[发明专利]用于燃气涡轮发动机的可旋转转矩框架

说明书

本公开涉及一种包括转矩框架的燃气涡轮发动机。转矩框架包括沿周向围绕轴向中心线限定的内护罩，包绕内护罩且沿周向围绕轴向中心线限定的外护罩，以及沿径向方向延伸且联接到内护罩和外护罩上的结构构件。转矩框架构造成围绕轴向中心线旋转。

技术领域

本公开主要涉及燃气涡轮发动机架构。更具体而言，涉及一种用于燃气涡轮发动机的可旋转转矩框架。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括在燃烧区段的下游的涡轮区段，其可随压缩机区段旋转以旋转和操作燃气涡轮发动机产生动力，例如推进力。一般燃气涡轮发动机设计标准常常包括必须平衡或折衷的冲突标准，包括提高燃料效率，操作效率和/或动力输出，同时维持或减少重量，零件数量和/或包装(即发动机的轴向和/或径向尺寸)。

已知叉指式涡轮区段利用了其间没有轮叶的旋转翼型件的连续级之间的相对较高的流体速度。然而，已知叉指式涡轮区段限于相互交叉低压涡轮转子和中压涡轮转子。更进一步，已知的叉指式涡轮区段由来自叉指式涡轮区段的内半径的轴向、径向、热和/或机械负载限制，这可限制可包括在叉指式外鼓转子中的级的数量。

因此，需要一种结构，其可减少或去除轴向、径向、热和/或机械负载引起的对叉指式外鼓转子尺寸和结构寿命的限制。

发明内容

本发明的各方面和优势将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本发明的实践而得知。

本公开涉及一种包括转矩框架的燃气涡轮发动机。转矩框架包括沿周向围绕轴向中心线限定的内护罩，包绕内护罩且沿周向围绕轴向中心线限定的外护罩，以及沿径向方向延伸且联接到内护罩和外护罩上的结构构件。转矩框架构造成围绕轴向中心线旋转。

在各种实施例中，结构构件沿纵向方向延伸来限定相对于轴向中心线的倾斜角。在一个实施例中，倾斜角相对于轴向中心线是锐角。结构构件的径向外端设置在结构构件的径向内端上游。在另一个实施例中，倾斜角相对于轴向中心线是钝角或垂直的。结构构件的径向内端设置在结构构件的径向外端上游。

在一个实施例中，结构构件限定翼型件，翼型件限定压力侧和吸力侧。

在各种实施例中，转矩框架还包括沿周向包绕外护罩的外带。外带至少部分地沿径向方向延伸。在其它各种实施例中，转矩框架还包括至少部分地沿径向方向延伸且联接到外护罩和外带上的多个连接构件。在一个实施例中，连接构件至少部分地沿周向方向从外护罩延伸至外带。在另一个实施例中，连接构件限定弹簧。在又一个实施例中，连接构件限定大致V形横截面。在又一个实施例中，外带限定关于轴向中心线大体上同心的环形环。在一个实施例中，外护罩限定平台，平台至少部分地沿纵向方向且至少部分地沿周向方向延伸，连接构件从平台沿周向方向延伸至外带。在另一个实施例中，外带沿内径的一部分和/或沿外径的一部分限定一个或多个平衡平面。在又一个实施例中，结构构件、内护罩、外护罩、多个连接构件和外带一起限定一体结构。在再一个实施例中，外鼓转子联接到转矩框架的外带上。外鼓转子包括沿径向方向向内延伸的多个外鼓翼型件的一个或多个级。

在一个实施例中，结构构件、内护罩和外护罩一起限定一体结构。

在各种实施例中，燃气涡轮发动机还包括设置在外鼓转子的径向内侧的第二涡轮转子。第二涡轮转子包括沿径向方向向外延伸的第二涡轮翼型件的一个或多个级。第二涡轮转子相对于转矩框架和外鼓转子可独立地旋转。在一个实施例中，转矩框架设置在第二涡轮转子下游。在另一个实施例中，转矩框架设置在第二涡轮转子上游。

在一个实施例中，转矩框架和外鼓转子一起限定低速转子。第二涡轮转子相对于低速转子限定了更高速的转子。

在另一个实施例中，内鼓转子联接到转矩框架的内护罩上。内鼓转子包括沿径向方向向外延伸的多个内鼓翼型件的一个或多个级。转矩框架，外鼓转子和内鼓转子一起围绕轴向中心线以第一速度旋转。