具有膨胀接头的涡轮护罩节段组件的制作方法

本主题大体上涉及涡轮护罩，并且更具体地，涉及一种具有与其相关联的一个或更多个膨胀接头的用于涡轮护罩的护罩节段组件。

背景技术：

典型的燃气涡轮发动机包括构造成从引导穿过发动机的燃烧气体流抽取能量的一个或更多个涡轮转子。各个转子包括联接于转子盘的叶片的环形阵列。穿过转子的流动路径的径向最外边界主要由涡轮护罩限定，其为外接叶片的末端的静止结构。如大体上理解的，各种转子构件在极其高的温度环境中操作，并且经常要求构件由空气流冷却以确保足够的使用寿命。典型地，用于冷却的空气从压缩机抽取(或放出)，这消极地影响燃气涡轮发动机的耗油率(″SFC″)。

在过去，提出以具有改进的高温能力的材料，如陶瓷基质复合(CMC)材料替换金属护罩结构。这些材料具有独特机械性质，其必须在涡轮构件如护罩节段的设计和应用期间考虑到。例如，当与金属材料相比时，CMC材料具有用以故障的相对低的拉伸延性或低应变，以及低热膨胀系数(″CTE″)。

一种类型的分段式CMC护罩并入矩形“箱”设计。箱形护罩节段典型地包括外壁、内壁，以及第一与第二侧壁，它们在内壁与外壁之间延伸以形成完整的矩形截面。外壁设置在涡轮护罩的壳侧上并且形成护罩节段的径向最外部分。内壁设置在涡轮护罩的流动路径侧上并且形成护罩节段的径向最内部分。就此而言，内壁限定用于流过转子的燃烧气体的径向外流动路径边界。

假定与护罩节段的外壁的隔离位置相比，使护罩节段的内壁直接暴露于流过转子的热气体，相当大的热梯度经常存在于内壁和外壁之间。因此，内壁和外壁以不同的比率热膨胀和收缩。此类不同的膨胀/收缩率在护罩节段内产生热诱导应变，这可显著地影响节段的构件寿命。这对于具有暴露于极其高热梯度条件的涡轮护罩的燃气涡轮发动机而言尤其如此。

因此，改进的护罩节段组件将是本技术中受欢迎的，其并入膨胀接头以允许节段壁或侧部中的一个或更多个独立于其它节段壁/侧部膨胀和/或收缩，以便提供组件内的得到的热诱导应变的减少。

技术实现要素：

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在一个方面，本主题涉及一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件。护罩节段组件可大体上包括在第一前端和第二前端之间周向地延伸的前护罩部分。前护罩部分可包括从前护罩部分的前壁延伸的前外臂和前内臂。护罩节段组件还可包括在第一后端和第二后端之间周向地延伸的分开的后护罩部分。后护罩部分可包括从后护罩部分的后壁延伸的后外臂和后内臂。另外，护罩节段组件可包括第一膨胀接头，其定位在前与后护罩部分之间，使得第一膨胀接头在前护罩部分的前外臂与后护罩部分的后外臂之间周向地延伸，以及第二膨胀接头，其定位在前与后护罩部分之间，使得第二膨胀接头在前护罩部分的前内臂与后护罩部分的后内臂之间周向地延伸。

在另一个方面，本主题涉及一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件。护罩节段组件可大体上包括在第一端部和第二端部之间周向地延伸并且在径向内侧与径向外侧之间径向地延伸的护罩本体。护罩本体可包括沿护罩本体的径向外侧延伸的外壁，以及从外壁径向向内延伸的前和后壁。护罩本体还可包括从前壁沿后壁的方向沿着护罩本体的径向内侧延伸的前臂，以及从后壁沿前壁的方向沿着护罩本体的径向内侧延伸的后臂。前壁可与后壁轴向地间隔开，使得在前和后臂之间限定周向凹槽，其在第一端部和第二端部之间沿着护罩本体的径向内侧周向地延伸。此外，护罩节段组件可包括在前和后臂之间定位在周向凹槽内的膨胀接头。

在又一个方面，本主题涉及一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件。护罩节段组件可大体上包括在第一端部和第二端部之间周向地延伸并且在径向内侧与径向外侧之间径向地延伸的护罩本体。护罩本体可包括沿着护罩本体的径向内侧延伸的内壁，以及从外壁径向向外延伸的前和后壁。护罩本体还可包括从前壁沿后壁的方向沿着护罩本体的径向外侧延伸的前臂，以及从后壁沿前壁的方向沿着护罩本体的径向外侧延伸的后臂。前壁可与后壁轴向地间隔开，使得在前和后臂之间限定周向凹槽，其在第一端部和第二端部之间沿着护罩本体的径向外侧周向地延伸。此外，护罩节段组件可包括在前和后臂之间定位在周向凹槽内的膨胀接头。膨胀接头可包括径向外壁、径向内壁和在径向内壁与外壁之间延伸的连接壁。膨胀接头可限定在径向内壁与外壁之间沿着连接壁的前侧的前凹口，以及在上与下壁之间沿着连接壁的后侧的后凹口，其中前臂构造成收纳在前凹口内，而后臂构造成收纳在后凹口内。

技术方案1.一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件，所述护罩节段组件包括：

前护罩部分，其在第一前端和第二前端之间周向地延伸，所述前护罩部分包括从所述前护罩部分的前壁延伸的前外臂和前内臂；

分开的后护罩部分，其在第一后端和第二后端之间周向地延伸，所述后护罩部分包括从所述后护罩部分的后壁延伸的后外臂和后内臂；

第一膨胀接头，其定位在所述前护罩部分与所述后护罩部分之间，使得所述第一膨胀接头在所述前护罩部分的所述前外臂与所述后护罩部分的所述后外臂之间周向地延伸；以及

第二膨胀接头，其定位在所述前护罩部分与所述后护罩部分之间，使得所述第二膨胀接头在所述前护罩部分的所述前内臂与所述后护罩部分的所述后内臂之间周向地延伸。

技术方案2.如技术方案1所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一膨胀接头包括径向外壁、径向内壁和在所述径向内壁与外壁之间延伸的连接壁，所述第一膨胀接头限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的前侧的前凹口，所述第一膨胀接头还限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的后侧的后凹口。

