具有用于主动间隙控制的内部通道的增材制造的壳体制造技术

一种发动机或发动机壳体，具有内环形壳体和外环形壳体。发动机壳体使用增材制造技术形成，使得内环形壳体和外环形壳体围绕中空内环形腔形成。环形腔包括连接内环形壳体和外环形壳体的销组。销组改善内外环形壳体之间的热传递，并为内环形壳体和外环形壳体提供结构支撑。通过提供通过环形腔的流体流动，可以冷却涡轮壳体，并且可以通过调节在环形腔内行进的流体来控制壳体的半径。通过控制通过环形腔的流体流动，可以冷却发动机壳体以在各种操作条件下调节其温度。此外，环形腔中的流体的调节允许主动间隙控制涡轮中使用的涡轮叶片或轮叶与密封件之间的间隔。

Shell fabricated by adding material with internal passage for active clearance control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于主动间隙控制的内部通道的增材制造的壳体
本公开涉及用于发动机部件的改进设计，该发动机部件包括形成在发动机壳体内的夹层结构中的至少一个内部流体环形通道。本专利技术提供了优化的结构，以提供以下特性中的一个或多个：结构完整性，热机械承载能力，屈曲，容纳(containment)，冷却和/或温度控制，流动压降，改善的温度梯度，和最终改善的部件寿命。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括至少一个压缩机和至少一个涡轮区段，每个涡轮区段具有包含在发动机外壳内的旋转叶片。设计发动机外壳的目标之一是保持轻质结构，同时仍然提供足够的强度以容纳可能破裂的任何旋转叶片(即叶片容纳)。因为任何破裂的叶片必须包含在外壳内，所以必须制造发动机外壳的壁以确保破裂的叶片不会刺穿外壳。减轻重量和加强涡轮壳体的建议依赖于增材制造技术来为具有为多孔结构和/或蜂窝结构的中间层的壳体制备夹层结构。见美国专利申请公开No.2014/0161601。这些设计在发动机壳体的内壁和外壁之间提供内部多孔或蜂窝结构，其被设计成在减小发动机壳体重量的同时增加强度。这些设计主要依靠外部管道来冷却复合材料发动机壳体。涡轮发动机还可以包括主动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮发动机，其特征在于，包括：环形内壁,所述环形内壁围绕涡轮组件，所述涡轮组件绕着第一轴线旋转；环形外壁，所述环形外壁至少部分地围绕所述环形内壁，并且在所述环形内壁和所述环形外壁之间形成环形腔；其中，所述环形外壁在所述第一轴线上的轴向向前位置处具有至少一个上游开口，所述至少一个上游开口与所述环形腔流体连通，并且所述环形腔在所述第一轴线上的轴向向后位置处具有出口，允许流体从所述上游开口沿着所述环形腔通过所述出口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.02 US 15/368,2271.一种涡轮发动机，其特征在于，包括：环形内壁,所述环形内壁围绕涡轮组件，所述涡轮组件绕着第一轴线旋转；环形外壁，所述环形外壁至少部分地围绕所述环形内壁，并且在所述环形内壁和所述环形外壁之间形成环形腔；其中，所述环形外壁在所述第一轴线上的轴向向前位置处具有至少一个上游开口，所述至少一个上游开口与所述环形腔流体连通，并且所述环形腔在所述第一轴线上的轴向向后位置处具有出口，允许流体从所述上游开口沿着所述环形腔通过所述出口。2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，进一步包括连接到所述上游开口和所述出口中的至少一个的阀，用于控制所述环形腔中的流体流动。3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，其中由于所述上游开口和所述出口之间的压力差，流体沿着所述环形腔通过。4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，进一步包括在所述上游开口和所述出口之间在所述内壁中的至少一个开口。5.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，其中所述出口包括至少一个喇叭形喷射器。6.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，进一步包括连结所述环形内壁和所述环形外壁的多个连接器。7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，其中所述连接器是销。8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，其中所述内芯壳体进一步包括在所述上游开口和所述出口之间的至少一个辅助开口，其中所述至少一个辅助开口允许流体进入由所述内壁和密封部分或定子脉中的一个或多个形成的腔室。9.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，其中所述环形内芯壳体具有安装在其上的多个密封部分；其中，所述多个密封部分对应于所述涡轮组件的多个涡轮叶片；其中，所述阀控制进入所述环形腔的流体流动，并且响应于所述内壁和所述外壁的热膨胀特性控制所述阀，以便将所述密封部分和所述涡轮叶片之间的距离保持基本恒定。10.一种涡轮发动机壳体，其特征在于，包括：环形内壁，所述环形内壁具有用于附接至少一个定子脉的至少一个定子附接部分，和用于附接密封件的至少一个密封件附接部分；环形外壁，所述环...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·罗伯特·博纳肯，托马斯·D·马丁，詹姆斯·R·诺埃尔，罗伯特·J·帕克斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US