[發明專利]一體式渦輪中心框架

有效

• 申請號: 201980014986.9
• 申請日: 2019-02-08
• 公開（公告）號: CN111727303B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: A·巴魯亞;J·T·穆克;R·F·馬特爾;孫長杰;G·奈克;J·P·特索雷羅;A·阿克瓦拉
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F01D25/28;F01D9/04;F01D25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權;金飛

提供渦輪中心框架。例如，渦輪中心框架包括環形外殼和環形轂。轂限定在外殼的徑向內側，使得外殼周向地包繞轂。渦輪中心框架還包括：環形整流器，其在外殼與轂之間延伸；系帶，其從整流器延伸到外殼以將整流器連接到外殼；多個支柱，其從轂延伸到外殼；以及凸臺結構，其限定在外殼的外表面上。外殼、轂、整流器、系帶、多個支柱以及凸臺結構一體地形成為單個整體構件。例如，渦輪中心框架增材制造為一體式結構，且還提供用于制造渦輪中心框架的方法。

技術領域

本主題大體上涉及燃氣渦輪發動機。更特別地，本主題涉及用于燃氣渦輪發動機的渦輪中心框架。

背景技術

燃氣渦輪發動機大體上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大體上包括(成串流順序)壓縮機區段、燃燒區段、渦輪區段和排出區段。在操作中，空氣從風扇提供到壓縮機區段的入口，在該處一個或多個軸向壓縮機逐漸地壓縮空氣，直到它到達燃燒區段。燃料在燃燒區段內與壓縮空氣混合和焚燒，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流驅動渦輪區段，且然后傳送通過排出區段，例如，至大氣。

典型地，渦輪區段包括高壓渦輪和低壓渦輪。渦輪中心框架部分地支承高壓渦輪和低壓渦輪，以及機械地和在結構上聯接高壓渦輪和低壓渦輪。通常，渦輪中心框架由數百個單獨部分來形成，該單獨部分必須栓接、焊接和/或以其它方式連結在一起以形成渦輪中心框架結構。結果，關于制造、組裝和庫存，渦輪中心框架具有相對高的成本和前置時間。此外，使用諸如栓接或焊接之類的傳統制造方法來連結渦輪中心框架的構件帶來重量害處(penalty)，其影響燃氣渦輪發動機的總效率。而且，渦輪中心框架的若干構件需要密封件，例如，以密封可泄漏的燃燒氣體路徑。

因此，將期望改進的渦輪中心框架結構，諸如一體式渦輪中心框架。例如，單件渦輪中心框架將是有益的。更特別地，通過增材制造來形成的一體式渦輪中心框架將是有效的。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明來學習。

在本主題的一個示例性實施例中，提供一種用于燃氣渦輪發動機的渦輪中心框架。渦輪中心框架包括環形外殼和環形轂。轂限定在外殼的徑向內側，使得外殼周向地包繞轂。渦輪中心框架還包括在外殼與轂之間延伸的環形整流器以及從整流器延伸到外殼以將整流器連接到外殼的系帶。渦輪中心框架還包括從轂延伸到外殼的多個支柱以及限定在外殼的外表面上的凸臺結構。外殼、轂、整流器、系帶、多個支柱以及凸臺結構一體地形成為單個整體構件。

在本主題的另一示例性實施例中，提供一種增材制造的渦輪中心框架。增材制造的渦輪中心框架包括環形外殼、環形轂，以及在外殼與轂之間延伸的環形整流器。轂限定在外殼的徑向內側，使得外殼周向地包繞轂。整流器包括內壁和外壁，且多個系帶從整流器的外壁延伸到外殼以將整流器連接到外殼。增材制造的渦輪中心框架還包括從轂延伸到外殼的多個支柱以及限定在外殼的外表面上的成對凸臺。

在本主題的另外的示例性實施例中，提供一種制造渦輪中心框架的方法。方法包括將增材層沉積在增材制造機器的床上，以及將能量從能源選擇性地引導到增材層上以熔合增材的一部分且形成渦輪中心框架。渦輪中心框架包括環形外殼和環形轂。轂限定在外殼的徑向內側，使得外殼周向地包繞轂。渦輪中心框架還包括在外殼與轂之間延伸的環形整流器、從整流器延伸到外殼以將整流器連接到外殼的系帶、從轂延伸到外殼的多個支柱，以及限定在外殼的外表面上的凸臺結構。

參照以下描述和所附權利要求書，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解。結合在該說明書中且構成該說明書的一部分的附圖示出本發明的實施例，且與描述一起用來解釋本發明的原理。

附圖說明

針對本領域普通技術人員的包括其最佳模式的本發明的完整且開放(enabling)的公開內容在參照附圖的說明書中闡述，在附圖中：

圖1提供根據本主題的各實施例的包括聲學襯套的示例性燃氣渦輪發動機的示意性截面圖。