技术方案3.如技术方案2所述的护罩节段组件，其特征在于，所述前外臂构造成收纳在所述前凹口内，而所述后外臂构造成收纳在所述后凹口内。

技术方案4.如技术方案2所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一膨胀接头的所述径向外壁的端部构造成由所述燃气涡轮发动机的悬挂物支承。

技术方案5.如技术方案1所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第二膨胀接头包括径向外壁、径向内壁和在所述径向内壁与外壁之间延伸的连接壁，所述第二膨胀接头限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的前侧的前凹口，所述第二膨胀接头还限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的后侧的后凹口。

技术方案6.如技术方案5所述的护罩节段组件，其特征在于，所述前内臂构造成收纳在所述前凹口内，而所述后内臂构造成收纳在所述后凹口内。

技术方案7.如技术方案5所述的护罩节段组件，其特征在于，所述前内臂限定前接头凹口，而所述后内臂限定后接头凹口，所述第二膨胀接头的所述径向内壁在所述前内臂与后内臂之间延伸，以便收纳在所述前接头凹口与后接头凹口内。

技术方案8.如技术方案7所述的护罩节段组件，其特征在于，所述前内臂限定所述前护罩部分的前径向内表面，而所述后内臂限定所述后护罩部分的后径向内表面，所述径向内壁限定所述第二膨胀接头的接头内表面，其中所述径向内壁收纳在所述前接头凹口和后接头凹口内，使得所述接头内表面与所述前径向内表面和后径向内表面大致径向地对齐。

技术方案9.如技术方案5所述的护罩节段组件，其特征在于，所述前内臂限定所述前护罩部分的前径向内表面，而所述后内臂限定所述后护罩部分的后径向内表面，其中所述径向内壁设置在所述前径向内表面和后径向内表面的径向内侧。

技术方案10.如技术方案5所述的护罩节段组件，其特征在于，所述径向内壁限定用于所述护罩节段组件的流动路径表面的至少一部分。

技术方案11.一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件，所述护罩节段组件包括：

护罩本体，其在第一端部和第二端部之间周向地延伸并且在径向内侧与径向外侧之间径向地延伸，所述护罩本体包括沿所述护罩本体的所述径向外侧延伸的外壁，以及从所述外壁径向向内延伸的前和后壁，所述护罩本体还包括从所述前壁沿所述后壁的方向沿着所述护罩本体的所述径向内侧延伸的第一臂，以及从所述后壁沿所述前壁的方向沿着所述护罩本体的所述径向内侧延伸的第二臂，所述第一臂与所述第二臂轴向地间隔开，使得在所述第一臂和第二臂之间限定周向凹槽，其在所述第一端部和第二端部之间沿着所述护罩本体的所述径向内侧周向地延伸；以及

膨胀接头，其在所述第一臂和第二臂之间定位在所述周向凹槽内。

技术方案12.如技术方案11所述的护罩节段组件，其特征在于，所述膨胀接头包括径向外壁、径向内壁和在所述径向内壁与外壁之间延伸的连接壁，所述膨胀接头限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的前侧的前凹口，所述膨胀接头还限定在所述上壁与下壁之间沿着所述连接壁的后侧的后凹口。

技术方案13.如技术方案12所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一臂构造成收纳在所述前凹口内，而所述第二臂构造成收纳在所述后凹口内。

技术方案14.如技术方案12所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一臂限定前接头凹口，而所述第二臂限定后接头凹口，所述膨胀接头的所述径向内壁在所述第一臂与第二臂之间延伸，以便收纳在所述前接头凹口与后接头凹口内。

技术方案15.如技术方案14所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一臂限定前径向内表面，而所述第二臂限定后径向内表面，所述径向内壁限定所述膨胀接头的接头内表面，其中所述径向内壁收纳在所述前接头凹口与后接头凹口内，使得所述接头内表面与所述前径向内表面和后径向内表面大致径向对齐。

技术方案16.如技术方案12所述的护罩节段组件，其特征在于，所述第一臂限定前径向内表面，而所述第二臂限定后径向内表面，其中所述径向内壁设置在所述前径向内表面和后径向内表面的径向内侧。

技术方案17.如技术方案12所述的护罩节段组件，其特征在于，所述径向内壁限定用于所述护罩节段组件的流动路径表面的至少一部分。

技术方案18.一种用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件，所述护罩节段组件包括：

护罩本体，其在第一端部和第二端部之间周向地延伸并且在径向内侧与径向外侧之间径向地延伸，所述护罩本体包括沿着所述护罩本体的所述径向内侧延伸的内壁，以及从所述内壁径向向外延伸的前和后壁，所述护罩本体还包括从所述前壁沿所述后壁的方向沿着所述护罩本体的所述径向外侧延伸的第一臂，以及从所述后壁沿所述前壁的方向沿着所述护罩本体的所述径向外侧延伸的第二臂，所述第一臂与所述第二臂轴向地间隔开，使得在所述第一臂和第二臂之间限定周向凹槽，其在所述第一端部和第二端部之间沿着所述护罩本体的所述径向内侧周向地延伸；以及

