[发明专利]用于燃气涡轮发动机的入口框架

说明书

提供一种入口框架(54)及其增材制造方法(300)。入口框架(54)包括前部环形体(102)，该前部环形体与后部环形体(104)间隔开，以限定与压缩机入口(108)流体连通的入口通路(106)。入口框架(54)可以限定整体水洗歧管(130)和排放端口(92)，以用于引导水洗流体流直接通过压缩机入口(108)。此外，入口框架(54)可以限定一个或多个整体环形加热增压室(84)、(186)，该一个或多个整体环形加热增压室与热空气源(150)流体连通，以对入口框架(54)的易于经历结冰状况的区域进行加热。

技术领域

本发明主题总体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地，涉及燃气涡轮发动机的增材制造入口框架。

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包括串联顺序的压缩机区段、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，在所述压缩机区段，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合且在燃烧区段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段传送到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，且接着被传送通过排气区段例如到大气。

某些燃气涡轮发动机包括入口框架，该等入口框架被构造成接收气流并且将气流引导至压缩机区段。这些入口框架可以限定通向核心发动机的入口并且可以包括一个或多个入口导叶(IGV)，该一个或多个入口导叶例如可以用于修改被引导至压缩机中的气流，以防止下游压缩机转子叶片失速或喘振。此外，多个流体分配系统和歧管可以安装于入口框架上以用于执行多种功能。例如，入口框架可以包括水洗歧管，该等水洗歧管定位在入口处以用于执行压缩机水洗操作，此外，防结冰歧管可以向入口框架的易于经受结冰状况的区域(例如入口筛网和IGV)提供加热空气。

然而，这些流体分配系统和歧管通常需要多个零件，从而造成组装更复杂、成本增加、以及可靠性降低。例如，传统的入口框架包括大量流体歧管、供给管道、支承结构、喷嘴和其它零件。这些零件中的每一个都必须单独定位、定向并且例如通过钎焊、焊接或者另一种联结方法连接到支承结构和入口框架。与组装这种入口框架相关的制造时间和成本非常高并且歧管与管道之间流体泄露的可能性由于所形成的接头的数量而增大。此外，制造约束规则对可以包括在入口框架中的流体分配系统和歧管的数量、尺寸、配置和位置构成限制。

因此，具有改进的入口框架的燃气涡轮发动机将是有用的。更具体地，包括改进性能并且简化制造和组装的流体分配系统和歧管的入口框架将是特别有益的。

具体地，本申请技术方案1涉及一种用于燃气涡轮发动机的入口框架，所述燃气涡轮发动机限定了轴向方向，径向方向和周向方向，所述燃气涡轮发动机包括压缩机，所述压缩机限定了压缩机入口并且能够围绕轴向方向旋转以用于对气流加压，所述入口框包括：前部环形体；后部环形体，所述后部环形体与所述前部环形体间隔开，以限定与所述压缩机入口流体连通的入口通路；由所述前部环形体限定的环形加热增压室；和流体供给管道，所述流体供给管道限定了热流体通路，所述热流体通路提供了所述环形加热增压室，与热空气源之间的流体连通，以用于向所述环形加热增压室，提供加热流体流。

本申请技术方案2涉及根据技术方案1所述的入口框架，其中所述环形加热增压室，是入口加热增压室，所述入口加热增压室接近所述燃气涡轮发动机的入口筛网被限定在所述前部环形体的径向外部。

本申请技术方案3涉及根据技术方案2所述的入口框架，其中多个加强肋被限定在所述入口加热增压室内。

本申请技术方案4涉及根据技术方案2所述的入口框架，其中所述入口筛网包括：前部入口筛网，所述前部入口筛网从所述入口加热增压室沿径向方向向外延伸，所述前部入口筛网包括多个管，所述多个管与所述入口加热增压室流体连通以用于接收加热流体流。

本申请技术方案5涉及根据技术方案4所述的入口框架，其中所述多个管是交织的。