流量阻尼器及其制造方法技术

本公开大致涉及可变蜂窝结构、制造这种蜂窝结构的方法、以及用于喷气式飞机的涡轮发动机的可变蜂窝流量阻尼器。

Flow damper and its manufacturing method

The present disclosure relates generally to variable honeycomb structures, methods for manufacturing such honeycomb structures, and variable honeycomb flow dampers for turbo engines of jet aircraft.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量阻尼器及其制造方法
本公开大致涉及可变蜂窝结构、制造这种蜂窝结构的方法以及用于喷气式飞机的涡轮发动机的可变蜂窝流量阻尼器。
技术介绍
蜂窝单元结构是已知的并且广泛地用于航空工业。例如，Hayes等的美国专利申请No.2004/0048027公开了在用于飞机机翼和翼型的前缘和副翼中使用的蜂窝芯产品。蜂窝芯产品定位在机翼的前缘上并且由外皮构件覆盖以及附连至结构支承构件。美国专利申请No.2004/0048027的全部内容通过参引方式结合到本文中。蜂窝状结构还被用作用于喷气式飞机的燃气涡轮发动机的流量阻尼器。例如，Devi等的美国专利申请No.2012/0163955公开了一种燃气涡轮机中的蜂窝状流量阻尼器。图1示出在燃气涡轮发动机中位于转子10与定子12之间的界面的透视图。图2示出图1所示界面局部放大图，包括蜂窝状流量阻尼器14。定子12相对于转子10保持固定，转子10由于运动经过转子轮叶16的燃烧气体的力而转动。燃烧气体18的一部分通过转子尖端20与定子12之间的界面泄漏，降低了发动机的效率。为了减少泄漏，流量阻尼器14被设置在定子12与转子尖端20之间的界面处，如图2所示。转子尖端20运动经过流量阻尼器14的蜂窝状结构22的、限定摩擦路径24的一部分，如图3所示。如图2和图3所示，蜂窝单元22中的每一个具有相同的几何形状，包括具有相同相对壁厚和型线(contour)。美国专利申请No.2012/0163955的全部内容通过参引方式结合到本文中。
技术实现思路
以下提出本专利技术的一个或多个方面的概述，以便提供对这些方面的基本理解。本概述不是对全部预期方面的广泛综述，并且旨在既不标识所有方面的主要或关键因素也非描绘任何或所有方面的范围。其目的是以简化形式呈现一个或多个方面的一些构思，作为随后提出的更详细说明的前序。本专利技术提供一种蜂窝结构，包括由单元壁限定的厚度尺寸和由互连单元的边缘限定的表面平面，表面平面包括单元的第一蜂窝区域，第一蜂窝区域在表面平面中具有第一最大尺寸，表面平面包括单元的第二蜂窝区域，第二蜂窝区域在表面平面中具有第二最大尺寸，其中，第二尺寸小于第一尺寸，以及第一蜂窝区域或第二蜂窝区域中的至少一者的单元壁具有非线性型线或可变厚度。在另一个方面中，本公开提供一种涡轮发动机，包括定子、转子和位于所述定子和所述转子之间的界面区域以及位于所述界面区域处的流量阻尼器。流量阻尼器包括蜂窝结构，蜂窝结构包括由单元壁限定的厚度尺寸和由互连单元的边缘限定的表面平面，表面平面包括单元的第一蜂窝区域，第一蜂窝区域在表面平面中具有第一最大尺寸，表面平面包括单元的第二蜂窝区域，第二蜂窝区域在表面平面中具有第二最大尺寸，其中，第二尺寸小于第一尺寸。本专利技术的这些以及其他方面将在审阅随后的详细说明的基础上变得被更全面地理解。附图说明图1是在燃气涡轮发动机中位于转子尖端与定子之间的界面的侧面透视图。图2是在图1所示的界面处的常规蜂窝状流量阻尼器的局部放大图。图3是示出转子尖端的摩擦路径的常规蜂窝流量阻尼器的俯视图。图4是根据本专利技术的方面的流量阻尼器的蜂窝结构的示意性表示的俯视图。图5是根据本专利技术的方面的流量阻尼器的可替代蜂窝结构的俯视图。图6是图4所示第一单元类型的剖面图。图7是图4所示第二单元类型的剖面图。图8是图4所示第三单元类型的剖面图。图9是示出用于增材制造图4的蜂窝结构的示例设备的示意图。具体实施方式以下与附图结合阐述的详细说明旨在作为对各种构造的说明，而非旨在表示可以实施本文中说明的构思的唯一构造。详细说明包括为了提供对各个构思的彻底理解的具体细节。然而，本领域技术人员将理解的是，没有这些具体细节也可以实施这些构思。图4是可被用作燃气涡轮发动机中的流量阻尼器(flowdiscourager)的蜂窝结构400的示意性表示的俯视图。蜂窝结构400包括多个具有不同几何形状的单元。不同的单元几何形状可以在蜂窝结构400内限定特定区域，比如图4所示的摩擦路径402。蜂窝结构400包括多个具有第一几何形状的第一单元404和多个具有第二几何形状的第二单元406。蜂窝结构400还可以包括多个具有第三几何形状的第三单元408，这些第三单元可以设置在第一类型和第二类型的单元之间的过渡处内。尽管单元被描绘为球形或椭圆形，只要不同尺寸的单元如本文中说明地布置，每个单元的几何形状可以变化。例如，单元可以是多边形，比如用于蜂窝状结构的六边形，但具有不同的尺寸，使得整体结构具有类似于如图4所示的不同区域。例如，图5描绘了与图4相似的蜂窝结构，但利用了六边形、菱形和三角形形状的组合。在该示例中，内部流动路径区域中的单元的最大直径大于流动路径的外部和两侧上的单元。更小的单元建立在流动路径区域的外部和内部的单元之间的过渡区域中。图5示出多个具有不同几何形状的单元。不同单元几何形状可以在蜂窝结构500内的限定特定区域，比如摩擦路径502。蜂窝结构500包括多个具有第一几何形状的第一单元502和多个具有第二几何形状的第二单元504。