膨胀接头，其在所述第一臂和第二臂之间定位在所述周向凹槽内，所述膨胀接头包括径向外壁、径向内壁和在所述径向内壁与外壁之间延伸的连接壁，所述膨胀接头限定在所述径向内壁与外壁之间沿着所述连接壁的前侧的前凹口，所述膨胀接头还限定在所述上壁与下壁之间沿着所述连接壁的后侧的后凹口，

其中所述第一臂构造成收纳在所述前凹口内，而所述第二臂构造成收纳在所述后凹口内。

技术方案19.如技术方案18所述的护罩节段组件，其特征在于，所述膨胀接头的所述径向外壁定位在所述护罩本体的所述第一臂和第二臂的径向外侧，并且其中所述膨胀接头的所述径向内壁定位在所述护罩本体的所述第一臂和第二臂的径向内侧。

技术方案20.如技术方案18所述的护罩节段组件，其特征在于，所述膨胀接头的所述径向外壁的端部构造成由所述燃气涡轮发动机的悬挂物支承。

本发明的这些及其它的特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

针对本领域技术人员的包括其最佳模式的本发明的完整且开放的公开在参照附图的说明书中阐述，在该附图中：

图1示出了根据本主题的方面的可用于飞行器内的燃气涡轮发动机的一个实施例的截面视图；

图2示出了适合于在图1中所示的燃气涡轮发动机内使用的涡轮构造的一个实施例的截面视图；

图3示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的一个实施例的组装透视图，特别示出了包括经由第一和第二膨胀接头联接于彼此的分开的前和后护罩部分的护罩节段组件；

图4示出了图3中所示的护罩节段组件的分解透视图；

图5示出了图3中所示的护罩节段组件关于线5-5截取的截面视图；

图6示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的另一个实施例的截面视图，特别示出了包括经由第一和第二膨胀接头联接于彼此的分开的前和后护罩部分的护罩节段组件；

图7示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的又一个实施例的分解透视图，特别示出了包括护罩本体的护罩节段组件，该护罩本体限定了沿着本体的径向内侧的用于收纳膨胀接头的周向凹槽；

图8示出了如组装的图7中所示的护罩节段组件的截面视图；

图9示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的又一个实施例的截面视图，特别示出了包括护罩本体的护罩节段组件，该护罩本体限定了沿着本体的径向内侧的用于收纳膨胀接头的周向凹槽；

图10示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的另一个实施例的截面视图，特别示出了包括护罩本体的护罩节段组件，该护罩本体限定了沿着本体的径向内侧的用于收纳膨胀接头的周向凹槽；

图11示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的再一个实施例的分解透视图，特别示出了包括护罩本体的护罩节段组件，该护罩本体限定了沿着本体的径向外侧的用于收纳膨胀接头的周向凹槽；

图12示出了如组装的图11中所示的护罩节段组件的截面视图；以及

图13示出了根据本主题的方面的适合于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件的另一个实施例的分解透视图，特别示出了包括护罩本体的护罩节段组件，该护罩本体限定了沿着本体的径向外侧的用于收纳膨胀接头的周向凹槽。

部件列表

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明而非限制本发明来提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不脱离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一个实施例一起使用以产生再一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求及它们的等同物的范围内的此类改型和变型。

大体上，本主题涉及用于在燃气涡轮发动机的涡轮护罩内使用的护罩节段组件。具体而言，在若干实施例中，护罩节段组件可包括至少一个膨胀接头，其允许护罩节段组件的壁或侧部中的一个或更多个独立于组件的其它壁/侧部热膨胀和/或收缩。就此而言，公开的组件可在产生横跨组件的相对高的热梯度的操作条件期间经历减小的热诱导应变。

例如，在若干实施例中，护罩节段组件可包括分开的前和后护罩部分，它们组合地大体上分别限定箱型护罩节段的前半部和后半部。在此类实施例中，护罩节段组件还可包括构造成定位在前和后护罩部分的相邻的径向内和外臂之间的第一和第二膨胀接头。例如，如将在下面描述的，膨胀接头可构造成限定用于收纳前和后护罩部分的内和外臂的凹口。此类构造可允许前护罩部分在燃气涡轮发动机的操作期间独立于后护罩部分膨胀和/或收缩。

另外，在其它实施例中，护罩节段组件可包括构造成大体上限定矩形箱状截面形状的护罩本体。此外，护罩本体可限定沿着本体的整个周向长度沿着其径向内侧或其径向外侧纵长地延伸的周向凹槽。在此类实施例中，膨胀接头可构造成收纳在周向凹槽内，以便提供在沿着凹槽的任一侧延伸的护罩本体的部分之间的联接连结。此类构造可允许由周向凹槽划分的护罩本体的部分独立于彼此膨胀和/或收缩。

现在参照附图，图1示出了根据本主题的方面的可用于飞行器内的燃气涡轮发动机10的一个实施例的截面视图，其中发动机10示为具有出于参照目的延伸穿过其的纵向或轴向中心线轴线12。大体上，发动机10可包括芯部燃气涡轮发动机(大体上由附图标记14指示)和定位在其上游的风扇区段16。芯部发动机14可大体上包括限定环形入口20的大致管状的外壳18。另外，外壳18还可包围和支承用于将进入芯部发动机14的空气的压力提高到更高压力水平的增压压缩机22。多级轴流式高压压缩机24可接着从增压压缩机22接收加压空气，并且进一步提高此类空气的压力。离开高压压缩机24的加压空气可接着流至燃烧器26，燃料在燃烧器26内喷射到加压空气流中，其中得到的混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物从燃烧器26沿着发动机10的热气体路径引导至第一(高压)涡轮28，用于经由第一(高压)驱动轴30驱动高压压缩机24，并且接着引导至第二(低压)涡轮32，用于经由与第一驱动轴30大体同轴的第二(低压)驱动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16。在驱动涡轮28和32中的各个之后，燃烧产物可经由排气喷嘴36从芯部发动机14排出，以提供推进的喷气推力。

