专利名称：用于涡轮喷嘴的完全包容的保持销的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于燃气轮机喷嘴的保持销，更具体地说
涉及一种用于喷嘴的外侧壁保持方案的完全包容(fully contained) 的保持销。
背景技术：
在燃气轮机中，热燃烧气体从燃烧室流过第一级喷嘴和动叶 (bucket)，并流过下一涡轮级的喷嘴和动叶。第一级喷嘴通常包括 铸造喷嘴区段的环形阵列或子组件，各铸造喷嘴区段包含每个区段的 一个或多个喷嘴静子叶片。各第 一级喷嘴区段还包括相互径向间开的 内侧壁和外侧壁部分。当装配喷嘴区段时，静子叶片相互沿周向间隔 开，以便形成在环形内侧壁和外侧壁之间的环形阵列。与第一级喷嘴 的外侧壁连接的喷嘴保持环支承涡轮的气流通路中的第一级喷嘴。环 形喷嘴支承环(优选是在水平中心线处分开)与内侧壁接合，并可以 支承第一级喷嘴以防止轴向运动。
侧部密封件可以使得区段的环形组沿邻接周向边缘而相互密封。 侧部密封件在内侧壁的径向内部和外侧壁的径向外侧的高压区域(即 高压的压缩机排出空气和在热燃烧气体流动通路中的热燃烧气体，该
热燃气处于更低压力)之间密封。弦向铰链密封件用于在第一级喷嘴 的内侧壁和喷嘴支承环的轴向相对表面之间密封以及在外侧壁和用于 第一级动叶的外罩之间进行密封。
图1表示了用于第一级喷嘴110的现有技术的侧壁保持系统100。第 一级喷嘴110包括外侧壁115、内侧壁120以及位于喷嘴保持环"0和喷 嘴支承环135之间的翼型面125。喷嘴保持环130和支承环135附接在涡 轮机外壳(未示出)上。第一级喷嘴还包括用于内侧壁和外侧壁的弦 向铰链导轨(chordal hingle rail)'在内侧壁120上的弦向铰链导 轨145使得喷嘴110沿轴向支承在支承环135上，弦向铰链导轨150使得 喷嘴110沿轴向支承在第一级动叶170的外罩160上。内部弦向铰链导轨 145和外部弦向铰链导轨150还提供了弦向铰链密封件147、 152。在喷嘴110的外侧壁115上的弦向铰链导轨150从外侧壁115沿径向 向外凸出.弦向铰链导轨150包括在它的最外侧径向凸起处的、朝前的 环形保持凸台175。该保持凸台175与一朝后的环形槽180匹配，该环形 槽180由保持环上的朝后保持钩185形成。弦向铰链导轨150的保持凸台 175作用在保持环130的保持钩185上，该保持凸台175为喷嘴110提供了 径向支承。环形保持钩185可以分成多个区段(未示出)，周向支承由 防旋转销(未示出)来提供，该防旋转销穿过保持环130和保持凸台175。
发电燃气轮机通常使用某种钩保持方案。已经通过从连续钩结构 (典型的是在General Electric Company的FA类机器中)变化为分区 段的钩结构(典型的是在General Electric Co迈pany的FB类机器中) 对常规钩保持方案进行改进。这种变化导致更确定的喷嘴负栽和更好 的喷嘴密封，但是也导致保持环的绝热较差，从而使喷嘴结构的成本 大大增加。本领域中关于钩保持设计的一些问题包括弦向铰链密封较 差，保持环不圆和后边缘应力较高。
因此，需要提供确定的喷嘴负载和改进的密封，同时还改进保持 环的绝热，降低成本和改进喷嘴结构的装配灵活性。
发明内容
本发明涉及一种用于保持销，用于保持燃气轮机中的第一级喷嘴 的外侧壁。
简而言之，根据本发明的一个方面，提供了一种保持销，用于固 定涡轮喷嘴的外侧壁的保持凸耳，其中，该外侧壁包括弦向铰链。保 持凸耳固定在保持环的前部凸台和后部凸台之间的槽中，其中，保持 销装配成穿过凸耳和凸台中的同轴孔。保持销包括基本圆柱形的销，
