具有改进的导向轮叶配置的燃气涡轮发动机制造技术

提供了用于燃气涡轮发动机的设备和方法。这些实施例包括具有流动路径的核心区段。流动路径包括具有出口轮叶的定子轮叶阵列。每个出口轮叶都有后缘。支柱具有在后缘上游的前缘。替代地，流动路径包括具有入口轮叶的定子轮叶阵列。每个入口轮叶都具有前缘。支柱具有在前缘下游的后缘。相邻轮叶和转子叶片之间的间距也增加了。也增加了。也增加了。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的导向轮叶配置的燃气涡轮发动机


[0001]本公开大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及具有改进的导向轮叶配置的燃气涡轮发动机。

技术介绍

[0002]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。此外，燃气涡轮发动机的核心通常以串行流动顺序包括压缩机区段、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，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到它到达燃烧区段。使用燃烧区段内的一个或多个燃料喷嘴将燃料与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段引导到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后通过排气区段进入大气。
[0003]典型的燃气涡轮发动机包括压缩机区段中的导向轮叶。更具体地，压缩机区段包括低压压缩机区段，随后是高压压缩机区段。低压压缩机区段和高压压缩机区段包括导向轮叶以控制通过压缩机区段的流。例如，低压压缩机区段的末端可包括出口导向轮叶的环形阵列，而高压压缩机区段的起点可包括入口导向轮叶的环形阵列。出口导向轮叶和入口导向轮叶通常定位在支撑燃气涡轮发动机的核心的支柱的附接位置的外部。
[0004]希望改进出口导向轮叶和入口导向轮叶的位置以提高燃气发动机的性能。
附图说明
[0005]通过提供在以下详细描述中描述的具有改进的导向轮叶配置的燃气涡轮发动机来至少部分地满足各种需要，特别是当结合附图研究时。在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本说明书的方面的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0006]图1是根据一些实施例的燃气涡轮发动机的横截面图；
[0007]图2是图1的燃气涡轮发动机的一部分的放大横截面图；
[0008]图3是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的环形压缩机流动路径的一部分的放大横截面图；
[0009]图4是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的另一个环形压缩机流动路径的一部分的放大横截面图；
[0010]图5是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的又一个环形压缩机流动路径的放大横截面图；
[0011]图6是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的再一个压缩机流动路径的放大横截面图；
[0012]图7是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的再一个环形压缩机流动路径的放大横截面图；
[0013]图8A是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的环形压缩机流动路径的一部分的下游视图，示出了支柱和出口导向轮叶；
[0014]图8B是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的环形压缩机流动路径的一部分的上游视图，示出了示例性环形压缩机流动路径的支柱和入口导向轮叶；
[0015]图9A是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的出口导向轮叶、入口导向轮叶和支柱的布置的示意图；
[0016]图9B是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的出口导向轮叶、入口导向轮叶和支柱的布置的示意图；
[0017]图9C是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的出口导向轮叶、入口导向轮叶和支柱的布置的示意图；
[0018]图10A是与图1的燃气涡轮发动机一起使用的导向轮叶的横截面图；
[0019]图10B是图示了导向轮叶堆叠轴线的立体图；
[0020]图11是与图10的燃气涡轮发动机一起使用的支柱的横截面图；以及
[0021]图12是根据一些实施例的组装燃气涡轮发动机的一部分的示例性方法。
[0022]附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其他元件被夸大以帮助改善对本公开的各种实施例的理解。此外，在商业上可行的实施例中有用或必需的常见但易于理解的元件通常未被描绘以促进本公开的这些不同实施例的较少阻碍视图。某些动作和/或步骤可以以特定的发生顺序来描述或描绘，而本领域技术人员将理解实际上不需要关于顺序的这种特异性。
