)联接至涡扇发动机的接口。换言之，CMC波瓣混合器和连接法兰通过发动机接口联接至涡扇发动机。连接法兰用作发动机接口和CMC波瓣混合器之间的媒介物，且因此，允许载荷从系统通过同时最小化局部应力。应当注意，铆钉、螺母和螺栓，和/或其它类型的紧固件也可以用于将连接法兰紧固于发动机接口。
[0039]然后在将环固定于发动机接口后，过程控制进行至结束。
[0040]应当注意，根据一替换的实施例，连接法兰可以在CMC波瓣混合器连接至连接法兰之前或同时连接至发动机接口。
[0041]关于此处描述的过程、系统、方法、启发法等，应当理解，尽管上述过程等的步骤按照特定的有序序列的发生来描述，但上述过程可以以不同于此处描述的顺序进行所述的步骤。还应当理解，某些步骤可以同时进行，可以添加其他步骤，或者此处描述的某些步骤可以被省略。换言之，此处提供的过程描述意在说明特定的实施例，且不应被理解为限制权利要求书。
[0042]权利要求书中使用的所有术语意在被给予最广义的合理的解释及其为此处描述的技术领域的人员所理解的普通的意义，除非此处作出明确的相反地指示。特别地，诸如“一”、“该”、“所述”等单数冠词应当被理解列举一个或多个所指示的元素，除非权利要求书给出明确的相反地限制。
【主权项】
1.一种用于涡轮发动机的排气混合系统，所述排气混合系统包括: 连接法兰，所述连接法兰构造成将波瓣排气混合器联接至涡轮发动机，其中所述连接法兰包括: 环状物，所述环状物构造成联接至涡轮发动机;和 多个突出物，所述多个突出物从环状物沿与环状物中心轴线基本平行的第一方向延伸，其中，所述多个突出物构造成联接至波瓣排气混合器。2.根据权利要求1所述的排气混合系统，其中，所述波瓣排气混合器由陶瓷基复合材料组成。3.根据权利要求1所述的排气混合系统，其中，所述环状物包括: 第一环形腿，所述第一环形腿具有从其延伸的多个突出物;和 与第一环形腿成一体的第二环形腿。4.根据权利要求3所述的排气混合系统，其中，第一环形腿基本垂直于第二环形腿。5.根据权利要求1所述的排气混合系统，其中，所述环状物由多个半环状物组成。6.根据权利要求1所述的排气混合系统，其中，所述多个突出物中的突出物总数目是波瓣排气混合器中波瓣总数目的两倍。7.根据权利要求2所述的排气混合系统，其中，所述连接法兰由超级合金组成。8.一种涡轮发动机，包括: 联接环，所述联接环构造成联接至涡轮发动机的发动机接口 ；和 多个联接指状物，所述联接指状物从联接环沿第一方向直线地突出，其中，所述多个联接指状物中的每个联接指状物具有与联接环相邻的第一端和与第一端相对的第二端，并且所述多个联接指状物中的每个联接指状物的第二端构造成联接至排气混合器，所述排气混合器构造成将发动机中心气流和旁路气流混合。9.根据权利要求8所述的涡轮系统，其中，所述第一方向基本平行于联接环的中心轴线。10.根据权利要求8所述的涡轮发动机，其中，所述排气混合器是由陶瓷基复合材料氧化物-氧化物材料组成的波瓣排气混合器，所述联接环和所述多个联接指状物由金属合金材料组成。11.根据权利要求10所述的涡轮发动机，其中，所述多个联接指状物中的联接指状物总数量是波瓣排气混合器中波瓣总数量的两至四倍。12.根据权利要求10所述的涡轮发动机，其中，所述多个联接指状物中的每个联接指状物在所述第二端包括孔，所述孔构造成允许安装硬件经由该孔至波瓣排气混合器以将每个联接指状物联接至波瓣排气混合器。13.根据权利要求8所述的涡轮系统，其中，所述联接环包括: 基本与第一方向平行的第一腿;和 与第一腿成一体的第二腿，其中，第二腿基本垂直于第一腿。14.根据权利要求13所述的涡轮系统，还包括多个螺栓，其中，第二腿构造成允许多个螺栓贯穿该第二腿以将联接环固定于发动机接口。15.一种排气混合系统的制造方法，包括: 制作环状的波瓣混合器连接法兰，其中，制作波瓣混合器连接法兰包括: 形成具有第一腿和与第一腿基本垂直的第二腿的环;和 形成多个联接指状物，所述联接指状物从第二腿沿基本平行于第一腿的方向突出。16.根据权利要求15所述的制造方法，还包括制作陶瓷基复合材料(CMC)波瓣混合器，所述波瓣混合器构造成增强旁路气流与中心气流的混合，其中CMC波瓣混合器包括多个波瓣。17.根据权利要求16所述的制造方法，还包括将所述环的第二腿固定于发动机接口以将波瓣混合器连接法兰联接至涡扇发动机。18.根据权利要求16所述的制造方法，其中，形成联接指状物包括形成数量为所述多个波瓣中波瓣数量的两至四倍的联接指状物。19.根据权利要求16所述的制造方法，还包括将CMC波瓣混合器固定于所述多个联接指状物中的每个联接指状物。20.根据权利要求19所述的制造方法，其中，将CMC波瓣混合器固定于所述多个联接指状物中的每个联接指状物包括将CMC波瓣混合器固定于每个联接指状物以使CMC波瓣混合器和环的第二腿之间有间隙。
【专利摘要】本发明涉及CMC氧化物-氧化物混合器设计。排气混合系统具有连接法兰，所述连接法兰构造成将波瓣氧化物-CMC排气混合器联接至涡轮发动机。所述连接法兰包括环状物和从所述环状物沿与环状物的中心轴线基本平行的第一方向延伸的多个突出物。所述环状物构造成联接至涡轮发动机且所述多个突出物构造成联接至波瓣混合器。
【IPC分类】F02K1/46
【公开号】CN105697193
【申请号】CN201510896741
【发明人】J·S·索科黑
【申请人】劳斯莱斯公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月8日
【公告号】EP3032083A1, US20160160690