用于燃气涡轮发动机的入口框架制造技术

提供一种入口框架(54)及其增材制造方法(300)。入口框架(54)包括前部环形体(102)，该前部环形体与后部环形体(104)间隔开，以限定与压缩机入口(108)流体连通的入口通路(106)。入口框架(54)可以限定整体水洗歧管(130)和排放端口(92)，以用于引导水洗流体流直接通过压缩机入口(108)。此外，入口框架(54)可以限定一个或多个整体环形加热增压室(84)、(186)，该一个或多个整体环形加热增压室与热空气源(150)流体连通，以对入口框架(54)的易于经历结冰状况的区域进行加热。

Entrance Frame for Gas Turbine Engine

An entry frame (54) and a manufacturing method for its additives (300) are provided. The entrance frame (54) includes a front ring body (102), which is separated from the rear ring body (104) to define an entrance path (106) connected with the fluid of the compressor inlet (108). The inlet frame (54) can define the integral wash manifold (130) and the discharge port (92) for guiding the wash fluid flow directly through the compressor inlet (108). In addition, the entrance frame (54) may define one or more integral annular heating booster chambers (84), (186), which are connected with hot air source (150) fluids to heat the areas of the entrance frame (54) that are susceptible to freezing conditions.

【技术实现步骤摘要】
用于燃气涡轮发动机的入口框架
本专利技术主题总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及燃气涡轮发动机的增材制造入口框架。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心通常包括串联顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且接着被传送通过排气区段例如到大气。某些燃气涡轮发动机包括入口框架，该等入口框架被构造成接收气流并且将气流引导至压缩机区段。这些入口框架可以限定通向核心发动机的入口并且可以包括一个或多个入口导叶(IGV)，该一个或多个入口导叶例如可以用于修改被引导至压缩机中的气流，以防止下游压缩机转子叶片失速或喘振。此外，多个流体分配系统和歧管可以安装于入口框架上以用于执行多种功能。例如，入口框架可以包括水洗歧管，该等水洗歧管定位在入口处以用于执行压缩机水洗操作，此外，防结冰歧管可以向入口框架的易于经受结冰状况的区域(例如入口筛网和IGV)提供加热空气。然而，这些流体分配系统和歧管通常需要多个零件，从而造成组装更复杂、成本增加、以及可靠性降低。例如，传统的入口框架包括大量流体歧管、供给管道、支承结构、喷嘴和其它零件。这些零件中的每一个都必须单独定位、定向并且例如通过钎焊、焊接或者另一种联结方法连接到支承结构和入口框架。与组装这种入口框架相关的制造时间和成本非常高并且歧管与管道之间流体泄露的可能性由于所形成的接头的数量而增大。此外，制造约束规则对可以包括在入口框架中的流体分配系统和歧管的数量、尺寸、配置和位置构成限制。因此，具有改进的入口框架的燃气涡轮发动机将是有用的。更具体地，包括改进性能并且简化制造和组装的流体分配系统和歧管的入口框架将是特别有益的。具体地，本申请技术方案1涉及一种用于燃气涡轮发动机的入口框架，所述燃气涡轮发动机限定了轴向方向，径向方向和周向方向，所述燃气涡轮发动机包括压缩机，所述压缩机限定了压缩机入口并且能够围绕轴向方向旋转以用于对气流加压，所述入口框包括：前部环形体；后部环形体，所述后部环形体与所述前部环形体间隔开，以限定与所述压缩机入口流体连通的入口通路；由所述前部环形体限定的环形加热增压室；和流体供给管道，所述流体供给管道限定了热流体通路，所述热流体通路提供了所述环形加热增压室，与热空气源之间的流体连通，以用于向所述环形加热增压室，提供加热流体流。本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的入口框架，其中所述环形加热增压室，是入口加热增压室，所述入口加热增压室接近所述燃气涡轮发动机的入口筛网被限定在所述前部环形体的径向外部。本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的入口框架，其中多个加强肋被限定在所述入口加热增压室内。本申请技术方案4涉及根据技术方案2所述的入口框架，其中所述入口筛网包括：前部入口筛网，所述前部入口筛网从所述入口加热增压室沿径向方向向外延伸，所述前部入口筛网包括多个管，所述多个管与所述入口加热增压室流体连通以用于接收加热流体流。本申请技术方案5涉及根据技术方案4所述的入口框架，其中所述多个管是交织的。本申请技术方案6涉及根据技术方案4所述的入口框架，其中所述前部入口筛网是弯曲的。本申请技术方案7涉及根据技术方案4所述的入口框架，其中所述入口筛网还包括环形排放歧管，所述环形排放歧管限定了与所述入口通路流体连通的一个或多个排放端口，所述多个管中的每一个都终止于所述环形排放歧管中。本申请技术方案8涉及根据技术方案7所述的入口框架，其中所述入口筛网还包括：外部筛网，所述外部筛网定位在径向入口之上并且基本沿轴向方向在所述环形排放歧管与所述后部环形体之间延伸，所述外部筛网与所述环形排放歧管热连通。本申请技术方案9涉及根据技术方案1所述的入口框架，其中所述环形加热增压室，是被限定在所述前部环形体的前端上的轮叶加热增压室，所述前部环形体还限定了围绕所述前部环形体周向间隔开并且与所述轮叶加热增压室流体连通的多个开孔，并且其中多个周向间隔开的入口导叶定位在所述入口通路内，每一个入口导叶都具有主轴，所述主轴通过所述多个开孔中的一个延伸到所述轮叶加热增压室中。本申请技术方案10涉及根据技术方案9所述的入口框架，其中所述入口导叶中的每一个限定了一个或多个内部流体通路，以用于使加热流体流通过所述入口导叶。本申请技术方案11涉及根据技术方案1所述的入口框架，其中所述前部环形体和所述流体供给管道，整体形成为单个一体部件。本申请技术方案12涉及根据技术方案1所述的入口框架，其中所述入口框架包括通过以下步骤形成的多个层：将增材层沉积到增材制造机的床上；和将来自能量源的能量选择性地引导到所述增材层上以熔合一部分增材。本申请技术方案13涉及一种加热燃气涡轮发动机的入口框架的入口筛网的方法，所述燃气涡轮发动机限定了轴向方向，径向方向，和周向方向，所述方法包括：通过入口加热管道提供来自热空气源的热空气流并且使其进入入口加热增压室；在所述入口加热增压室内围绕周向方向扩散热空气流；将热空气流分配到多个管中，所述多个管与所述入口加热增压室流体连通并且形成前部入口筛网；收集通过环形排放歧管中的多个管的热空气流；和将热空气流排放到由所述入口框架的前部环形体和后部环形体限定的入口通路中，所述入口通路与所述燃气涡轮发动机的压缩机入口流体连通。本申请技术方案14涉及根据技术方案13所述的方法，其中所述前部入口筛网沿径向方向从所述入口加热增压室向外延伸并且朝向轴向方向向后弯曲，并且其中所述多个管是交织的。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本专利技术的实践而得知。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供一种燃气涡轮发动机的入口框架。该燃气涡轮发动机限定了轴向方向，径向方向和周向方向，并且包括压缩机，该压缩机限定了压缩机入口并且能够围绕轴向方向旋转以用于对气流加压。入口框架包括前部环形体和后部环形体，后部环形体与前部环形体间隔开以限定与压缩机入口流体连通的入口通路。入口框架还包括由前部环形体限定的环形加热增压室(annularheatingplenum)和限定了热流体通路的流体供给管道，热流体通路提供了环形加热增压室与热空气源之间的流体连通，以用于向环形加热增压室提供加热流体流。在本专利技术的另一个示例性方面中，提供一种用于制造燃气涡轮发动机的入口框架的方法。该方法包括在增材制造机的床上沉积增材层，并选择性地将来自能量源的能量引导到增材层上以熔合增材的一部分并形成入口框架。入口框架包括前部环形体和后部环形体，后部环形体与前部环形体间隔开以限定入口通路。入口框架还包括由前部环形体限定的环形加热增压室和限定了热流体通路的流体供给管道，热流体通路提供了环形加热增压室与热空气源之间的流体连通，以用于向环形加热增压室提供加热流体流。在本专利技术的又一个示例性方面中，提供一种对燃气涡轮发动机的入口框架的入口筛网进行加热的方法。该燃气涡轮发动机限定了轴向方向，径向方向和周向方向。该方法包括通过入口加热管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发动机(10)的入口框架(54)，所述燃气涡轮发动机(10)限定了轴向方向(A)，径向方向(R)和周向方向(C)，所述燃气涡轮发动机(10)包括压缩机(22)，所述压缩机限定了压缩机入口(108)并且能够围绕轴向方向(A)旋转以用于对气流(50)加压，所述入口框架(54)包括：前部环形体(102)；后部环形体(104)，所述后部环形体与所述前部环形体(102)间隔开，以限定与所述压缩机入口(108)流体连通的入口通路(106)；由所述前部环形体(102)限定的环形加热增压室(84)，(186)；和流体供给管道(164)，(188)，所述流体供给管道限定了热流体通路，所述热流体通路提供了所述环形加热增压室(84)，(186)与热空气源(150)之间的流体连通，以用于向所述环形加热增压室(84)，(186)提供加热流体流。

