涡轮发动机吊架制造技术

一种用于涡轮发动机的吊架，可包括面对冷却气流的第一表面，面对加热气流的第二表面以及在第一表面的径向外侧的第三表面。吊架进一步可包括具有脏空气入口和清洁空气出口的旋风分离器，以及延伸穿过旋风分离器的冷却空气回路。

【技术实现步骤摘要】
涡轮发动机吊架
本公开大体上涉及用于涡轮发动机的颗粒分离器，并且更具体地涉及在涡轮发动机部件内的旋风分离器。
技术介绍
涡轮发动机，并且特别是燃气涡轮发动机或燃烧涡轮发动机，是从通过发动机的加压燃烧气体流中提取能量到旋转涡轮叶片上的旋转式发动机。涡轮发动机通常被设计成在高温下操作以提高发动机效率。为在高温环境中的诸如翼型件之类的部件提供冷却措施是有益的，其中这种冷却措施可以在发动机操作期间减少这些部件上的材料磨损并提高结构稳定性。冷却措施可包括来自压缩机的排出空气，该排出空气被引导至发动机中所需的位置。排出空气可用于在特定部件交界处提供吹扫空气流。优化排出空气的输送和覆盖进一步有助于提高发动机效率。
技术实现思路
一方面，本专利技术涉及一种用于涡轮发动机的吊架。吊架包括：面对冷却气流的第一表面，面对加热气流的第二表面，在第一表面的径向外侧的第三表面；旋风分离器，具有至少部分地由第三表面限定的旋风主体并且具有脏空气入口，清洁空气出口和位于清洁空气出口径向外侧的扫气出口；及冷却空气回路，其具有在第一表面上的冷却空气入口和在第二表面上的冷却空气出口，并在脏空气入口和清洁空气出口之间延伸通过旋风分离器。在另一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的护罩和吊架组件。护罩和吊架组件包括吊架，其具有面对冷却气流的第一表面吊架，面对加热气流的第二表面，在第一表面的径向外侧的第三表面，旋风分离器以及冷却空气回路，旋风分离器具有至少部分地由第三表面限定的旋风主体并且具有脏空气入口，清洁空气出口和位于清洁空气出口径向外侧的扫气出口，冷却空气回路具有在第一表面上的冷却空气入口和在第二表面上的冷却空气出口，并在脏空气入口和清洁空气出口之间延伸通过旋风分离器。护罩和吊架组件还包括护罩，其具有面对吊架的第二表面的内表面，面对加热气流的加热表面，以及与冷却空气回路流体连接并在内表面上的护罩入口和加热表面上的护罩出口之间延伸通过护罩的护罩冷却回路。在另一方面，本专利技术涉及一种涡轮发动机，其包括轴向流动布置的压缩机，燃烧器和涡轮。涡轮发动机包括：具有内部冷却通道和面向加热气流的加热表面的冷却部件；以及吊架，其具有面对冷却气流的第一表面，面对加热气流的第二表面，在第一表面的径向外侧的第三表面，旋风分离器以及冷却空气回路，旋风分离器具有至少部分地由第三表面限定的旋风主体并且具有脏空气入口，清洁空气出口和位于清洁空气出口径向外侧的扫气出口，冷却空气回路流体联接到内部冷却通道，该冷却空气回路具有在第一表面上的冷却空气入口和在第二表面上的冷却空气出口，并且在脏空气入口和清洁空气出口之间延伸穿过旋风分离器。附图说明在附图中：图1是用于飞行器的涡轮发动机的示意性截面图。图2是根据本文所述的各个方面的图1的涡轮发动机的高压涡轮区段的放大图，其包括护罩和吊架组件。图3是图2的护罩和吊架组件的一部分的立体图。图4是图3中包括旋风分离器的罩和吊架组件沿着线IV-IV的截面图。图5是图4的护罩和吊架组件的剖视图，示出了旋风分离器内的气流。图6是根据本文描述的各个方面的具有旋风分离器的另一护罩和吊架组件的立体图。具体实施方式本公开的所描述的实施例针对涡轮发动机的护罩和吊架组件。为了说明的目的，将关于飞行器涡轮发动机中的涡轮区段来描述本公开。然而，将理解的是，本公开内容不限于此，并且可以在发动机内，包括在压缩机区段内以及在非飞行器应用(例如，其他移动应用和非移动工业、商业以及住宅应用)中具有一般适用性。涡轮发动机内的冷却气流会携带粉尘或其他碎屑，这些粉尘或其他碎屑会移入冷却的部件中，例如护罩、吊架(hanger)、翼型件、平台、内带或外带等。这些粉尘或碎屑会聚集在冷却的部件的内部，或导致冷却孔或通道内堵塞。去除这些碎屑可以改善冷却性能并减少冷却空气的使用。涡轮发动机还可包括通过增材制造形成的部件。如本文所用，“增材制造的”部件是指通过增材制造(AM)过程形成的部件，其中该部件通过连续的材料沉积而逐层构建起。AM是一个用于描述通过逐层添加材料(无论材料是塑料还是金属)来构建3D物体的技术的恰当名称。AM技术可以利用计算机、3D建模软件(计算机辅助设计或CAD)、机械设备和分层材料。一旦生成了CAD草图，AM设备就可以从CAD文件中读取数据，并以逐层的方式铺展或添加液体、粉末、片状材料或其他材料的连续层以制造3D物体。应当理解，术语“增材制造”涵盖许多技术，包括诸如3D打印、快速成型(RP)、直接数字制造(DDM)、分层制造和增材制作之类的子集。