具体实施方式
[0023]以下实施例说明了缩短飞行器发动机(例如，其核心)长度和/或降低飞行器发动机噪声以及提供其他益处的流动路径设计。更具体地，嵌入具有入口定子轮叶和/或出口定子轮叶的支柱缩短了飞行器发动机的总长度。缩短飞行器发动机的一个或多个益处为减轻发动机重量和提高燃料效率。进一步，在不增加飞行器发动机的总长度的情况下增加定子轮叶和相邻转子之间的距离减轻了噪声、空气机械力和应力。例如，图3
‑
7的设计是由于增加定子轮叶和转子之间的间距而降低发动机噪声和/或由于将支柱嵌入定子轮叶而缩短飞行器发动机的长度的实施例的说明性示例。进一步，以下设计的另一个优点是能够使用相同长度的当前飞行器发动机实现这些益处中的一个或多个，从而改造当前飞行器发动机和飞行器部件。其他益处可以包括由于较低的应力和力源而提高涡轮机效率，以及由于轮叶中较低的空气载荷而提高涡轮机部件效率。
[0024]本文使用的术语和表述具有与上述
技术人员所赋予的这些术语和表述一致的普通技术含义，除非本文另有规定不同的具体含义。除非另有明确说明，否则本文使用的词语“或”应被解释为具有分离结构而不是连接结构。除非本文另有说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等是指直接联接、固定或附接以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接、固定或附接。
[0025]单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确规定。
[0026]在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修饰任何可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或者用于构建或制造部件和/或系统的方法或机器的
精度。例如，近似语言可以指在10％的余量内。
[0027]术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。
[0028]在对以下详细描述进行彻底审查和研究后，上述和其他益处可能会变得更加清楚。现在参考附图，特别是图1，示出了示例性燃气涡轮发动机100。燃气涡轮发动机100限定轴向方向102、径向方向104和周向方向106(即，围绕轴向方向A延伸的方向)。燃气涡轮发动机100包括围绕风扇区段108的外壳体112，其后是核心区段110。核心区段110包括内壳体105，内壳体105可以基本上是管状的并且限定环形入口114。内壳体105沿轴向方向102包围包括低压压缩机(LPC)116和高压压缩机(HPC)118的压缩机区段、燃烧区段120、包括高压涡轮(HPT)122和低压涡轮(LPT)124的涡轮区段以及喷射排气喷嘴区段126。低压(LP)轴128将LPC 116驱动地连接到LPT 124。高压(HP)轴130将HPC 118驱动地连接到122HPT。
[0029]风扇区段108包括风扇132，该风扇具有在径向方向104上从盘136延伸的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气涡轮发动机，其特征在于，包括：壳体，所述壳体限定流动路径的至少一部分；至少一个定子轮叶阵列，所述至少一个定子轮叶阵列设置在所述流动路径内，所述至少一个定子轮叶阵列具有出口轮叶，并且所述出口轮叶各自具有出口轮叶后缘；和至少一个支柱，所述至少一个支柱具有支柱前缘，所述支柱前缘在所述出口轮叶后缘的上游。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述至少一个定子轮叶阵列包括在第二定子轮叶阵列下游的第一定子轮叶阵列，所述第一定子轮叶阵列具有所述出口轮叶，所述第二定子轮叶阵列具有导向轮叶，所述导向轮叶各自具有导向轮叶后缘，并且所述支柱前缘在每个导向轮叶后缘的上游。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，进一步包括：至少一个转子叶片阵列，所述至少一个转子叶片阵列设置在所述流动路径内；所述至少一个定子轮叶阵列具有在第二定子轮叶阵列下游的第一定子轮叶阵列，所述第一定子轮叶阵列具有所述出口轮叶；所述出口轮叶在所述至少一个转子叶片阵列和所述第二定子轮叶阵列的下游；并且所述至少一个转子叶片阵列在所述支柱前缘的上游。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述出口轮叶各自具有出口轮叶前缘，并且所述支柱前缘在每个出口轮叶前缘的上游。5.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述至少一个定子轮叶阵列包括第一定子轮叶阵列和第二定子轮叶阵列，所述第一定子轮叶阵列具有所述出口轮叶，所述第二定子轮叶阵列具有入口轮叶并且在所述第一定子轮叶阵列的下游，所述入口轮叶各自具有入口轮叶前缘，并且所述至少一个支柱具有在每个入口轮叶前缘下游的支柱后缘。6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述入口轮叶各自具有入口轮叶后缘，并且所述支柱后...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野嗣治，达雷克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：