[发明专利]燃气涡轮机架加强轨

说明书

技术领域

本文公开的主题大体涉及用于支承轴承和轴的燃气涡轮发动机机架，并且更具体而言，涉及与燃气涡轮发动机机架壳体相关联的加强结构，诸如轨。

背景技术

燃气涡轮发动机可包括由轴承支承的一个或多个转子轴，轴承又可由大体环形的发动机机架支承。发动机机架可包括沿径向向外与环形毂隔开的大体环形的壳体，其中，多个沿周向隔开的支柱在它们之间延伸。支柱可在例如共同的铸件中与壳体和毂一体地形成，或者可适当地以机械的方式附连到壳体和毂上。在任一种情况下，发动机机架都可构造成具有适当的结构刚度，以支承转子轴，以及最大程度地减小转子轴在运行期间的挠曲。

发动机机架可构造成使来自内部转子轴承支承件的载荷通过毂，穿过发动机流径(诸如通过大体等距隔开的支柱)，传递到设置在外壳体上的凸缘。因为轴承载荷可在局部点(例如支柱端部)处传递到外壳体中，所以外壳体的设计对于整体机架刚度可为重要的。由于这些点载荷的原因，在较薄的环形壳体区段中可发生弯曲，这可在发动机机架中引入不必要的柔性。

热效应在燃气涡轮发动机机架的设计中起一定作用，特别是对于热区段应用。例如，在热的壳体(其在其内表面上可至少部分地暴露于发动机核心空气)和较冷的硬度较高的环件(其在发动机运行期间可暴露于罩底空气)之间可形成严重的热梯度。这些梯度可引起热应力，热应力可导致破裂，而且有时需要主动地加热加强环来避免这种困境。

问题：对于具有少量支柱的燃气涡轮发动机机架，在壳体上在支柱之间提供基本直接的载荷路径，同时保持基本圆形的壳体可为困难的。

发明内容

本公开提供上述问题的解决方案，以包括示例实施例，为了说明性教导而提供示例实施例，且其不表示限制的意思。

根据本公开的至少一些方面的示例燃气涡轮发动机机架可包括：设置成关于中心轴线基本同轴的大体环形的外壳体，外壳体包括沿径向向外背离中心轴线的外表面和沿径向向内朝向中心轴线的内表面；毂，其设置在外壳体内，并且沿径向向内与外壳体的内表面隔开，毂布置成关于中心轴线基本同轴；不动地连结到毂和外壳体上的多个沿周向隔开的支柱，单独的支柱大体沿径向向外从毂延伸到外壳体；以及/或者，沿周向在支柱中的两个(例如一对相邻支柱)之间与外壳体整体地形成的加强轨，加强轨具有大体在支柱中的第一个附近以及大体在支柱中的第二个附近沿径向向外超过外壳体的外表面的高度，而且加强轨具有在第一支柱和第二支柱之间沿径向向内超过外壳体的内表面的深度。

根据本公开的至少一些方面的示例燃气涡轮发动机机架可包括：设置成关于中心轴线基本同轴的大体环形的外壳体，外壳体包括沿径向向外背离中心轴线的外表面和沿径向向内朝向中心轴线的内表面；毂，其设置在外壳体内，并且沿径向向内与外壳体的内表面隔开，毂布置成关于中心轴线基本同轴；不动地连结到毂和外壳体上的多个沿周向隔开的支柱，单独的支柱大体沿径向向外从毂延伸到外壳体；以及/或者，沿周向在支柱中的两个(例如一对相邻支柱)之间与外壳体整体地形成的第一加强轨和第二加强轨，第一加强轨和第二加强轨布置成沿大体周向方向基本平行，第一加强轨和第二加强轨中的各个具有大体在支柱中的第一个附近以及大体在支柱中的第二个附近沿径向向外超过外壳体的外表面的高度，以及在第一支柱和第二支柱之间沿径向向内超过外壳体的内表面的深度。第一加强轨的深度和第二加强轨的深度可从第一支柱和第二支柱附近的最小值增大到第一支柱和第二支柱之间的基本中间的最大值。第一加强轨的高度和第二加强轨的高度从第一支柱和第二支柱附近的最大值减小到第一支柱和第二支柱之间的基本中间的最小值。

根据本公开的至少一些方面，示例燃气涡轮发动机可包括：低压压缩机；高压压缩机；燃烧器；布置成通过第一轴来驱动高压压缩机的高压涡轮；以及/或者，布置成通过第二轴来驱动低压压缩机的低压涡轮。第一轴和/或第二轴可至少部分地由涡轮机架的毂支承。涡轮机架可包括设置成与毂基本同轴的大体环形的外壳体。外壳体可包括沿径向向外背离毂的外表面和沿径向向内朝向毂的内表面，内表面沿径向向外与毂隔开。涡轮机架可包括：不动地连结到毂和外壳体上的多个沿周向隔开的支柱，单独的支柱大体沿径向向外从毂延伸到外壳体；以及沿周向在支柱中的两个(例如一对相邻支柱)之间与外壳体整体地形成的加强轨，加强轨具有在第一支柱和第二支柱之间沿径向向内超过外壳体的内表面的深度。

附图说明

在本文中特别指出和声明了主题，针对该主题要求专利权利要求范围。但是，通过参照结合附图得到的以下描述，可最佳地理解该主题及其实施例，其中：

图1是示例燃气涡轮发动机机架的透视图；