该销的外径适于装配穿过凸耳和凸台中的同轴孔。销的长度也适于装 配在前部凸台的同轴孔的封闭端和弦向铰链导轨的内壁之间。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于固定涡轮喷嘴的外侧壁 的凸耳的方法，其中，外侧壁包括弦向铰链。保持凸耳通过凸耳和凸 台中的同轴孔而固定在保持环的前部凸台和后部凸台之间的槽内。该 方法包括在保持销的顶端上设置引导装置和在保持销的后端上设置接 合装置。该方法还包括将保持销插入穿过保持环的后部凸台、侧壁的 凸耳和保持环的前部凸台的同轴孔。当保持环已经插入时，销坐落于保持环的前部凸台中的同轴孔的封闭端中。
通过参考附图阅读下面的详细说明，将更好地理解本发明的这些 和其它特征、方面和优点，在这些附图中，相同附图标记表示相同部
件，附图中
图l表示了典型的第一级喷嘴侧壁保持方案，它使用在现有技术的
燃气轮机中用于外侧壁的钩保持方案；
图2A和图2B表示了用于外侧壁保持方案的保持环的本发明实施
例；
图3A、 3B和3C表示了用于外侧壁保持方案的单个第一级喷嘴的本 发明实施例；
图4表示了外侧壁保持方案的示意侧视图5提供了将保持环连接至第一级喷嘴的外侧壁的保持凸耳上的
销的本发明实施例的分解图6A表示了具有球定心形状的保持销的本发明实施例的前端等距
视图6B表示了具有球定心形状和端面上的孔的保持销的本发明实施 例的后端等距视图7A表示了本发明实施例的保持销的后端，它包括径向通孔，用 于与拆卸工具接合；以及
图7B表示了本发明实施例的保持销的后端，它包括轴向分段切口 ， 用于与拆卸工具接合。
部件列表
110侧壁保持系统 110第一级喷嘴 115外侧壁 120内侧壁 125翼型面 130喷嘴保持环 135喷嘴支承环145内侧壁弦向铰链导轨 147内侧壁弦向铰链密封件 160外罩
150外侧壁弦向铰链导轨
152外侧壁弦向铰链密封件
170第一级动叶
175环形保持凸台
180环形槽
185保持钩
300喷嘴保持环
310主体
315 —对周向凸台
320环形槽
325后部保持凸台
326后部保持凸台的后部周向面
328后部保持凸台的前部周向面
330前部保持凸台
331前部保持凸台的前部周向面
333前部保持凸台的后部周向面
334周向区段
340冷却孔
345通孔
350封闭端孔
351封闭端
355同轴孔
360成对的孔
400第一级喷嘴
410内侧壁
415内侧壁内部面
420外侧壁
422外侧壁外部面
424外侧壁内部面430翼型面 435凸耳
440第一 (保持)凸耳 442开口端狭槽 445第二 (保持)凸耳 447销孔 448销孔直径 450外侧壁后边缘 452外侧壁前边缘 454吸力侧 456压力侧
460外侧壁弦向铰链导轨
465外侧壁弦向铰链密封件
467外侧壁弦向铰链导轨的内表面
468外侧壁弦向铰链导轨后表面
470内侧壁弦向铰链导轨
472内侧壁弦向铰链导轨后表面
475内侧壁弦向铰链密封件
480防倾倒凸耳
485侧壁斜交角
490第一保持销
492第一保持销中心线
495第二保持销
496第二保持销中心线
500外侧壁保持方案
510过渡件
520第一级喷嘴
530保持凸耳
540第一级动叶
550外罩
580支承环
590保持销600保持销
610圆柱形本体
615前端
617后端
620球形凸起部分
630球形凹入部分
640销直径
645销长度
650前部部分
655狭槽
660后部部分
665径向通孑L
670后部部分
680斜切面
690空腔
695内螺紋
具体实施例方式
下面的本发明实施例具有多个优点，包括提高了喷嘴稳定性，确 定了喷嘴负载和提供了保持环的绝热。销的独特性在于相对尺寸和特
征的保持方案，且对于涡轮组件的功能很关键(每个喷嘴2个)。用于 各喷嘴的销将固定喷嘴的径向和周向位置，还允许过渡运动。它们还 使得喷嘴和保持环保持最小接触，以便明显减少从喷嘴向保持环传导 热量(使得保持环不圆的来源)。通过定位喷嘴，它们还将设置最佳 涡轮性能所希望喷嘴喉部面积.销的轴向长度进行优化成使得喷嘴不 可能由于销退出它的正常轴向位置而在组件内脱开，且销设计成使得 销不会由于低循环疲劳、蠕变或屈服而失效，所有这些都使得喷嘴的 脱落最少。