应当认识到，各个涡轮28，32可大体包括一个或更多个涡轮级，其中各个级包括涡轮喷嘴(图1中未示出)和下游的涡轮转子(图1中未示出)。如将在下面描述的，涡轮喷嘴可包括多个导叶，其围绕发动机10的中心线轴线12以环形阵列设置，用于使燃烧产物的流朝形成涡流转子的一部分的对应的转子叶片环形阵列转向或另外引导穿过涡轮级。如大体上理解的，转子叶片可联接于涡轮转子的转子盘，其进而旋转地联接于涡轮的驱动轴(例如，驱动轴30或34)。

另外，如图1中所示，发动机10的风扇区段16可大体上包括构造成由环形风扇壳40包绕的可旋转的轴流式风扇转子38。本领域技术人员应当认识到，风扇壳40可构造成相对于芯部发动机14由多个大致径向延伸的周向间隔的出口导叶42支承。就此而言，风扇壳40可包围风扇转子38及其对应的风扇转子叶片44。此外，风扇壳40的下游区段46可在芯部发动机14的外部分之上延伸，以便限定提供附加推进喷气推力的第二或旁通空气流导管48。

应当认识到，在若干实施例中，第二(低压)驱动轴34可直接联接于风扇转子38以提供直接驱动构造。作为备选，第二驱动轴34可经由减速装置37(例如，减速齿轮或齿轮箱)联接于风扇转子38，以提供间接驱动或齿轮驱动构造。此类(多个)减速装置还可按需要或要求设在发动机内的任何其它合适的轴和/或转轴之间。

在发动机10的操作期间，应当认识到初始空气流(由箭头50指示)可通过风扇壳40的相关联入口52进入发动机10。空气流50接着穿过风扇叶片44并且分成移动穿过导管48的第一压缩空气流(由箭头54指示)和进入增压压缩机22的第二压缩空气流(由箭头56指示)。第二压缩空气流56的压力接着增加，并且进入高压压缩机24(如由箭头58指示的)。在于燃烧器26内与燃料混合并且燃烧之后，燃烧产物60离开燃烧器26，并且流过第一涡轮28。此后，燃烧产物60流过第二涡轮32并且离开排气喷嘴38，以向发动机10提供推力。

现在参照图2，根据本主题的实施例示出上文参照图1描述的第一(或高压)涡轮28的局部截面视图。如所示，第一涡轮28可包括第一级涡轮喷嘴62和第一级涡轮转子64。喷嘴62可大体上由包括多个径向延伸的周向间隔的喷嘴导叶66(示出其中一个)的环形流动通道限定。导叶66可支承在一定数量的弧形外带68和弧形内带70之间。如大体上理解的，导叶66、外带68和内带70可布置成多个周向邻接的喷嘴节段72，以形成完整的360度组件，其中各个喷嘴节段72的外带68和内带70分别大体上限定了针对沿着发动机10的热气体路径流过喷嘴72的燃烧产物(由箭头60指示)的外和内径向流动路径边界。

另外，第一级涡轮转子64可包括从转子盘76径向向外延伸的多个周向间隔的转子叶片74(图2中仅示出其中一个)，转子盘76围绕发动机10的中心线轴线12(图1)旋转。另外，涡轮护罩78可紧邻转子叶片74的径向外末端定位，以便限定针对沿着发动机10的热气体路径流过涡轮转子64的燃烧产物60的外径向流动路径边界。涡轮护罩78可大体上由多个弧形护罩节段80(图2中示出其中一个)形成，其中护罩节段80围绕中心线轴线12以环形阵列周向地布置，以便形成完整的360度组件。如图2中所示，在若干实施例中，各个护罩节段80可构造为“箱形”护罩节段，并且因此可限定大体矩形的截面轮廓。如大体上理解的，护罩节段80在某些情况下可经由护罩悬挂物82或其它适合的静止结构相对于转子叶片74径向地固持，该其它适合的静止结构允许将护罩节段80联接于燃气涡轮发动机10的壳。

在操作期间，燃烧的热气体60可沿轴向方向从燃烧器26的燃烧区84(图1)流入环形的第一级涡轮喷嘴62。第一级涡轮喷嘴62的喷嘴导叶66可大体上构造成转向或引导热气体，以使流成角地撞击在第一级转子64的转子叶片74上。转子叶片74的环形阵列周围的热气体流动可导致涡轮转子64的旋转，该旋转可接着旋转地驱动转子64联接于其的轴(例如，图1中所示的第一驱动轴30)。

应当认识到，尽管上文大体上描述高压涡轮28的仅第一级，但涡轮28还可包括任何数量的后续级，其包括任何数量的喷嘴导叶和涡轮叶片的对应顺序环形阵列。类似地，低压涡轮32(图1)也可包括类似的构造，具有喷嘴导叶和涡轮叶片的顺序环形阵列的一个或更多个级。

现在参照图3-5，根据本主题的方面示出护罩节段组件100的一个实施例的若干视图，护罩节段组件100可用作形成燃气涡轮发动机的涡轮护罩的一部分的弧形护罩节段。具体而言，图3示出了护罩节段组件100的组装透视图，而图4示出了护罩节段组件100的分解透视图。另外，图5示出了图3中所示的护罩节段组件100在线5-5处截取的截面视图。

