[发明专利]用于燃气涡轮发动机的流径组件

说明书

一种用于燃气涡轮发动机的流径设备包括：布置成阵列的多个导管(10,100,200)，各个导管包括外周壁结构(12)，外周壁结构具有封闭周边，封闭周边限定从导管的上游端到下游端的流道；以及支承结构，其将多个导管(10,100,200)定位成阵列构造。

关于联邦赞助的研究和开发的声明

按照美国空军部授予的合同号FA8650-09-D-2922，美国政府可对本发明具有某些权利。

技术领域

本发明大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及燃气涡轮发动机内的流径结构。

背景技术

典型的燃气涡轮发动机包括涡轮机核心，涡轮机核心具有成连续流关系的高压压缩机、燃烧器和高压涡轮。核心可按已知的方式运行来产生主要气体流。在实际应用中，核心典型地与诸如功率涡轮、风扇、增强器的其它元件结合，以对具体应用产生可用的发动机，诸如使螺旋桨转动，在飞行中对飞机提供功率，或者驱动机械负载。

燃气涡轮发动机包括流径，流径部分地由导管、衬套、管和引导工作流体通过发动机的各种构件的类似结构限定。流径的一些部分会经受高速热气。现有技术的流径构件(特别是发动机的热区域中的那些)通常使用受到隔热涂层(“TBC”)保护的金属合金结构。

金属结构可由具有较低密度的材料代替，诸如陶瓷基质复合物(CMC)。与金属合金相比，这样的材料提供显著的重量节约。

关于CMC材料的一个问题是它们不可按与由金属合金制成的构件相同的方式制造或机械地紧固，并且因此不可直接取代金属构件。

关于CMC材料的另一个问题是当与金属材料相比时，它们具有较低的拉伸延性或较低的断裂应变。CMC还具有与金属合金截然不同的热膨胀系数(CTE)。

发明内容

至少一个上面提到的问题可由一种流径组件解决，流径组件包括两个或更多个导管，各个导管具有外周壁结构，外周壁结构限定流道，导管使用支承结构组装成阵列。

根据本文描述的技术的一方面，一种用于燃气涡轮发动机的流径设备包括：布置成阵列的多个导管，各个导管包括外周壁结构，外周壁结构具有封闭周边，封闭周边限定流道，所述流道从导管的上游端延伸到下游端；以及支承结构，其将多个导管定位成阵列构造。

根据本文描述的技术的另一方面，一种用于燃气涡轮发动机的流径设备包括：环形中心部件；围绕环形中心部件布置成环的多个导管，各个导管包括外周壁结构，外周壁结构具有封闭周边，封闭周边限定流道，所述流道从导管的上游端延伸到下游端；至少一个环，其包围多个导管；以及成径向阵列的径向部件，其在中心部件和至少一个环之间延伸。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的流径设备，包括：

布置成阵列的多个导管，各个导管包括外周壁结构，所述外周壁结构具有封闭周边，所述封闭周边限定流道，所述流道从所述导管的上游端延伸到下游端；以及

支承结构，其将所述多个导管定位成阵列构造。

技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述阵列构造是完整的环。

技术方案3. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述导管包括基于陶瓷的复合材料。

技术方案4. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述外周壁结构包括成对的间隔开的侧向壁，它们通过内侧壁和外侧壁而彼此连结。

技术方案5. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述导管的下游端处的流动面积和所述导管的上游端处的流动面积的比率不是一。

技术方案6. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述外周壁结构是单件整体。