发电燃气轮机通常使用钩保持方案。钩保持方案必然由多个不能 克服的设计缺陷。本发明克服了钩设计的缺陷。本发明实施例的设计 通过两个轴向定向的销来保持第一级喷嘴。该保持方案的优点包括提 高了喷嘴稳定性，确定了喷嘴负载，翼型面后边缘应力减小，提高了保持环的绝热，提高了喷嘴结构的装配灵活性，提高了弦向铰链密封， 并提高了喷嘴的可铸造性。
更具体地说，第一级喷嘴通过两个轴向定向的销而在外侧壁处附 接到保持环上。两个销都在各端部支承在保持环的轴向定向销孔中， 从而简单地支承。 一个销穿过喷嘴凸耳中的销孔。第二销通过喷嘴凸 耳中的狭槽。该狭槽通向喷嘴的压力侧。第一销防止喷嘴沿径向和切 向方向平移。第二销防止喷嘴绕轴向方向旋转.通过与内侧壁和外侧 壁的弦向铰链导轨组合，从而形成完全限定的、无冗余的保持系统。
凸耳定位成使得喷嘴的稳定性最大，使得输入寿命限制特征(即 后边缘)的应力最小，并保证确定的喷嘴负栽。通过使凸耳尽可能向 前移动和尽可能分开，以便保证更长的力矩臂来反抗气体负栽，从而
使得喷嘴稳定性最大。使支承凸耳远离后边缘将使得输入后边缘的应 力最小。通过将保持特征设计成只能支承沿指定方向的负栽，从而使 得喷嘴负载更确定。本发明方案还显著减少了从喷嘴输入保持特征的 热量(与原始钩设计相比)。最小化接触面积和防止在喷嘴和保持特 征之间的死空腔将实现该热量减少。保持方案设计成在制造时容易装 配和检查。该保持方案导致提高了喷嘴和保持环的寿命，泄漏减少导
致氮氧化物(Nox)减少，且与相当技术的发动机相比大大降低了喷嘴 结构的成本。
用于第一级单喷嘴的外侧壁保持方案包括具有周向环形槽的周向 保持环、各自具有内侧壁和外侧壁的多个第一级喷嘴、安装在各喷嘴 的外侧壁上的第一凸耳和第二凸耳、第一保持销和第二保持销、以及 在各侧壁上用于各喷嘴的弦向铰链导轨。图^、 2B、 3A-3C和4表示了 外侧壁保持方案，如在申请Ser. 11836865( "Outer Sidewall Retention Scheme For A Singlet Turbine Nozzle"，申请曰为2007年8月10曰， 转让给General Electric Company)中所述。
图2A和2B分别表示了保持环实施例从后侧和前侧看的剖视等距视 图。保持环300包括大致圆柱形的主体310，该主体310通过本领域已知 的方法由涡轮外壳支承。尽管未示出，保持环优选是分成两个半圆环， 以便于装配。主体310可以包括从主体310沿径向向内凸出深度d的一对 周向保持凸台315。该对周向凸台可以位于保持环300的后侧，各凸台 彼此沿轴向分开预定距离w。从主体310开始的凸出深度d以及在该对周向凸台315之间的预定宽度w限定了周向环形槽320。该对周向保持凸台 315可以包括后部保持凸台325和前部保持凸台330。后部保持凸台325 包括后部周向面326和前部周向面328。前部保持凸台330包括前部周向 面331和后部周向面333。任选地，前部保持凸台330可以沿它的周向长 度被多个沿径向定向的冷却孔340中断，从而在前部保持凸台330中产 生周向区段334。冷却孔340提供了用于来自保持环主体310的外部的冷 却空气的通路，并与喷嘴的翼型面内的内部槽道接合，以便冷却该喷 嘴。
多个沿轴向定向的通孔345布置在后部保持凸台325的后部周向面 326和前部周向面328之间。多个沿轴向定向的封闭端(closed-end) 钻孔350布置成穿过前部保持凸台330的后部面333。后部保持凸台325
向的封闭端钻二350:沿径向和周:同^358布置，以便接收沿轴向^过