如图3中特别所示，在组装时，护罩节段组件100可大体上具有类似于箱型护罩节段的构造和/或形状。但是，和常规箱形护罩节段不同，公开的护罩节段组件100对应于多构件组件，其包括分开的前和后护罩部分102，104，它们构造成经由膨胀接头106，108联接在一起，以容许分开的护罩部分102，104在燃气涡轮发动机的操作期间独立地膨胀和收缩。因此，即使在护罩节段组件100在其径向内和外侧或壁之间经受极高的热梯度时，由组件100的各个护罩部分102，104经历的热诱导应变可显著地减小(例如，与常规的箱形护罩节段相反)，由此降低了对护罩节段组件100的构件损坏的潜在性。

如所示实施例中所示，前护罩部分102可大体上限定由组件100形成的箱形护罩节段的前轴向半部，而后护罩部分104可大体上限定箱形护罩节段的后轴向半部，使得组件100在由前护罩部分102限定的前表面110和由后护罩部分104限定的后表面112之间轴向地延伸。另外，各个护罩部分102，104可构造成沿着相对的周向端部之间的弧形路径周向地延伸，并且在相对的内和外表面之间径向地延伸。例如，如图4中所示，前护罩部分102可在第一前端114和第二前端116之间周向地延伸，并且在前内表面118和前外表面120之间径向地延伸。类似地，后护罩部分102可在第一后端122和第二后端124之间周向地延伸，并且在后内表面126和后外表面128之间径向地延伸。

如图5中特别所示，前护罩部分102可包括径向延伸的前壁130，以及内和外臂132，134，它们从前壁130沿后护罩部分104的方向轴向地延伸，以便限定“C形”截面。就此而言，前壁130的前面可大体上限定护罩节段组件100的前表面110，而内和外臂132，134的外部部分可大体上分别限定前护罩部分102的前内和外表面118，120。类似地，后护罩部分104可包括径向延伸的后壁136，以及内和外臂138，140，它们从后壁136沿前护罩部分102的方向轴向地延伸，以便限定向后“C形”截面。就此而言，后壁136的后面可大体上限定护罩节段组件100的后表面112，而内和外臂138，140的外部部分可大体上分别限定后护罩部分104的后内和外表面126，128。

另外，如以上指示的，前和后护罩部分102，104可构造成经由在分开的护罩部分102，104的内和外臂132，138，134，140之间延伸的膨胀接头106，108联接于彼此。具体而言，如所示实施例中所示，护罩节段组件100可包括第一膨胀接头106，其定位在前和后护罩部分102，104之间，使得接头106在前护罩部分102的外臂134和后护罩部分104的外臂140之间沿着组件100的周向长度周向地延伸。类似地，护罩节段组件100还可包括第二膨胀接头108，其定位在前和后护罩部分102，104之间，使得接头108在前护罩部分102的内臂132和后护罩部分104的内臂138之间沿着组件100的周向长度周向地延伸。

大体上，第一膨胀接头106可限定“I形”截面，以允许前和后护罩部分102，104的外臂134，140收纳在膨胀接头106的相对的内壁与外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，第一膨胀接头106可包括径向外壁142、径向内壁144和在内壁与外壁142，144之间延伸的连接壁146。就此而言，第一膨胀接头106可限定在其内壁与外壁142，144之间沿着连接壁146的前侧的前凹口148，用于收纳前护罩部分102的外臂134。类似地，第一膨胀接头106可限定在其内壁与外壁142，144之间沿着连接壁146的后侧的后凹口150，用于收纳后护罩部分108的外臂140。因此，如图5中特别所示，当护罩节段组件100完全组装时，各个外臂134，140可收纳在其相应的接头凹口148，150中，使得外臂134，140沿护罩节段组件100的周向长度由第一膨胀接头106的连接壁146与彼此分开。在此类实施例中，第一膨胀接头106的径向外壁142可大体上构造成沿着前和后护罩部分102，104的外表面120，128轴向地延伸(例如，在定位在外臂134，140的径向外侧的径向位置处)，而第一膨胀接头106的径向内壁144可构造成在护罩节段组件100的内部内轴向地延伸(例如，在护罩部分102，104的前和后壁130，136之间的径向位置处)。

另外，在若干实施例中，第二膨胀接头108可大体上限定修改的“I形”截面，以允许前和后护罩部分102，104的内臂132，138收纳在膨胀接头108的相对的内壁和外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，第二膨胀接头108可包括径向外壁152、径向内壁154和在内壁与外壁152，154之间延伸的连接壁156。就此而言，第二膨胀接头108可限定在其内壁与外壁152，154之间沿着连接壁156的前侧的前凹口158，用于收纳前护罩部分102的内臂132。类似地，第二膨胀接头108可限定在其内壁与外壁152，154之间沿着连接壁156的后侧的后凹口160，用于收纳后护罩部分104的内臂138。因此，如图5中特别所示，当护罩节段组件100完全组装后，各个内臂132，138可收纳在其相应的接头凹口158，160中，使得内臂132，138沿护罩节段组件100的周向长度由第二膨胀接头108的连接壁156与彼此分开。在此类实施例中，第二膨胀接头108的径向内壁154可大体上构造成沿着前和后护罩部分102，104的内表面118，126轴向地延伸(例如，在定位在内臂132，138的径向内侧的径向位置处)，而第二膨胀接头108的径向外壁152可构造成在护罩节段组件100的内部内轴向地延伸(例如，在护罩部分102，104的前和后壁130，136之间的径向位置处)。就此而言，第二膨胀接头108的径向内壁154可大体上构造成限定用于流过涡轮的燃烧气体的外径向流动路径表面162(图5)。