可用于形成增材制造的部件的增材制造的非限制性示例包括粉末床熔化、光聚合、粘合剂喷射、材料挤压、定向能量沉积、材料喷射、片层压。另外，“增材制造”的部件还可以包括通过熔模铸造，3D打印，添加金属或其任意组合形成的部件。如本文所使用的，术语“前向”或“上游”指的是在朝向发动机入口的方向上移动，或与其他部件相比，部件相对更靠近发动机入口。与“前向”或“上游”结合使用的术语“后向”或“下游”是指的是朝向发动机后部或出口的方向，或与其他部件相比，相对更靠近发动机出口。如本文所使用的“组”可以包括任何数量的分别描述的元件，包括仅一个元件。此外，如本文所使用的，术语“径向”或“径向地”指的是在发动机的中心纵向轴线和外发动机圆周之间延伸的尺度。所有的方向参考(例如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、竖直、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、前向、后向等)仅用于识别目的以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于本公开的位置、方向或用途的限制。连接参考(例如，附接、联接、连接和接合)将被广义地诠释，并且除非另有指示，可以包括元件集之间的中间元件，以及元件之间的相对移动。因此，连接参考不必推断两个元件直接连接并且处于彼此固定关系。示例性附图仅用于说明的目的，并且附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。图1是用于飞行器的燃气涡轮发动机10的横截面示意图。发动机10具有大体上纵向延伸的轴线或中心线12，该轴线或中心线从前部14延伸至后部16。发动机10以下游串联流动关系包括：包括风扇20的风扇区段18，包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26的压缩机区段22，包括燃烧器30的燃烧区段28，包括HP涡轮34和LP涡轮36的涡轮区段32以及排气区段38。风扇区段18包括围绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括围绕中心线12径向设置的多个风扇叶片42。HP压缩机26、燃烧器30和HP涡轮34形成发动机10的芯44，其产生燃烧气体。芯44被芯壳体46包围，该芯壳体46可以与风扇壳体40联接。围绕发动机10的中心线12同轴地设置的HP轴或线轴48将HP涡轮34驱动连接至HP压缩机26。在较大直径的环形HP线轴48内围绕发动机10的中心线12同轴地设置的LP轴或线轴50将LP涡轮36驱动连接至LP压缩机24和风扇20。线轴48、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮发动机的吊架，其特征在于，包括：/n第一表面，所述第一表面面对冷却气流；/n第二表面，所述第二表面面对加热气流；/n第三表面，所述第三表面在所述第一表面的径向外侧；/n旋风分离器，所述旋风分离器具有至少部分地由所述第三表面限定的旋风主体，并且具有脏空气入口，清洁空气出口和位于所述清洁空气出口的径向外侧的扫气出口；以及/n冷却空气回路，所述冷却空气回路具有在所述第一表面上的冷却空气入口和在所述第二表面上的冷却空气出口，并且在所述脏空气入口和所述清洁空气出口之间延伸通过所述旋风分离器。/n

【技术特征摘要】
20190318 US 16/356,4911.一种用于涡轮发动机的吊架，其特征在于，包括：
第一表面，所述第一表面面对冷却气流；
第二表面，所述第二表面面对加热气流；
第三表面，所述第三表面在所述第一表面的径向外侧；
旋风分离器，所述旋风分离器具有至少部分地由所述第三表面限定的旋风主体，并且具有脏空气入口，清洁空气出口和位于所述清洁空气出口的径向外侧的扫气出口；以及
冷却空气回路，所述冷却空气回路具有在所述第一表面上的冷却空气入口和在所述第二表面上的冷却空气出口，并且在所述脏空气入口和所述清洁空气出口之间延伸通过所述旋风分离器。


2.根据权利要求1所述的吊架，其特征在于，其中所述脏空气入口位于所述清洁空气出口的径向外侧。


3.根据权利要求1所述的吊架，其特征在于，进一步包括多个旋风分离器和多个冷却空气回路，每个所述冷却空气回路延伸穿过相应的多个旋风分离器...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·拉塞尔·拉茨拉夫，阿伦·伊齐基尔·史密斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US