[发明专利]一体流动路径结构

说明书

提供了流动路径组件和燃气涡轮发动机。流动路径组件可包括燃烧器圆顶和一体外壁，燃烧器圆顶定位在燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃烧器的前端处，一体外壁包括燃烧器部分和涡轮部分，燃烧器部分延伸通过燃烧区段，涡轮部分延伸通过燃气涡轮发动机的涡轮区段的至少第一涡轮级。燃烧器部分和涡轮部分整体地形成为单个一体结构。流动路径组件还包括从燃烧器的前端延伸通过至少燃烧区段的内壁。燃烧器圆顶从一体外壁径向延伸到内壁并且被构造成相对于内壁和一体外壁轴向移动。提供了其他流动路径组件和燃气涡轮发动机构造。

技术领域

本主题大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及用于限定燃气涡轮发动机内的流动路径的一体结构。

背景技术

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。另外，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，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，在压缩机区段中，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。燃料与压缩空气混合并在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段输送到涡轮区段。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，例如通向大气。

更具体地，燃烧区段包括燃烧器，燃烧器具有由燃烧器衬里限定的燃烧室。在燃烧器的下游，涡轮区段包括一个或多个级，例如，每个级可以具有多个静止喷嘴翼型件以及附接到转子的多个叶片翼型件，该转子由燃烧气体流抵靠叶片翼型件驱动。涡轮区段也可以具有其他构造，例如，涡轮可以是没有静止喷嘴翼型件的反向旋转涡轮。在任何情况下，流动路径由内边界和外边界限定，内边界和外边界均从燃烧器延伸通过涡轮区段的级。

通常，限定流动路径的内边界和外边界包括分开部件。例如，燃烧器的外衬，涡轮级的喷嘴部分的分开外带，以及涡轮级的叶片部分的分开护罩通常限定流动路径的外边界的至少一部分。利用分开部件形成外边界和内边界中的每一个可能在分开部件之间的每个接口处需要一个或多个密封件，以最小化流体从流动路径的泄漏。因此，可能需要大量部件来构造流动路径组件，这会增加燃气涡轮发动机的复杂性和重量。此外，尽管可以提供密封件，但是在流动路径组件中利用分开部件提供了用于流体从流动路径泄漏的若干点。增加的重量、复杂性和泄漏会对发动机性能以及发动机在制造期间的组装产生负面影响。

因此，将需要改进的流动路径组件。例如，延伸通过燃烧区段和涡轮区段的至少第一级的一体外边界结构将是有益的。此外，包括一体内边界结构和一体外边界结构的流动路径组件将是有用的。另外，包括整体燃烧器圆顶，内边界结构和外边界结构的流动路径组件将是有帮助的。此外，具有一体外边界结构的流动路径组件的燃气涡轮发动机将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的流动路径组件。流动路径组件包括燃烧器圆顶(combustor dome)，该燃烧器圆顶定位在燃气涡轮发动机的燃烧区段的燃烧器的前端。流动路径组件还包括一体外壁，该一体外壁包括延伸通过燃烧区段的燃烧器部分和延伸通过燃气涡轮发动机的涡轮区段的至少第一涡轮级的涡轮部分。燃烧器部分和涡轮部分整体地形成为单个一体结构。流动路径组件还包括从燃烧器的前端延伸通过至少燃烧区段的内壁。燃烧器圆顶从一体外壁径向延伸到内壁，并且燃烧器圆顶被构造成相对于内壁和一体外壁轴向移动。

在本公开的另一示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的流动路径组件。流动路径组件从燃烧器延伸通过燃气涡轮发动机的涡轮区段。涡轮区段包括紧接燃烧器的下游的第一涡轮级和紧接第一涡轮级的下游的第二涡轮级。流动路径组件包括定位在燃烧器的前端的燃烧器圆顶和限定流动路径的内边界的内壁。内壁包括燃烧器的内衬。流动路径组件进一步包括限定流动路径的外边界的一体外壁。一体外壁从燃烧器的前端延伸通过至少第一涡轮级。燃烧器圆顶是与内壁和一体外壁分开的部件。