如图5中特别所示，第一膨胀接头106的径向内壁与外壁144，142大体上限定相同的轴向长度(例如，如由长度164指示的)。相比之下，第二膨胀接头108的径向内壁与外壁154，152可限定不同的轴向长度。例如，如图5中所示，径向外壁152可限定第一轴向长度166(例如，通过为与第一膨胀接头106的内壁和外壁144，142相同或类似的长度)，而径向内壁154可限定较长的第二轴向长度168。具体而言，如所示实施例中所示，第二膨胀接头108的径向内壁154的轴向长度168可选择成使得径向内壁154沿着限定在其前和后表面110，112之间的护罩节段组件100的总轴向长度的全部或相当大部分轴向地延伸。在此类实施例中，第二膨胀接头108的径向内壁154可大体上构造成限定用于护罩节段组件100的整个外径向流动路径表面162。

如以上指示的，假定图3-5中所示的护罩节段组件100的构造，前护罩部分102可构造成在护罩部分102，104在燃气涡轮发动机的操作期间经受高热梯度时，独立于后护罩部分104膨胀和收缩。具体而言，膨胀接头106，108的使用可允许护罩部分102，104相对于彼此轴向地和/或径向地膨胀/收缩，而不产生过多的热诱导应变。因此，公开的护罩节段组件100可展现提高的部件寿命，即使在极高热梯度操作条件下。

应当认识到，除了以上描述的各种构件和/或特征之外，护罩节段组件100还可包括便于组装和/或组件100与燃气涡轮发动机一起使用的任何其它适合的构件和/或特征。例如，密封凹口(未示出)可限定在前和后护罩部分102，104的第一和第二周向端部114，116，122，124处，用于收纳适合的花键密封件(未示出)。如大体上理解的，花键密封件可用于在使护罩节段组件100以环形阵列组装以形成得到的环形涡轮护罩时，在相邻的护罩节段组件100之间产生密封的界面。

现在参照图6，根据本主题的方面示出图3-5中所示的护罩节段组件100的构造的备选实施例。如图6中所示，护罩节段组件200可构造为类似于以上描述的护罩节段组件100。具体而言，护罩节段组件200可包括大体上限定箱型护罩节段的前和后半部的弧形的前和后护罩部分202，204。如所示，前护罩部分202可包括前壁230和从前壁230沿后护罩部分204的方向轴向地延伸的内和外臂232，234。类似地，后护罩部分204可包括后壁236和从后壁236沿前护罩部分202的方向轴向地延伸的内和外臂238，240。

另外，护罩节段组件200可包括定位在前和后护罩部分202，204之间的第一膨胀接头206，使得接头206在前护罩部分202的外臂234和后护罩部分204的外臂240之间沿着组件200的周向长度周向地延伸。类似地，护罩节段组件200还可包括定位在前和后护罩部分202，204之间的第二膨胀接头208，使得接头208在前护罩部分202的内臂232和后护罩部分204的内臂238之间沿着组件200的周向长度周向地延伸。

如所示实施例中所示，第一膨胀接头206可大体上限定修改的“I形”截面，以允许前和后护罩部分202，204的外臂234，240收纳在膨胀接头206的相对的内壁和外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，第一膨胀接头206可包括径向外壁242、径向内壁244和在内壁与外壁242，244之间延伸的连接壁246。就此而言，前和后部分202，204的外臂234，240可构造成收纳在限定在径向内壁与外壁244，242之间的对应凹口248，250内，使得外臂234，240沿护罩节段组件200的周向长度由第一膨胀接头206的连接壁246与彼此分开。

如图6中所示，第一膨胀接头206的径向内壁与外壁244，242可限定不同的轴向长度。例如，在所示实施例中，径向内壁244可限定第一轴向长度272，而径向外壁242可限定更长的第二轴向长度274。具体而言，如图6中所示，第一膨胀接头206的径向外壁242的轴向长度274可选择成使得径向外壁242沿着限定在其前和后壁230，236之间的护罩节段组件200的总轴向长度的全部或相当大部分轴向地延伸。此类延伸的外壁242可例如对便于在涡轮内经由护罩悬挂物或其它适合的结构支承护罩节段组件200而言为期望的。例如，如图6中所示，在一个实施例中，第一膨胀接头206的径向外壁242的相对轴向端部276可构造成由对应的护罩悬挂物278的部分支承(例如，通过将悬挂物构造成包括用于收纳端部276的凹口，或通过使用C形夹来将端部276联接于悬挂物278)，以允许护罩节段组件200联接于涡轮的壳或其它静止结构。

另外，如图6中所示，第二膨胀接头208可大体上限定“I形”截面，以允许前和后护罩部分202，204的内臂232，238收纳在膨胀接头208的相对的内壁和外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，第二膨胀接头208可包括径向外壁252、径向内壁254和在内壁与外壁254，252之间延伸的连接壁256。就此而言，前和后部分202，204的内臂232，238可构造成收纳在限定在径向内壁与外壁254，252之间的对应凹口258，260内，使得内臂232，238沿护罩节段组件200的周向长度由第二膨胀接头208的连接壁256与彼此分开。

如图6中所示，和以上关于图3-5描述的第二膨胀接头108不同，第二膨胀接头208的径向内壁254构造成与前和后护罩部分202，204的内臂232，238的至少一部分径向地对齐。具体而言，在若干实施例中，护罩部分202，204的内臂232，238可构造成限定用于收纳第二膨胀接头208的径向内壁254的相对接头凹口280，282。例如，如图6中所示，前护罩部分202的内臂232可限定前接头凹口280，而后护罩部分204的内臂238可限定后接头凹口282。就此而言，当护罩节段组件100完全组装时，第二膨胀接头208的径向内壁254可收纳在相对的接头凹口280，282内。在此类实施例中，由第二膨胀接头208的径向内壁254限定的内接头表面284可构造成与前和后护罩部分202，204的对应的径向内表面218，226径向地对齐。因此，前和后护罩部分202，204的径向内表面218，226连同第二膨胀接头208的内接头表面284可共同地限定用于流过涡轮的燃烧气体的外径向流动路径表面。