【技术特征摘要】
2017.08.14 EP 17461587.2;2017.10.12 EP 17196072.71.一种用于燃气涡轮发动机(10)的入口框架(54)，所述燃气涡轮发动机(10)限定了轴向方向(A)，径向方向(R)和周向方向(C)，所述燃气涡轮发动机(10)包括压缩机(22)，所述压缩机限定了压缩机入口(108)并且能够围绕轴向方向(A)旋转以用于对气流(50)加压，所述入口框架(54)包括：前部环形体(102)；后部环形体(104)，所述后部环形体与所述前部环形体(102)间隔开，以限定与所述压缩机入口(108)流体连通的入口通路(106)；由所述前部环形体(102)限定的环形加热增压室(84)，(186)；和流体供给管道(164)，(188)，所述流体供给管道限定了热流体通路，所述热流体通路提供了所述环形加热增压室(84)，(186)与热空气源(150)之间的流体连通，以用于向所述环形加热增压室(84)，(186)提供加热流体流。2.根据权利要求1所述的入口框架(54)，其中所述环形加热增压室(84)，(186)是入口加热增压室(84)，所述入口加热增压室接近所述燃气涡轮发动机(10)的入口筛网(80)被限定在所述前部环形体(102)的径向外部。3.根据权利要求2所述的入口框架(54)，其中多个加强肋(168)被限定在所述入口加热增压室(84)内。4.根据权利要求2所述的入口框架(54)，其中所述入口筛网(80)包括：前部入口筛网(82)，所述前部入口筛网从所述入口加热增压室(84)沿径向方向(R)向外延伸，所述前部入口筛网(82)包括多个管(86)，所述多个管与所述入口加热增压室(84)流体连通以用于接收加热流体流。5.根据权利要求4所述的入口框架(54)，其中所述多个管(86)是交织的。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·斯拉文斯卡，K·科尔茨普斯基，J·A·曼蒂加，A·科洛德齐耶克，
申请(专利权)人：通用电气公司，通用电气波兰有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US