[发明专利]燃气涡轮喷气发动机中的风扇箱增强

说明书

相关申请

本申请是2005年9月20日申请的待决PCT国际申请PCT/2005/33564号的部分连续申请，而PCT/2005/33564号申请是2004年9月23日申请的名称为“Method and Apparatus for Improving Fan Case Containmentand Heat Resistance in a Gas Turbine Jet Engine”的申请10/947,923号的部分继续申请。

背景技术

在燃气涡轮喷气发动机的全面测试中，通过位于风扇叶片基座处的分裂螺栓在最大发动机转速时将风扇叶片从轮毂故意地释放。这种测试用于证实发动机构架承受风扇叶片冲击和处理所产生的不平衡力的能力。这种冲击作为振动通过围绕发动机的风扇箱容纳系统吸收。风扇箱是风扇箱容纳系统中的元件，并且，由于针对容纳目的风扇箱可能具有的强度要求及其尺寸，风扇箱通常是燃气涡轮喷气发动机的最重部件。在易受逆火的燃气涡轮喷气发动机中，已加热空气从燃烧室向后行至风扇区域，增加了风扇箱内的温度并使风扇箱的温度升高。所述较高的温度可以是决定风扇箱要由什么材料构建的因素。由此，在本领域中需要维持或减轻风扇箱的重量并同时维持或改良风扇箱容纳强度且使用能够承受风扇箱温度的风扇箱材料。

附图说明

图1示出具有现有技术的典型风扇罩壳的典型燃气涡轮喷气发动机的总体结构的示意图。

图2示出用于现有技术的典型风扇罩壳的锻件的横截面图。

图3示出本发明实施方式中用于风扇箱容纳系统的风扇罩壳的锻件的横截面图。

图4示出本发明实施方式中设有收缩过盈配合到图3的风扇罩壳的两个增强环(图5A、5B和6A、6B)和容纳环(图7A、7B)的加工风扇罩壳的横截面图。

图5A示出本发明实施方式中用于图3的风扇罩壳的第一增强环的锻件的横截面图。

图5B示出本发明实施方式中将要收缩过盈配合到图3的风扇罩壳的图5A的第一增强环。

图6A示出本发明实施方式中用于图3的风扇罩壳的第二增强环的锻件的横截面图。

图6B示出本发明实施方式中将要收缩过盈配合到图3的风扇罩壳的图6A的第二增强环。

图7A示出本发明实施方式中用于图3的风扇罩壳的容纳环的锻件的横截面图。

图7B示出本发明实施方式中将要收缩过盈配合到图3的风扇罩壳的图7A的容纳环。

图8示出通过通常燃气涡轮喷气发动机的气流的示意图。

图9示出通过易受逆火的通常燃气涡轮喷气发动机的气流的示意图。

图10示出本发明实施方式中用于具有改进耐热性的风扇罩壳的锻件的横截面图。

图11示出本发明实施方式中具有收缩过盈配合到图10的风扇罩壳的耐热材料环的加工风扇罩壳的横截面图。

图12示出本发明实施方式中具有内部容纳环的风扇箱的示意性横截面图。

图13示出本发明实施方式中具有外部容纳环的风扇箱的示意性横截面图。

图14示出具有收缩过盈配合到风扇箱的两个增强环和容纳环的可替选实施方式的加工风扇罩壳的横截面图，其中所述风扇箱位于所述增强环和容纳环之间。

图15示出具有相对与外部增强环相对的内部容纳环的图14的风扇箱的示意性横截面图。

图16示出说明本发明实施方式中的叶片撞击密封区的示意图。

图17示出图16的风扇箱的风扇叶片的示意性横截面图。

具体实施方式

现在参照附图，图中相同参考标号和名称表示结构和/或功能相似的元件，图1示出具有现有技术的典型风扇罩壳的典型燃气涡轮喷气发动机的总体结构的示意图。现在参照图1，燃气涡轮喷气发动机100具有风扇102，风扇102具有容置于风扇箱106内的多个风扇叶片104。风扇102绕沿着中心线107的转动轴线转动以提供进气，且助推器(thrustbooster)108是低压压缩机，其将进气馈入到高压压缩机转子110及其附接的叶片和定子，它们迫使空气进入燃烧室112，提高了进气的压力和温度。高压涡轮转子114及其所附叶片和定子容置于高压涡轮箱116内。低压涡轮转子118及其所附叶片和定子容置于低压涡轮箱120内。低压涡轮转子118及其所附叶片和定子从由燃烧室112产生的高压、高速气体吸取能量，并将能量传输到低压涡轮轴122，低压涡轮轴122又驱动风扇102，为燃气涡轮喷气发动机100提供大部分推力。