[發明專利]用于燃氣渦輪框架流徑硬件冷卻的方法和設備

在審

• 申請號: 202110442916.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113550796A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: A·沙馬;G·維爾弗特;A·米利;R·馬特爾;T·貝爾多夫斯基;P·庫林斯基;L·楊查克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D17/16;F01D25/00;F01D25/12;F01D25/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權;萬欣

公開用于燃氣渦輪框架流徑硬件冷卻的方法和設備。示例性發動機風扇殼包括：外帶和內帶，外帶和內帶使用雙壁靜葉來連接，靜葉包括開口，以使冷卻氣流從外帶傳送到整流罩的翼型；以及端部節段密封件，該密封件使用發脹材料形成在整流罩的邊緣上。

技術領域

本公開內容大體上涉及渦輪發動機，且更特別地涉及用于燃氣渦輪框架流徑硬件冷卻的方法和設備。

背景技術

渦輪發動機是最廣泛使用的功率生成技術中的一些。燃氣渦輪是內燃發動機的示例，其使用燃燒的空氣-燃料混合物來產生使燃氣渦輪轉動的熱氣體，從而生成功率。燃氣渦輪的應用可在飛行器、火車、船、發電機、氣體壓縮機和泵中找到。例如，現代飛行器依靠各種燃氣渦輪發動機作為推進系統的部分來生成推力，包括渦噴、渦扇、渦輪螺旋槳和后燃渦噴。此類發動機包括燃燒區段、壓縮機區段、渦輪區段和入口，以高熱效率提供高功率輸出。

在操作中，流徑形成在發動機中，其中空氣進入入口并流向壓縮機區段。在壓縮機區段中，一個或多個軸向壓縮機逐漸壓縮空氣，直到壓縮空氣到達燃燒區段，從而產生燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區段流經限定在渦輪區段內的熱氣體路徑，且然后經由排放區段離開渦輪。給定渦輪發動機在操作期間暴露于高溫，渦輪框架流徑硬件允許對渦輪構件進行冷卻。渦輪框架用作支承結構，將高壓軸的后軸承與渦輪殼體連接，并在渦輪區段的高壓渦輪與低壓渦輪之間形成空氣動力學過渡管道。渦輪框架使離開高壓渦輪的熱氣流通過結構構件和管朝低壓渦輪傳送。同時，渦輪框架使用流徑硬件為高壓渦輪和低壓渦輪提供冷卻空氣。然而，不充分的冷卻減少可用于渦輪框架結構中的材料類型，并限制渦輪效率。因此，在該技術中，允許增加操作溫度的渦輪框架流徑硬件將受關注。

發明內容

公開用于燃氣渦輪框架流徑硬件冷卻的方法和設備。

某些示例提供一種發動機風扇殼整流罩，該整流罩包括外帶和內帶，外帶和內帶使用雙壁靜葉來連接。靜葉包括開口，以使冷卻氣流從外帶傳送到整流罩的翼型。整流罩還包括端部節段密封件，該密封件使用發脹材料在整流罩的邊緣上形成。

某些示例提供一種冷卻風扇殼整流罩的方法，該方法包括沿徑向向內引導冷卻氣流通過整流罩的第一通路，第一通路引導氣流通過渦輪框架，整流罩的第一通路形成在支柱內部，支柱定位在整流罩的雙壁靜葉內。

該方法還包括引導冷卻氣流通過整流罩的第二通路，該整流罩的第二通路引導冷卻氣流從支柱到整流罩的雙壁靜葉，該靜葉包括開口，以使冷卻氣流傳送到整流罩的翼型。

某些示例提供一種發動機風扇殼整流罩，該整流罩包括用于沿徑向向內引導冷卻氣流通過渦輪框架的裝置，沿徑向向內引導冷卻氣流的裝置形成在支柱內部，該支柱定位在整流罩的雙壁靜葉內。整流罩還包括用于引導冷卻氣流從支柱到整流罩的雙壁靜葉的裝置，該靜葉包括開口，以使冷卻氣流傳送到整流罩的翼型。

附圖說明

圖1是示例性高旁通渦扇類型的燃氣渦輪發動機的示意性截面圖。

圖2示出可在圖1的示例性燃氣渦輪發動機內使用的部分渦輪框架整流罩組件的示例性上部透視圖。

圖3示出可在圖1的示例性燃氣渦輪發動機內使用的部分渦輪框架整流罩組件的示例性下部透視圖。

圖4示出圖3的部分渦輪框架整流罩組件的下部透視圖的示例性側視圖。

圖5示出圖2的部分渦輪框架整流罩組件的上部透視圖的示例性側視圖。

圖6示出圖2的部分渦輪框架整流罩組件的上部透視圖的示例性截面雙壁整流罩視圖。

圖7示出圖2的部分渦輪框架整流罩組件的上部透視圖的頂視圖。

圖8A示出使用來自圖2的部分渦輪框架整流罩組件的外帶腔的氣流的整流罩冷卻。