[发明专利]用于燃气涡轮框架流径硬件冷却的方法和设备

说明书

公开用于燃气涡轮框架流径硬件冷却的方法和设备。示例性发动机风扇壳包括：外带和内带，外带和内带使用双壁静叶来连接，静叶包括开口，以使冷却气流从外带传送到整流罩的翼型；以及端部节段密封件，该密封件使用发胀材料形成在整流罩的边缘上。

技术领域

本公开内容大体上涉及涡轮发动机，且更特别地涉及用于燃气涡轮框架流径硬件冷却的方法和设备。

背景技术

涡轮发动机是最广泛使用的功率生成技术中的一些。燃气涡轮是内燃发动机的示例，其使用燃烧的空气-燃料混合物来产生使燃气涡轮转动的热气体，从而生成功率。燃气涡轮的应用可在飞行器、火车、船、发电机、气体压缩机和泵中找到。例如，现代飞行器依靠各种燃气涡轮发动机作为推进系统的部分来生成推力，包括涡喷、涡扇、涡轮螺旋桨和后燃涡喷。此类发动机包括燃烧区段、压缩机区段、涡轮区段和入口，以高热效率提供高功率输出。

在操作中，流径形成在发动机中，其中空气进入入口并流向压缩机区段。在压缩机区段中，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到压缩空气到达燃烧区段，从而产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流经限定在涡轮区段内的热气体路径，且然后经由排放区段离开涡轮。给定涡轮发动机在操作期间暴露于高温，涡轮框架流径硬件允许对涡轮构件进行冷却。涡轮框架用作支承结构，将高压轴的后轴承与涡轮壳体连接，并在涡轮区段的高压涡轮与低压涡轮之间形成空气动力学过渡管道。涡轮框架使离开高压涡轮的热气流通过结构构件和管朝低压涡轮传送。同时，涡轮框架使用流径硬件为高压涡轮和低压涡轮提供冷却空气。然而，不充分的冷却减少可用于涡轮框架结构中的材料类型，并限制涡轮效率。因此，在该技术中，允许增加操作温度的涡轮框架流径硬件将受关注。

发明内容

公开用于燃气涡轮框架流径硬件冷却的方法和设备。

某些示例提供一种发动机风扇壳整流罩，该整流罩包括外带和内带，外带和内带使用双壁静叶来连接。静叶包括开口，以使冷却气流从外带传送到整流罩的翼型。整流罩还包括端部节段密封件，该密封件使用发胀材料在整流罩的边缘上形成。

某些示例提供一种冷却风扇壳整流罩的方法，该方法包括沿径向向内引导冷却气流通过整流罩的第一通路，第一通路引导气流通过涡轮框架，整流罩的第一通路形成在支柱内部，支柱定位在整流罩的双壁静叶内。

该方法还包括引导冷却气流通过整流罩的第二通路，该整流罩的第二通路引导冷却气流从支柱到整流罩的双壁静叶，该静叶包括开口，以使冷却气流传送到整流罩的翼型。

某些示例提供一种发动机风扇壳整流罩，该整流罩包括用于沿径向向内引导冷却气流通过涡轮框架的装置，沿径向向内引导冷却气流的装置形成在支柱内部，该支柱定位在整流罩的双壁静叶内。整流罩还包括用于引导冷却气流从支柱到整流罩的双壁静叶的装置，该静叶包括开口，以使冷却气流传送到整流罩的翼型。

附图说明

图1是示例性高旁通涡扇类型的燃气涡轮发动机的示意性截面图。

图2示出可在图1的示例性燃气涡轮发动机内使用的部分涡轮框架整流罩组件的示例性上部透视图。

图3示出可在图1的示例性燃气涡轮发动机内使用的部分涡轮框架整流罩组件的示例性下部透视图。

图4示出图3的部分涡轮框架整流罩组件的下部透视图的示例性侧视图。

图5示出图2的部分涡轮框架整流罩组件的上部透视图的示例性侧视图。

图6示出图2的部分涡轮框架整流罩组件的上部透视图的示例性截面双壁整流罩视图。

图7示出图2的部分涡轮框架整流罩组件的上部透视图的顶视图。

图8A示出使用来自图2的部分涡轮框架整流罩组件的外带腔的气流的整流罩冷却。