应当认识到，图3-6中所示的各种膨胀接头106，108，206，208可以以任何其它适合的(多个)组合使用，以便形成根据本主题的方面的护罩节段组件的不同实施例。例如，在一个实施例中，图3-5中所示的第一膨胀接头106可与图6中所示的第二膨胀接头208组合使用，以便将前和后护罩部分联接于彼此。在另一个实施例中，图6中所示的第一膨胀接头206可与图3-5中所示的第二膨胀接头108组合使用，以便将前和后护罩部分联接于彼此。

现在参照图7和8，根据本主题的方面示出用于护罩节段组件300的不同构造的一个实施例。具体而言，图7示出了护罩节段组件300的分解透视图，而图8示出了如组装的图7中所示的护罩节段组件300的截面视图。

和以上描述的其中主箱形护罩分成前和后护罩部分的构造不同，所示护罩节段组件300包括构造成限定箱型护罩节段的大体矩形截面形状的单个护罩本体302。如图7中所示，护罩本体302可大体上构造成沿着第一和第二周向端部304，306之间的弧形路径周向地延伸，并且在相对的内侧和外侧308，310之间径向地延伸。另外，护罩本体302可大体上构造成在前表面312和后表面314之间轴向地延伸。

如图8中特别所示，护罩本体302可包括沿着护罩本体302的径向外侧310轴向地延伸的外壁316，以及前和后壁318，320，它们从外壁316径向向内延伸，以便分别限定护罩本体302的前和后表面312，314。另外，护罩本体302包括第一内臂322，其从前壁318沿后壁320的方向轴向地延伸，以便限定护罩本体302的径向内侧308的前部。类似地，护罩本体302包括第二内臂324，其从后壁320沿前壁318的方向轴向地延伸，以便限定护罩本体302的径向内侧308的后部。如所示实施例中所示，第一和第二内臂322，324可轴向地间隔开，使得在内臂322，324之间限定周向凹槽326(图7)，其沿着护罩本体302的整个周向长度(例如，限定在护罩本体302的相对周向端部304，306之间的长度)延伸。就此而言，周向凹槽326可使第一和第二内臂322，324沿护罩本体302的径向内侧308与彼此分开，由此允许内臂322，324独立地膨胀和收缩，而不在彼此之间传递热诱导应变。

另外，如图7和8中所示，护罩节段组件300还可包括构造成收纳在周向凹槽326内的膨胀接头328。如所示实施例中所示，膨胀接头构造成与以上参照图3-5描述的第二膨胀接头108相同。因此，膨胀接头328可大体上限定修改的“I形”截面，以允许护罩本体302的内臂322，324收纳在膨胀接头328的相对的内壁和外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，膨胀接头328可包括径向外壁330、径向内壁332和在内壁与外壁330，332之间延伸的连接壁334。就此而言，当完全组装时，护罩本体302的内臂322，324可构造成收纳在限定在膨胀接头328的径向内壁与外壁332，330之间的对应凹口336，338内。

另外，在若干实施例中，膨胀接头328的径向内壁与外壁332，330可限定不同的轴向长度。例如，如图7中所示，径向外壁330可限定第一轴向长度340，而径向内壁332可限定更长的第二轴向长度342。具体而言，如所示实施例中所示，膨胀接头328的径向内壁332的轴向长度342可选择成使得径向内壁332沿着限定在其前和后表面312，314之间的护罩本体302的整个轴向长度的全部或相当大部分轴向地延伸。在此类实施例中，膨胀接头328的径向内壁332可大体上构造成限定用于护罩节段组件300的外径向流动路径表面344。

现在参照图9和10，根据本主题的方面示出图7和8中示出的护罩节段组件300的备选实施例的截面视图。例如，如图9中所示，护罩节段组件300包括构造成与以上参照图6描述的第二膨胀接头208相同的膨胀接头428。具体而言，膨胀接头428大体上包括径向外壁430、径向内壁432和在内壁和外壁432，430之间延伸的连接壁434。就此而言，当组装时，护罩本体302的内臂322，324可构造成收纳在限定在膨胀接头428的径向内壁与外壁432，430之间的对应凹口436，438内。

另外，如图9中所示，和以上参照图7和8描述的膨胀接头328不同，膨胀接头428的径向内壁432构造成与护罩本体302的内臂322，324的至少一部分径向地对齐。具体而言，在若干实施例中，护罩本体302的内臂322，324可构造成限定用于收纳膨胀接头428的径向内壁432的相对的接头凹口450，452。例如，如图9中所示，第一内臂322可限定前接头凹口450，而第二内臂324可限定后接头凹口452。就此而言，当护罩节段组件300组装时，膨胀接头428的径向内壁432可收纳在相对的接头凹口450，452内。在此类实施例中，由径向内壁432限定的内接头表面454可构造成与护罩本体302的内臂322，324的对应径向内表面456径向地对齐。因此，护罩本体302的径向内表面456连同膨胀接头428的内接头表面454可共同地限定用于流过涡轮的燃烧气体的外径向流动路径表面344。

类似地，图10示出包括构造成类似于以上参照图9描述的膨胀接头428的膨胀接头528的护罩节段组件300。具体而言，膨胀接头528大体上包括径向外壁530、径向内壁532和在内壁与外壁530，532之间延伸的连接壁534。就此而言，当组装时，护罩本体302的内臂322，324可构造成收纳在限定在膨胀接头528的径向内壁与外壁532，530之间的对应凹口536，538内。然而，和以上描述的凹入的膨胀接头428不同，膨胀接头528的径向内壁532构造成设置在内臂322，324的径向内侧，使得内壁532沿着护罩本体302的径向内表面轴向地延伸。