出)。同轴定向孔358还沿周向等间距环绕该保持凸台而成对360布置。 成对孔360的该周向布置是保持销的确实捕获方案的关键，后面将更详 细介绍。成对孔360的直径尺寸设置成接收用于喷嘴的保持销。
图3A表示了在外侧壁保持方案中的第一级喷嘴的实施例的侧视 图。图3B表示了第一级喷嘴的外侧壁的外表面的等距视图。图3C表示 了第一级喷嘴的外侧壁的外表面的俯视图。
第一级喷嘴400包括内侧壁410、外侧壁420和在它们之间的翼型面 430。翼型面430可以包括用于喷嘴冷却的内部空腔，该内部空腔有大 致沿轴向和周向与保持环的空气冷却孔对齐的进口。外侧壁420包括外 部面422和内部面424。相对于喷嘴侧壁的四侧的方位，当在保持环上 就位时，相对于流过涡轮的流体流，后侧是下游侧，前侧是上游侧. 而且，当从燃烧器端沿流动通路看时，吸力侧是顺时针侧，压力侧是 逆时针侧。
外侧壁420的外部面422包括两个保持凸耳。第一凸耳440和第二凸 耳445位于在侧壁的后边缘450前面的预定距离s处，凸耳相对于该侧壁 的后端沿轴向对齐。第一凸耳440位于侧壁的压力侧456上。第二凸耳 445位于侧壁的吸力侧454上。第一凸耳440和第二凸耳445沿周向定位 在外侧壁420的它们各自边缘的边缘附近。第一凸耳440和第二凸耳445包括宽度Wl。当喷嘴安装在保持环上时，该宽度Wl适合装配在一对保
持凸台的周向保持槽(图2A， 320 )中。第一凸耳440包括沿轴向定向 的开口端(open-ended)狭槽442。第二凸耳445包括沿轴向定向的封 闭销孔447。当喷嘴安装在保持环上时，封闭销孔447和开口端狭槽442 在一深度处定心，以便与保持凸台中的沿轴向定向的一组孔的轴线沿 径向对齐。封闭销孔447和开口狭槽442的尺寸设置成接收用于喷嘴的 保持销。通过使凸耳布置成尽可能靠前和尽可能间隔开，以便产生用 于反抗气体负载的更长力矩臂，从而使得喷嘴的稳定性最大.使该支 承凸耳远离该后边缘将使得输入到该后边缘中的应力最小。
外侧壁420还包括在后边缘450上的弦向铰链导轨460。弦向铰链导 轨460从侧壁的内部面伸出并从压力侧延伸至吸力侧，并从侧壁的后边 缘450沿大致径向向外的方向伸出。导轨充分地径向向外凸出，以便至
少部分或完全覆盖该后部保持凸台的后部面中的通孔的径向范围。弦 向铰链密封件465布置在弦向铰链导轨460的后表面468上，用于为第一
级动叶提供抵靠在外罩上的支座表面。弦向铰链密封件465还为外侧壁 提供了抵靠外罩的轴向支承。由外罩对外侧壁的该轴向支承补充了由 保持凸台提供的径向和周向支承。
参考图3C，外侧壁的俯视图表示侧壁有平行四边形形状，具有与 轴向方向成大约23度的侧壁斜交角485。该斜交导致外侧壁420的后端 450 (因此弦向铰链导轨460)沿周向朝着压力侧456偏移，并远离外侧 壁420的吸力侧454。将第一保持销490布置在第一保持凸耳"0中时， 笫一保持销490沿中心线492的插入和取出受到弦向铰链导轨460的阻 挡。不过，在第二保持凸耳445中的第二保持销495的中心线496沿周向 落在弦向铰链导轨460的外侧。将另一喷嘴在靠近笫二凸耳445处布置 在保持环(未示出)上将使得它的弦向铰链的一部分用于阻挡销495退 出。
图4表示了用于第一级喷嘴的外侧壁保持方案500的示意側视图。 热燃烧气体通过过渡件510而从燃烧器(未示出)流出。热燃烧气体进 入第一级喷嘴520撞在翼型面430上。热燃气由翼型面430引导通向第一 级动叶540。由喷嘴进行的引导处理也使得气流加速，从而导致在进口 和出口平面之间的静压降低以及喷嘴的高压负栽。保持环300包括前部 周向凸台330和后部周向凸台325。各个第一级喷嘴的外侧壁"0的保持凸耳"0、 445 (表示了一个)装配至环形槽320中。保持销442、 447 (表 示了一个)分别装配穿过后部保持凸台325和前部保持凸台330中的轴 向孔3"和350。保持销442、 447通过保持该凸耳440、 445而为第一级 喷嘴520提供径向和周向支承。外侧壁420上的弦向铰链导轨460在弦向 铰链密封件465与用于第一级动叶540的外軍550相接触的点处为喷嘴 提供了轴向支承。在内侧壁410上的弦向铰链导轨470在弦向铰链密封 件475与支承环580相接触的点处为喷嘴提供了轴向支承。由弦向铰链 导轨460防止该保持销442、 447 (示出了一个)从保持凸耳440、 445退 出。
