[发明专利]涡轮喷嘴及涡轮喷嘴节段

说明书

提供了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴。涡轮喷嘴包括：弧形内带；弧形外带；以及喷嘴导叶，其设置在弧形内带和弧形外带之间。喷嘴导叶的径向内端通过互锁过渡区附接至弧形内带，互锁过渡区包括分别从喷嘴导叶的径向内端和弧形内带交替地延伸的多个凸起，以不可拆卸地联接喷嘴导叶和弧形内带。可选地，各个喷嘴导叶的径向外端也通过互锁过渡区附接至弧形外带。

技术领域

本主题大体上涉及沿互锁过渡区(interlocking transition zone)连结两个构件的添加制造方法。

背景技术

在制造中，通常合乎需要的是连结两个或更多个构件来产生单个部件。然而，连结构件的当前方法通常导致较差的机械性质，不论这些构件是否由相同或不类似的材料制成。

例如，连结两个构件的现有技术的方法可包括金属熔化过程，如焊接或硬钎焊，使用机械紧固件如铆钉或螺钉，或施加结构粘合剂和使其固化。这些接头可展现较差的物理性质，并且提供弱机械联结，如较差的剪切联结或粘合。由于那些区域中的集中应力，故这些接头还可倾向于沿材料过渡线或平面的裂缝开始和传播。

此外，在一些应用中，合乎需要的是具有允许连结构件之间的一些相对移动的接头。例如，不是柔韧或柔性的两个或更多个构件之间的接头可展现关于接头的疲劳耐久性、抗冲击性和总体寿命的问题。在其中构件或连结材料具有不同热膨胀系数的情况下，不允许相对移动的接头不可补偿热增长失配，因此导致接头在某些温度环境中的失效。

此外，在连结构件之间延伸的冷却孔可为合乎需要的。然而，取决于接头和构件的方位和构造，不可为可能的是，使用当前的方法(如，钻孔或机加工)在不损害接头的完整性的情况下形成冷却孔。不可为可能的是，例如在孔在接头自身内的情况下，或在钻取孔可另外弱化接头的情况下，产生冷却孔。

因此，具有改进的结构完整性的连结两个或更多个构件的方法是合乎需要的。更具体而言，用于形成允许构件之间的相对移动或包括冷却孔(如果期望)，同时仍提供强机械联结的接头的方法将是特别有用的。

发明内容

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。

大体上提供了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴。在一个实施例中，涡轮喷嘴包括：弧形内带；弧形外带；以及喷嘴导叶，其设置在弧形内带和弧形外带之间。喷嘴导叶的径向内端通过互锁过渡区附接至弧形内带，该互锁过渡区包括分别从喷嘴导叶的径向内端和弧形内带交替地延伸的多个凸起，以不可拆卸地联接喷嘴导叶和弧形内带。

在某些实施例中，各个喷嘴导叶的径向外端也通过互锁过渡区附接至弧形外带，该互锁过渡区包括分别从喷嘴导叶的径向外端和弧形外带交替地延伸的多个凸起，以不可拆卸地联接各个喷嘴导叶和弧形外带。

本发明的第一技术方案提供了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴，包括：弧形内带；弧形外带；以及喷嘴导叶，其设置在所述弧形内带和所述弧形外带之间，其中所述喷嘴导叶的径向内端通过互锁过渡区附接至所述弧形内带，该互锁过渡区包括分别从所述喷嘴导叶的所述径向内端和所述弧形内带交替地延伸的多个凸起，以不可拆卸地联接所述喷嘴导叶和所述弧形内带。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述互锁过渡区允许所述喷嘴导叶的所述径向内端和所述弧形内带之间的相对运动的变化。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述互锁过渡区限定流体通道，所述流体通道构造成提供所述喷嘴导叶的所述径向内端和所述弧形内带之间的流体连通。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，所述喷嘴导叶由第一金属合金构成，且所述弧形内带由不同于所述第一金属合金的第二金属合金构成。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，平台节段嵌入在所述弧形内带的径向外表面内，其中所述互锁过渡区将所述喷嘴导叶的所述径向内端不可拆卸地联接至所述平台节段。