[发明专利]用于支撑喷嘴组件的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于支撑喷嘴组件的系统和方法。在本发明的特定实施例中，支撑件径向延伸通过喷嘴组件的一部分以减小在喷嘴组件中的蠕变效应。

背景技术

也被称为定子或定子组件的喷嘴组件通常包括在各种形式的商用设备中。例如，压缩机和涡轮机通常包括喷嘴组件和旋转叶片的交替的级，如本领域已知的那样。每个喷嘴组件通常包括连接到外侧壁和内侧壁的一个或更多翼型件。外侧壁通常固定地附连到诸如护罩或壳体的静止构件，并且内侧壁通常靠近诸如转子或转子轮(rotor wheel)的一个或更多旋转构件。这样，外侧壁为喷嘴组件提供悬臂支撑件，其中翼型件基本上垂直于流体流径向向内延伸，以将流体流导向至下游级旋转叶片或动叶上。

随时间推移，经过喷嘴组件的流体流可能使喷嘴组件的形状和/或轮廓塑性变形，这种情况也称为“蠕变”。蠕变效应是具有悬臂喷嘴组件的燃气涡轮机中的主要失效机制之一。具体而言，随时间推移，经过喷嘴组件的流体流导致内侧壁在流体流的方向上移动。内侧壁的偏斜可以减小在内侧壁和旋转构件之间的间隙，从而限制在内侧壁和旋转构件之间的冷却流。内侧壁和旋转构件之间的减小冷却流可导致旋转构件的过度温度和最终失效。此外，过度蠕变可导致静止喷嘴组件开裂和/或偏斜到旋转构件中，从而导致对静止喷嘴组件和旋转构件两者的严重损坏并需要昂贵的修理。结果，喷嘴组件的轴向长度可能需要增加，以便减小在预期寿命期内发生在喷嘴组件中的蠕变效应或蠕变量，从而导致压缩机或涡轮机的长度的对应增加。

在本领域中已知用于减小或阻止喷嘴组件中的蠕变效应的各种系统和方法。例如，可以在喷嘴组件的翼型件和/或侧壁的制造中使用更耐蠕变效应的超合金。备选地或此外，翼型件和/或侧壁的形状和/或厚度可以增加以减小随时间推移发生的蠕变量。最后，可以在翼型件内部供应冷却介质以降低喷嘴组件的表面温度，从而减小蠕变。虽然已经证明这些系统和方法对于减小蠕变效应是有效的，但实现这些系统和方法的成本可能是很高的。因此，用于支撑喷嘴组件以减小蠕变效应的改进的系统和方法将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点在下面阐述在以下描述中，或者根据该描述可能是显而易见的，或者可通过实施本发明来了解。

本发明的一个实施例是一种用于支撑喷嘴组件的系统，该系统包括连接到静止构件的第一部件和从第一部件径向地延伸通过喷嘴组件的至少一部分的第二部件。第二部件的远端从第一部件径向地移位且被构造成接触喷嘴组件。

本发明的另一实施例是一种用于支撑喷嘴组件的系统，该系统包括支撑件，其中支撑件的至少一部分径向地延伸通过喷嘴组件的至少一部分且接触该喷嘴组件。该系统还包括用于将支撑件的至少一部分连接到靠近喷嘴组件的静止构件的装置。

本发明还可包括一种用于支撑喷嘴组件的方法。该方法包括将第一部件连接到静止构件以及使第二部件从第一部件径向地延伸通过喷嘴组件的至少一部分。该方法还包括使第二部件的远端接触到喷嘴组件，其中远端从第一部件径向地移位。

通过回顾说明书，本领域的普通技术人员将更好地意识到这样的实施例及其它实施例的特征和方面。

附图说明

包括参考附图，在说明书的其余部分中更具体地阐述了本发明的全面且能够实施的公开，包括对于本领域技术人员而言的其最佳模式，在附图中：

图1是示例性喷嘴的透视图；

图2是根据本发明的第一实施例的用于支撑喷嘴组件的系统的透视图；

图3是根据本发明的第二实施例的用于支撑喷嘴组件的系统的透视图；

图4是根据本发明的第三实施例的用于支撑喷嘴组件的系统的侧视图；以及

图5是根据本发明的第四实施例的用于支撑喷嘴组件的系统的侧视图。

附图标记：

10     喷嘴组件

12     静叶

14     前缘

16     后缘

18     真空侧

20     压力侧

22     内侧壁

24     外侧壁

30     支撑件

32     壳体

34     内护罩

36     第一部件

38     第二部件

40     远端

42     槽脊(land)

44     凹口

46     第一制动器(detent)