本发明的保持销发展成可适应相关的新的双销、外径喷嘴保持方 案。这些销允许涡轮喷嘴有一些轴向平移，同时固定它们的径向位置。 该销还设计成使得喷嘴不会与该组件脱离，而与任何销保持特征的失 效无关。该销还允许喷嘴在安装过程中旋转(绕一个销)。
该销使得涡轮喷嘴能够与保持环热隔离，同时还有被替换的钩特 征的保持能力(径向、周向)。通过该销设计，还形成正确的喷嘴喉 部面积以及固定喷嘴防止在涡轮中脱离。
现有技术的设计包括在保持环和喷嘴中都只使用销作为防旋转特征。
该销在该保持方案的尺寸和特征方面具有独特性，并且该销对于 涡轮组件的功能很关键(每个喷嘴2个) 用于各喷嘴的销固定喷嘴的 径向和周向位置，并允许过渡运动(transitional motion)。它们还 保持与喷嘴和保持环的最小接触，以便充分减少从喷嘴向保持环的热 传导(使保持环不圆的来源)。通过定位喷嘴，它们还设置用于优化 涡轮性能所希望的喷嘴喉部面积。销的轴向长度进行优化，使得喷嘴 不能由于销退出它的正常轴向位置而在组件中脱开，且销设计成使得 销不会由于低循环疲劳、蠕变或屈服而失效，这些都使得喷嘴的脱落 最少。
该销基于它的形状、尺寸和材料而保证喷嘴不会与组件脱落。现 成的销将必须被加工成正确的直径和长度，以l更在远处(remotely) 获得相同功能，这些销还与保持环热隔离，并将导致较少的由于不圆 而维修该保持环。任意其它的长度或形状将以负面的方式阻碍喷嘴运 动，或者使喷嘴能够脱开。已经利用ANSYS在最坏情况下对屈服应力、低循环疲劳和蠕变失效方面分析了该保持销，从而满足涡轮组件的所 有标准设置。销自身由于它的形状和尺寸而防止喷嘴脱开，同时保持 最佳喷嘴位置。销还有圆柱形或球形定心形状，这使得喷嘴能够在安 装过程中旋转，该特征并不存在于目前的涡轮中。
图5提供了本发明实施例的销的放大图，该销使保持环与第一级喷 嘴的外侧壁的保持凸耳连接。保持环300包括后部保持凸台325和前部 保持凸台330。后部保持凸台325包括通孔345。前部保持凸台包括封闭 端的孔350。外侧壁420包括第一凸耳和第二凸耳。第二凸耳445在该图 中可以看见，并装配在保持环300的槽320中。弦向铰链WO包括内表面 467和抵靠外罩550进行密封的弦向密封件465。
保持销600表示为已安装好，并使保持环300与外侧壁420的第二凸 耳445接合。相同的保持销490以类似方式与笫一凸耳W0接合。销600 的本体610的一个实施例可以为圆柱形。保持销600的圆柱形本体610和 凸耳440、 445之间的有限接触面积限制了从热的侧壁420向保持环300 的传热。对于圆柱形销本体610，在销直径640和凸耳445的销孔447的 直径448 (图3B)之间提供了间隙，以便使喷嘴能够在发动机起动和关 闭过程中前后滚转。销包括长度645。
图6A和图6B中所述的销的另一实施例包括在销6OO的前部部分650
和后部部分660处的大致圆柱形、以及在销的近似中点处环绕表面周向 延伸的球形凸起部分620、和向球形凸起部分620的两侧沿周向延伸的 球形凹入部分630。用于本实施例的保持销的球形凸起部分6W特别限 制了在保持凸耳440、 445 (图3C)与保持环之间的有效接触面积，从 而进一步限制了从热的侧壁420向保持环300的传热。球形凸起部分620