蜂窝结构500还可以包括多个具有第三几何形状的第三单元506，这些第三单元可以设置在第一类型和第二类型的单元之间或相同类型的单元之间(例如第一类型的单元之间或第二类型的单元之间)的过渡处内。蜂窝结构还可以包括多个具有第四几何形状的单元508，这些第四单元可以设置在第一类型、第二类型或第三类型的单元之间或相同类型的单元之间(例如第一类型的单元之间、第二类型的单元或第三类型的单元之间)的过渡处内。用于本申请的术语“尺寸”可以指代可被用于比较单元的相对尺寸的任何相似尺寸测量值。例如，在单元406的形状为椭圆形的情况下，尺寸优选地是如图4所示的最大直径410。这种情况下，第二单元406具有大于第一单元404和第三单元408的相同几何形状的尺寸(即最大直径)。在所对比的所有单元是球形(例如单元404、408)的情况下，直径412、414可以是所对比的几何形状。对于多边形(例如，单元502、504、506、508)，几何形状可以是最大直径，但也可以是多边形的一部分的尺寸，比如侧面的长度。图6示出第一示例单元600的截面。图7示出第二示例单元700的截面。图8示出第三示例单元800的壁厚的截面。如图6-8所示，单元600、700、800中的每一个包括厚度尺寸602、702、802，厚度尺寸602、702、802可以沿着单元壁的高度604、704、804变化，例如厚度是可变的。此外，单元壁可以具有可以包括一个或多个弯曲部的非线性型线。例如，图6中示出的单元600具有朝向单元的顶部边缘606非线性地逐渐减小的厚度602。在图7所示的单元700中，厚度702朝向单元的顶部边缘706非线性地减小，但另外包括弯曲部708。在图8所示的单元800中，厚度802朝向单元的顶部边缘806非线性地减小，但另外包括形成Z形图案的多个弯曲部808。虽然图6-8示出几个示例性单元截面轮廓，可以实现其他轮廓，比如其他厚度型线和其他类型和数量的弯曲部。例如，可以具有比所示出的更少或更多的弯曲部(例如，单元壁可以包括1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个弯曲部)，弯曲部的尖锐度(例如角)可以小于或大于所示出的。在本专利技术的一个方面中，第二组多个单元406本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝结构，包括：由单元壁限定的厚度尺寸和由互连单元的边缘限定的表面平面；所述表面平面包括所述单元的第一蜂窝区域，所述第一蜂窝区域在所述表面平面中具有第一最大尺寸；所述表面平面包括所述单元的第二蜂窝区域，所述第二蜂窝区域在所述表面平面中具有第二最大尺寸，其中，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；以及所述第一蜂窝区域或所述第二蜂窝区域中的至少一者的所述单元壁具有非线性型线或可变厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.19 US 15/159,6781.一种蜂窝结构，包括：由单元壁限定的厚度尺寸和由互连单元的边缘限定的表面平面；所述表面平面包括所述单元的第一蜂窝区域，所述第一蜂窝区域在所述表面平面中具有第一最大尺寸；所述表面平面包括所述单元的第二蜂窝区域，所述第二蜂窝区域在所述表面平面中具有第二最大尺寸，其中，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；以及所述第一蜂窝区域或所述第二蜂窝区域中的至少一者的所述单元壁具有非线性型线或可变厚度。2.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述表面平面包括位于所述第一蜂窝区域与所述第二蜂窝区域之间的过渡区域，所述过渡区域由所述过渡区域中的单元限定，所述过渡区域具有小于所述第一尺寸或第二尺寸的第三尺寸。3.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述非线性型线包括至少一个弯曲部。4.根据权利要求4所述的蜂窝结构，其中，所述非线性型线包括三个或更多个弯曲部。5.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述第一蜂窝区域包括在所述单元壁中具有两个或更多个弯曲部的单元。6.根据权利要求5所述的蜂窝结构，其中，所述第二蜂窝区域包括在所述单元壁中比所述第一蜂窝区域中的所述单元具有更少弯曲部的单元。7.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述可变厚度包括从所述单元的底部指向所述表面平面的锥体。8.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述表面平面包括位于所述第一蜂窝区域与所述第二蜂窝区域之间的过渡区域，其中，所述过渡区域包括散布有具有第二最大尺寸的单元的具有第一最大尺寸的单元。9.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述第一蜂窝区域夹持在所述第二蜂窝区域的两个部分之间。10.根据权利要求1所述的蜂窝结构，其中，所述单元中的每一个包括从由钢、钴铬合金、铬镍铁合金、铝和钛组成的组中选择的材料。11.一种涡轮发动机，包括：定子、转子和位于所述定子和...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·J·克雷，N·D·乔什，S·J·卡利塔，P·马斯兰，W·思朋斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US