[發明專利]用于燃氣渦輪發動機的入口框架

在審

• 申請號: 201810921180.5
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN109386382A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: E·斯拉文斯卡;K·科爾茨普斯基;A·科洛德齊耶克;J·A·曼蒂加
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司;通用電氣波蘭有限公司
• 主分類號: F02C7/04
• 分類號: F02C7/04;F02C7/047;F02C7/055
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 汪駿飛;侯穎媖

提供一種入口框架(54)及其增材制造方法(200)。入口框架(54)包括前部環形體(102)，該前部環形體與后部環形體(104)間隔開，以限定與壓縮機入口(108)流體連通的入口通路(106)。入口框架(54)可以限定整體水洗歧管(130)和排放端口(140)，以用于引導水洗流體流直接通過壓縮機入口(108)。此外，入口框架(54)可以限定一個或多個整體環形加熱增壓室(84)，(186)，該一個或多個整體環形加熱增壓室與熱空氣源(150)流體連通，以對入口框架(54)的易于經歷結冰狀況的區域進行加熱。

技術領域

本發明主題總體涉及燃氣渦輪發動機，并且更具體地，涉及燃氣渦輪發動機的增材制造入口框架。

背景技術

燃氣渦輪發動機通常包括布置成彼此流動連通的風扇和核心。另外，燃氣渦輪發動機的核心通常包括串聯順序的壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排氣區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，在所述壓縮機區段，一個或多個軸向壓縮機漸進地壓縮空氣，直到空氣到達燃燒區段為止。燃料與壓縮空氣混合且在燃燒區段內燃燒以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段傳送到渦輪區段。通過渦輪區段的燃燒氣體流驅動渦輪區段，且接著被傳送通過排氣區段例如到大氣。

某些燃氣渦輪發動機包括入口框架，該等入口框架被構造成接收氣流并且將氣流引導至壓縮機區段。這些入口框架可以限定通向核心發動機的入口并且可以包括一個或多個入口導葉(IGV)，該一個或多個入口導葉例如可以用于修改被引導至壓縮機中的氣流，以防止下游壓縮機轉子葉片失速或喘振。此外，多個流體分配系統和歧管可以安裝于入口框架上以用于執行多種功能。例如，入口框架可以包括水洗歧管，該等水洗歧管定位在入口處以用于執行壓縮機水洗操作，此外，防結冰歧管可以向入口框架的易于經受結冰狀況的區域(例如入口篩網和IGV)提供加熱空氣。

然而，這些流體分配系統和歧管通常需要多個零件，從而造成組裝更復雜、成本增加、以及可靠性降低。例如，傳統的入口框架包括大量流體歧管,供給管道,支承結構,噴嘴和其它零件。這些零件中的每一個都必須單獨定位、定向并且例如通過釬焊、焊接或者另一種聯結方法連接到支承結構和入口框架。與組裝這種入口框架相關的制造時間和成本非常高并且歧管與管道之間流體泄露的可能性由于所形成的接頭的數量而增大。此外，制造約束規則對可以包括在入口框架中的流體分配系統和歧管的數量、尺寸、配置和位置構成限制。

因此，具有改進的入口框架的燃氣渦輪發動機將是有用的。更具體地，包括改進性能并且簡化制造和組裝的流體分配系統和歧管的入口框架將是特別有益的。

具體地，本申請技術方案1涉及一種用于燃氣渦輪發動機的入口框架，所述燃氣渦輪發動機限定了軸向方向，徑向方向和周向方向，所述燃氣渦輪發動機包括壓縮機，所述壓縮機限定了壓縮機入口并且能夠圍繞軸向方向旋轉以用于對氣流加壓，所述入口框架包括：前部環形體；后部環形體，所述后部環形體與所述前部環形體間隔開，以限定與所述壓縮機入口流體連通的入口通路；環形水洗歧管，所述環形水洗歧管限定了環形水洗增壓室；入口管道，所述入口管道限定了與所述環形水洗增壓室流體連通的水洗流體通路；以及由所述后部環形體限定的多個排放端口，所述多個排放端口提供了所述環形水洗增壓室與所述入口通路之間的流體連通。

本申請技術方案2涉及根據技術方案1所述的入口框架，其中所述多個排放端口在所述前部環形體與第一壓縮機翼型件的前緣之間定位成相對于相交部徑向向內。

本申請技術方案3涉及根據技術方案1所述的入口框架，其中流體噴灑線沿軸向方向在所述多個排放端口中的每一個與所述壓縮機入口的中點之間延伸，所述流體噴灑線與軸向方向基本平行。

本申請技術方案4涉及根據技術方案1所述的入口框架，其中所述多個排放端口包括至少三個排放端口。

本申請技術方案5涉及根據技術方案1所述的入口框架，其中所述前部環形體，所述后部環形體，所述環形水洗歧管和所述入口管道整體形成為單個一體部件。