现在参照图11和12，根据本主题的方面示出用于护罩节段组件600的不同构造的一个实施例。具体而言，图11示出了护罩节段组件600的分解透视图，而图12示出了如组装的图11中所示的护罩节段组件600的截面视图。

类似于以上参照图7-10描述的构造，所示的护罩节段组件600包括构造成限定箱型护罩节段的大体矩形截面形状的单个护罩本体602。如图11中所示，护罩本体602可大体上构造成沿着第一和第二周向端部604，606之间的弧形路径周向地延伸，并且在相对的内侧和外侧608，610之间径向地延伸。另外，护罩本体602可大体上构造成在前表面612和后表面614之间轴向地延伸。

如图12中特别所示，护罩本体602可包括沿着护罩本体602的径向内侧608轴向地延伸的内壁616，以及前和后壁618，620，它们从内壁616径向向外延伸，以便分别限定护罩本体602的前和后表面612，614。另外，护罩本体602包括第一外臂622，其从前壁618沿后壁620的方向轴向地延伸，以便限定护罩本体602的径向外侧610的前部。类似地，护罩本体602包括第二外臂624，其从后壁620沿前壁618的方向轴向地延伸，以便限定护罩本体602的径向外侧610的后部。如所示实施例中所示，第一和第二外臂622，624可轴向地间隔开，使得在外臂622，624之间限定周向凹槽626(图11)，其沿着护罩本体602的整个周向长度(例如，限定在护罩本体602的相对周向端部604，606之间的长度)延伸。就此而言，周向凹槽626可使第一和第二外臂622，624沿着护罩本体602的径向外侧610与彼此分开，由此允许外臂622，624独立地膨胀和收缩，而不在其间传递热诱导应变。

另外，如图11和12中所示，护罩节段组件600还可包括构造成收纳在周向凹槽626内的膨胀接头628。如所示实施例中所示，膨胀接头628构造成与以上参照图6描述的第一膨胀接头206相同。因此，膨胀接头626大体上限定修改的“I形”截面，以允许护罩本体602的外臂622，624收纳在膨胀接头628的相对的内壁和外壁之间。具体而言，如所示实施例中所示，膨胀接头628可包括径向外壁630、径向内壁632和在内壁与外壁630，632之间延伸的连接壁634。就此而言，当完全组装时，护罩本体602的外臂622，624可构造成收纳在限定在膨胀接头628的径向内壁与外壁632，630之间的对应凹口636，638内。

另外，如图12中特别所示，膨胀接头628的径向内壁与外壁632，630可限定不同的轴向长度。具体而言，径向内壁632可限定第一轴向长度640(图12)，而径向外壁630可限定更长的第二轴向长度642(图11)。例如，如所示实施例中所示，膨胀接头628的径向外壁630的轴向长度642可选择成使得径向外壁630沿着限定在护罩本体602的前和后表面612，614之间的护罩节段组件600的整个轴向长度的全部或相当大部分轴向地延伸。如以上指示的，此类延伸的外壁630可例如对便于在涡轮内支承护罩节段组件600而言为期望的。例如，如图12中所示，在一个实施例中，膨胀接头628的径向外壁630的相对的轴向端部644可构造成由对应护罩悬挂物646的部分支承(例如，通过将悬挂物646构造成包括用于收纳端部644的凹口，或通过使用C形夹来将端部644联接于悬挂物646)，以允许护罩节段组件600联接于涡轮的壳或其它静止结构。

现在参照图13，根据本主题的方面示出图11和12中示出的护罩节段组件600的备选实施例的截面视图。具体而言，如图13中所示，护罩节段组件600包括构造成与以上参照图3-5描述的第一膨胀接头106相同的膨胀接头728。具体而言，膨胀接头728大体上包括径向外壁730、径向内壁732和在内壁与外壁730，732之间延伸的连接壁734。就此而言，当组装时，护罩本体602的内臂622，624可构造成收纳在限定在膨胀接头728的径向内壁与外壁732，730之间的对应凹口736，738内。另外，如图13中所示，径向内壁与外壁732，730大体上限定相同的轴向长度(例如，图13中指示的轴向长度750)。

应当认识到，本文中描述的各种护罩部分和护罩本体可大体上由任何适合的材料形成。然而，在若干实施例中，护罩部分和/或护罩本体可由非金属复合材料形成。例如，在特别的实施例中，护罩部分和/或护罩本体可由陶瓷基质复合(CMC)材料形成。在此类实施例中，用于形成护罩部分和/或护罩本体的CMC材料可大体上对应于现有技术中已知的任何适合的CMC材料，并且因此可大体上包括陶瓷基质，其具有并入在其中以提高材料性质(例如，材料强度和/或热物理性质)的适合的增强材料。在一个实施例中，使用的CMC材料可构造为连续纤维增强CMC材料。例如，适合的连续纤维增强CMC材料可包括但不限于以连续的碳纤维、氧化物纤维、碳化硅单丝纤维增强的CMC材料，以及包括连续纤维层叠和/或编织纤维预制件的其它CMC材料。在其它实施例中，使用的CMC材料可构造为非连续增强CMC材料。例如，适合的非连续增强CMC材料可包括但不限于颗粒、薄片、晶须、非连续纤维、原位纳米复合增强CMC材料。

应当认识到，本主题还涉及用于组装用于在燃气涡轮发动机内使用的护罩节段组件的方法。在一个实施例中，该方法可包括将护罩节段组件的前和后护罩部分相对于护罩节段组件的第一膨胀接头定位，使得护罩部分的外臂收纳在第一膨胀接头的对应凹口内。另外，该方法可包括将前和后护罩部分相对于护罩节段组件的第二膨胀接头定位，使得护罩部分的内臂收纳在第二膨胀接头的对应凹口内。

该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。