还允许喷嘴在发动机起动或关闭过程中前后滚转。
对于General Electric Co.的7FAHGP燃气涡轮，销645的长度(图 5)可以包括大约2. 700英寸的设计长度，且公差为大约+/-0. 200英寸， 不过，对于其它用途，销的尺寸可以变化。销的直径优选是大约O. 500" +/-0. 005",但是对于不同发动机可以放大或缩小。销600的尺寸设置 成装配在封闭端孔350的封闭端351和弦向铰链导轨460的内壁467之
间。而且，销600的尺寸设置成这样，如果它要退出而要与弦向铰链的 内壁467接触，该销600将仍然与前部保持凸台330的封闭端孔350接合。 销600的尺寸还设置成当充分向前坐靠在前部保持凸台的封闭端孔350
14的封闭端351上时，将与后部保持凸台325的通孔345接合。
在销的前端有引导装置，该引导装置使得容易装配。引导装置例 如可以是实际的斜切面、简单的断开边缘(break-edge)、圆角或类 似物(它们的尺寸和形状可以变化)，但是无论如何都将在装配过程 中引导销进入孔中。
在销的后端可以提供接合装置。接合装置可以包括该销的简单圆 柱形端部，该端部将与夹钳接合。不过，在销的端部也可以提供其它 接合装置，以便能够通过其它工具装置而取出。这样的接合装置可以 包括但不局限于在销的后端的圆柱形面中提供通孔或者在销的后端中 提供平行的分段狭槽。接合装置的一个实施例是在销的后端的圓形面 上的螺紋孔。
图6A- 6B表示了具有球定心形状的本发明销实施例的前端和后端 等距视图。保持销600包括圆柱形的前部部分650和后部部分660。销的 前端615包括引导装置。斜切面680表示为销的引导装置的实例。球形 中心凸起部分620居中在球形凹入部分630之间。后端"7可以包括具有 内螺紋695的圆柱形空腔690。
图7A - 7B表示了本发明保持销的后端接合方案的可选实施例。图 7A表示了保持销600的圆柱形本体610的后端617。圆柱形本体610包括 用于与工具接合的径向通孔665，以便于抽取所安装的销。图7B表示了 保持销600的圆柱形本体的后端617。圆柱形本体610包括用于与取出工 具接合的两个平行分段狭槽655。
还提供了一种方法，用于通过在凸耳和凸台中的同轴孔而将外侧 壁的凸耳(包括涡轮喷嘴的弦向铰链)固定在保持环的前部凸台和后 部凸台之间的槽内.步骤包括在保持销的顶端上设置引导装置；在 保持销的后端上设置接合装置；以及使保持销插入通过保持环的后部 凸台、侧壁的凸耳和保持环的前部凸台的同轴孔。
使销插入穿过保持环和凸耳的同轴孔的步骤可以包括提供用于与 销600的后端617上的接合装置匹配的工具以及^f吏该工具与销上的接合 装置接合。
在用于取出本发明销实施例的方法中，接合装置可以布置在销的 后端。而且，提供用于与销的后端上的接合装置匹配的工具。该工具 可以简单地是一对夹钳。该工具可以包括孔冲头状工具，对于图7A所示的一个销实施例，它将装配至后端617中的通孔665中。工具还可以 包括夹钳状装置，以便与后端接合装置匹配，对于如图7B所示的另一 个销实施例，该后端接合装置提供了平行的分段狭槽655。对于还一接 合装置实施例，工具可以包括螺紋头端部，以便与图6B的销600的后端 617的空腔690中的螺紋接合。该工具还可以包括滑块锤或类似装置， 安装在工具的螺紋头上，以便抽取该销。
尽管这里只表示和介绍了本发明的特定特征，但是本领域技术人 员可以进行其它变化和改变。因此，应当知道，附加权利要求将覆盖 落在本发明的真正精神内的所有这些变化和改变。
权利要求
