[發(fā)明專利]用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的流徑組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710055906.7
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN107269321B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D.M.科斯梅爾;B.H.法拉
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;李強

一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的流徑設(shè)備包括：布置成陣列的多個導(dǎo)管(10,100,200)，各個導(dǎo)管包括外周壁結(jié)構(gòu)(12)，外周壁結(jié)構(gòu)具有封閉周邊，封閉周邊限定從導(dǎo)管的上游端到下游端的流道；以及支承結(jié)構(gòu)，其將多個導(dǎo)管(10,100,200)定位成陣列構(gòu)造。

關(guān)于聯(lián)邦贊助的研究和開發(fā)的聲明

按照美國空軍部授予的合同號FA8650-09-D-2922，美國政府可對本發(fā)明具有某些權(quán)利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，并且更特別地，涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機內(nèi)的流徑結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

典型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括渦輪機核心，渦輪機核心具有成連續(xù)流關(guān)系的高壓壓縮機、燃燒器和高壓渦輪。核心可按已知的方式運行來產(chǎn)生主要氣體流。在實際應(yīng)用中，核心典型地與諸如功率渦輪、風(fēng)扇、增強器的其它元件結(jié)合，以對具體應(yīng)用產(chǎn)生可用的發(fā)動機，諸如使螺旋槳轉(zhuǎn)動，在飛行中對飛機提供功率，或者驅(qū)動機械負(fù)載。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機包括流徑，流徑部分地由導(dǎo)管、襯套、管和引導(dǎo)工作流體通過發(fā)動機的各種構(gòu)件的類似結(jié)構(gòu)限定。流徑的一些部分會經(jīng)受高速熱氣。現(xiàn)有技術(shù)的流徑構(gòu)件(特別是發(fā)動機的熱區(qū)域中的那些)通常使用受到隔熱涂層(“TBC”)保護(hù)的金屬合金結(jié)構(gòu)。

金屬結(jié)構(gòu)可由具有較低密度的材料代替，諸如陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(CMC)。與金屬合金相比，這樣的材料提供顯著的重量節(jié)約。

關(guān)于CMC材料的一個問題是它們不可按與由金屬合金制成的構(gòu)件相同的方式制造或機械地緊固，并且因此不可直接取代金屬構(gòu)件。

關(guān)于CMC材料的另一個問題是當(dāng)與金屬材料相比時，它們具有較低的拉伸延性或較低的斷裂應(yīng)變。CMC還具有與金屬合金截然不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)。

發(fā)明內(nèi)容

至少一個上面提到的問題可由一種流徑組件解決，流徑組件包括兩個或更多個導(dǎo)管，各個導(dǎo)管具有外周壁結(jié)構(gòu)，外周壁結(jié)構(gòu)限定流道，導(dǎo)管使用支承結(jié)構(gòu)組裝成陣列。

根據(jù)本文描述的技術(shù)的一方面，一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的流徑設(shè)備包括：布置成陣列的多個導(dǎo)管，各個導(dǎo)管包括外周壁結(jié)構(gòu)，外周壁結(jié)構(gòu)具有封閉周邊，封閉周邊限定流道，所述流道從導(dǎo)管的上游端延伸到下游端；以及支承結(jié)構(gòu)，其將多個導(dǎo)管定位成陣列構(gòu)造。

根據(jù)本文描述的技術(shù)的另一方面，一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的流徑設(shè)備包括：環(huán)形中心部件；圍繞環(huán)形中心部件布置成環(huán)的多個導(dǎo)管，各個導(dǎo)管包括外周壁結(jié)構(gòu)，外周壁結(jié)構(gòu)具有封閉周邊，封閉周邊限定流道，所述流道從導(dǎo)管的上游端延伸到下游端；至少一個環(huán)，其包圍多個導(dǎo)管；以及成徑向陣列的徑向部件，其在中心部件和至少一個環(huán)之間延伸。

技術(shù)方案1. 一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的流徑設(shè)備，包括：

布置成陣列的多個導(dǎo)管，各個導(dǎo)管包括外周壁結(jié)構(gòu)，所述外周壁結(jié)構(gòu)具有封閉周邊，所述封閉周邊限定流道，所述流道從所述導(dǎo)管的上游端延伸到下游端；以及

支承結(jié)構(gòu)，其將所述多個導(dǎo)管定位成陣列構(gòu)造。

技術(shù)方案2. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的設(shè)備，其特征在于，所述陣列構(gòu)造是完整的環(huán)。

技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)管包括基于陶瓷的復(fù)合材料。

技術(shù)方案4. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的設(shè)備，其特征在于，所述外周壁結(jié)構(gòu)包括成對的間隔開的側(cè)向壁，它們通過內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁而彼此連結(jié)。

技術(shù)方案5. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)管的下游端處的流動面積和所述導(dǎo)管的上游端處的流動面積的比率不是一。

技術(shù)方案6. 根據(jù)技術(shù)方案1所述的設(shè)備，其特征在于，所述外周壁結(jié)構(gòu)是單件整體。