[发明专利]带有附加核心的涡轮星形框架

说明书

本公开内容涉及一种燃气涡轮发动机，其限定轴向中心线、纵向方向、径向方向和周向方向。燃气涡轮发动机包括一个或多个框架，其中框架限定内环和外环，外环围绕轴向中心线与内环大体上同心。框架限定沿着径向方向从内环向外延伸到外环的多个支柱。一个或多个支柱限定支柱内至少部分地沿着径向方向延伸的一个或多个工作通路，且其中内环、外环和支柱一起限定整体结构。

技术领域

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机架构。更特别地，本主题涉及一种用于燃气涡轮发动机的涡轮区段。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括在发动机内的一个或多个结构框架，诸如在压缩机区段的压缩机或涡轮区段的涡轮之间。框架可为轴承组件提供支承，且可另外提供区域以从外径到内径给管道或歧管定路线(route)，诸如向轴承组件提供空气和油。

然而，燃气涡轮发动机内的已知框架通常包括紧固或组装在一起的多个单独构件，诸如环、静叶、管道、歧管或其它结构部件。结果，框架大体上包括大的零件数量、重量、厚度和/或直径(用于给某些结构内的构件定路线，诸如静叶内的管道)。更进一步，由于大的和/或许多静叶或支柱延伸穿过流径，已知框架可由增加核心流径中的堵塞降低燃气涡轮发动机的效率和性能。

因此，存在对于如下燃气涡轮发动机框架的需要：该燃气涡轮发动机框架可为轴承组件提供结构支承，同时通过减少重量、减少零件数和/或减少核心流径的堵塞来改进燃气涡轮发动机的效率和性能。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述清楚，或可通过实施本发明来学习。

本公开内容涉及一种燃气涡轮发动机，其限定轴向中心线、纵向方向、径向方向和周向方向。燃气涡轮发动机包括一个或多个框架，其中框架限定内环和外环，外环围绕轴向中心线与内环大体上同心。框架限定沿着径向方向从内环向外延伸到外环的多个支柱。一个或多个支柱限定支柱内至少部分地沿着径向方向延伸的一个或多个工作(service)通路，且其中内环、外环和支柱一起限定整体结构。

在各种实施例中，限定在支柱内的工作通路中的至少一个或多个至少部分地限定矩圆截面。在一个实施例中，矩圆截面是不对称的。

在各种实施例中，框架还包括第一中间环和第二中间环，其各自沿着纵向方向和周向方向延伸且沿着径向方向设置在内环与外环之间。在一个实施例中，框架还包括至少在第一中间环与第二中间环之间沿着径向方向包绕每个支柱的一个或多个翼型件，且其中每个翼型件限定压力侧和吸入侧。在另一个实施例中，支柱中的一个或多个限定了限定翼型件的表面。在另一实施例中，每个翼型件限定大体上从上游端朝下游端包绕每个支柱的壁。在又一个实施例中，第一中间环、第二中间环和翼型件一起限定整流罩，该整流罩形成为沿着周向方向分离的节段。在另一实施例中，支柱包含环形核心流径的截面积的大约15％以下。

在一个实施例中，多个支柱各自限定每个工作通路处的内端和外端，且其中一个或多个支柱进一步限定支柱的每个工作通路的内端和外端处的管配件。

在另一个实施例中，一个或多个支柱限定支柱内至少部分地沿着径向方向延伸的至少三个工作通路。

在又一个实施例中，其中增材制造工艺限定内环、外环和支柱的整体结构。

在各种实施例中，一个或多个支柱限定至少部分地沿着径向方向延伸的多个冷却通路。在一个实施例中，一个或多个支柱进一步限定一个或多个冷却通道，冷却通道至少部分地沿纵向方向、径向方向和/或周向方向延伸，且其中多个冷却通路经由一个或多个冷却通道彼此连接。

在一个实施例中，一个或多个支柱限定第一冷却通路和第二冷却通路，其各自至少部分地围绕一个或多个工作通路延伸。