1. 一种保持销(600)，适于将涡轮喷嘴(400)的外侧壁(620)的保持凸耳(440、445)固定在保持环(300)的前部凸台(330)和后部凸台(325)之间的槽(320)内，该外侧壁包括弦向铰链(460)，其中，保持销(600)装配穿过凸耳(440、445)和凸台(330、325)中的同轴孔(350)，该保持销(600)包括基本圆柱形的销(600)，该销的外径(640)适于装配穿过凸耳(440、445)和凸台(330、325)中的同轴孔，该销的长度(645)适于装配在前部凸台(330)的同轴孔(350)的封闭端(351)和弦向铰链导轨(460)的内壁(467)之间。
2. 根据权利要求l所述的保持销(600 ),其中，该长度(645 ) 至少足以横跨同轴孔(350 )的封闭端(351)与后部保持凸台(325 ) 之间的间另巨。
3. 根据权利要求l所述的保持销(600 )，其中，该长度(645 ) 至少足以横跨弦向铰链(460 )的内壁(467 )与前部保持凸台(330 ) 之间的间多巨。
4. 根据权利要求l所述的保持销(600 )，其中，该销(600 )为 圆柱形，沿销(600)的长度(645 )具有恒定的外直径(640 )，且在 该销直径(640 )和喷嘴凸耳同轴孔直径(448 )之间提供有间隙，以 便允许喷嘴(400 )在起动和关闭过程中前后滚转。
5. 根据权利要求l所述的保持销(600 )，其中，在销(600 )的 中心部分处的接触表面(620 )被限制成减小喷嘴凸耳("0、 445 )与 保持环(300 )之间通过该销(600 )进行的传热。
6. 根据权利要求5所述的保持销(600 )，其中，该外径接触表面 包括在它的长度(645 )中心处的球形凸起部分(620 )，该凸起部分(620 )由在该球形凸起部分(620 )两侧的球形凹入部分(630 )来定 界，以便允许喷嘴(400 )在发动机起动和关闭过程中前后滚转，该球 形凸起部分(620 )在径向上被限制为销(640 )的外径。
7. 根据权利要求6所述的保持销(600 )，其中，该球形凸起部分 (620 )的长度包括沿着销的轴向长度，该轴向长度小于凸耳(440、445 )的宽度。
8. 根据权利要求7所述的保持销(600 ),其中，该球形凸起部分(620 )和球形凹入部分(630 )的组合长度包括沿着销的轴向长度， 该轴向长度近似等于保持环(300 )中的槽(320 )的宽度。
9. 根据权利要求l所述的保持销(600 )，还包括顶端(615)，该顶端(615)有引导装置，以便容易插入，该引 导装置包括在销的该顶端上的斜切面(680 )、断开边缘和圆角中的至 少一种；以及后端(617)，该后端(617)有接合装置，用于方便保持销的取 出，其中，当销坐靠于前部凸台(330 )的同轴孔(450 )的封闭端(450 ) 处时，接合装置位于该后端(617)的、在后部凸台(325 )和弦向密 封件(460 )之间延伸的部分中。
10. 根据权利要求9所述的保持销(600 )，该接合装置包括 在销(600 )的圆柱形面(610)中的通孔(6")和狭槽(665 )中的至少一种；以及在销(600 )的后端(617)中的螺紋孔(690、 695 )。
全文摘要
一种用于涡轮喷嘴的完全包容的保持销，用于将涡轮喷嘴的外侧壁的保持凸耳固定在保持环的前部凸台和后部凸台之间的槽内。保持销穿过凸耳和凸台中的同轴孔来装配，从而固定喷嘴的径向和周向位置，同时允许过渡运动。当保持与喷嘴和保持环的限制接触时，它们充分减少从喷嘴向保持环的传导热量。通过定位喷嘴，它们还设置用于目标涡轮性能的合适喷嘴喉部面积。销设计成这样，喷嘴不可能由于销退出它的正常轴向位置而在组件内脱开，且销设计成使得销不会由于低循环疲劳、蠕变或屈服而失效，所有这些都使得喷嘴的脱落最少。
文档编号F16B19/02GK101424290SQ20081017394
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者A·K·哈特, D·D·斯努克, E·D·本杰明 申请人:通用电气公司