用于雙出口導葉的風扇轂框架的制作方法
【專利摘要】一種風扇轂框架，包括：圓形轂，其具有沿軸向延伸的開口，發(fā)動機核心能夠定位在該開口中；圓形轂具有徑向外表面，該徑向外表面具有多個托架；托架中的各個具有下表面和棱條，棱條設(shè)置在下表面與向上延伸的側(cè)壁之間；托架能夠收納雙出口導葉。
【專利說明】用于雙出口導葉的風扇轂框架
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本非臨時專利申請請求享有2011年12月9日提交的美國臨時專利申請序列號61/568,976的優(yōu)先權(quán)和基于35U.S.C.§ 119(e)的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]公開的實施例大體上關(guān)于燃氣渦輪發(fā)動機。更具體而言，本實施例涉及雙風扇出口導葉的結(jié)構(gòu)，和包括雙出口導葉的快速發(fā)動機更換組件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的雙出口導葉組件。該組件具有:第一導葉，其具有第一端部、與第一端部相對的第二端部；和第二導葉，其具有第一端部、與其第一端部相對的第二端部。第一端部結(jié)構(gòu)跨越第一導葉第一端部與第二導葉第一端部之間。第二端部結(jié)構(gòu)跨越第一導葉第二端部與第二導葉第二端部之間。第一導葉、第二導葉、第一端部結(jié)構(gòu)和第二端部結(jié)構(gòu)一體地形成在一起，以形成具有連續(xù)外表面和連續(xù)內(nèi)表面的雙葉。
[0004]一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的出口導葉組件包括:第一導葉，其具有第一端部、與第一端部相對的第二端部；第二導葉，其具有第一端部、與第一端部相對的第二端部；第一端部結(jié)構(gòu)，其跨越第一導葉第一端部與第二導葉第一端部之間；和第二端部結(jié)構(gòu)，其跨越第一導葉第二端部與第二導葉第二端部之間，其中，第一導葉、第二導葉、第一端部結(jié)構(gòu)和第二端部結(jié)構(gòu)一體地形成在一起，以形成具有第一端部和與第一端部相對的第二端部的雙葉，且其中，雙葉具有連續(xù)外表面和連續(xù)內(nèi)表面。
[0005]一種雙出口導葉包括:第一彎曲導葉和第二彎曲導葉，其以徑向地相鄰的方式布置，所述第一和第二彎曲導葉中的各個具有壓力側(cè)、吸力側(cè)、前緣和后緣；第一端部結(jié)構(gòu)，其在第一和第二導葉的第一端部處跨越第一導葉與第二導葉之間；第二端部結(jié)構(gòu)，其在所述第一和第二導葉的第二端部處從第一葉朝第二葉延伸；第一和第二端部結(jié)構(gòu)在棱條處連結(jié)到第一和第二導葉；流動通路，其限定在第一和第二彎曲導葉與第一端部和第二端部之間，其中，風扇轂框架與前發(fā)動機架之間的主負載通路限定為通過雙出口導葉。
[0006]—種成對導葉，包括:第一端部結(jié)構(gòu)，其具有徑向內(nèi)表面和徑向外表面；第二端部結(jié)構(gòu)，其與第一端部結(jié)構(gòu)間隔開，第二端部結(jié)構(gòu)具有第二徑向內(nèi)表面和第二徑向外表面；第一導葉，其具有第一前緣、第一后緣和在第一前緣與后緣之間延伸的第一壓力側(cè)和吸力側(cè)；第二導葉，其具有第二前緣、第二后緣和在第二前緣與后緣之間延伸的第二壓力側(cè)和吸力偵牝第一和第二端部結(jié)構(gòu)在棱條處連結(jié)第一和第二導葉，成對導葉能夠在前發(fā)動機核心與前發(fā)動機架之間傳送負載。
[0007]—種快速發(fā)動機更換組件，包括:第一圓形框架部件；多個成對支承件，其圍繞第一圓形框架部件間隔開，成對支承件沿軸向方向形成外形；流動表面，其限定在多個成對支承件之間；和多個托架，托架中的各個包括成對支承件，成對支承件從托架的下部部分至流動表面。
[0008]一種快速發(fā)動機更換組件，包括:連續(xù)圓形框架，其具有第一環(huán)和第二環(huán)；托架，其沿軸向形成在第一環(huán)與第二環(huán)之間，托架具有徑向內(nèi)部部分和從徑向內(nèi)部部分沿徑向向外延伸的棱條，棱條朝設(shè)置在托架附近的流動通路表面升高。
[0009]一種快速發(fā)動機更換組件包括:圓形框架，其由至少一個圓環(huán)形成；托架，其沿軸向方向延伸以用于收納風扇雙出口導葉，托架包括用于風扇雙出口導葉的多個支承件；流動表面，其設(shè)置在相鄰托架之間且沿軸向方向延伸；緊固件孔口，其沿軸向方向延伸穿過圓形框架，能夠連接到風扇轂框架。
[0010]一種風扇轂框架包括:圓形轂，其具有沿軸向延伸的開口，發(fā)動機核心能夠定位在該開口中，圓形轂具有徑向外表面，徑向外表面具有多個托架，托架中的各個具有下表面和設(shè)置在下表面與向上延伸的側(cè)壁之間的棱條，托架能夠收納雙出口導葉。
[0011]一種風扇轂框架包括:圓形轂，其具有徑向外表面和徑向內(nèi)開口，推進器可定位在該徑向內(nèi)開口中；多個托架，其沿圓形轂的徑向外表面沿周向間隔開，多個托架中的各個由能夠收納雙出口導葉的棱條限定；多個緊固件孔口，其沿徑向方向延伸穿過托架。
[0012]一種結(jié)構(gòu)平臺，包括第一端部、第二端部、第一側(cè)壁和第二側(cè)壁、在第一端部與第二端部之間且還在第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間延伸的平臺本體、連結(jié)第一側(cè)壁和平臺本體的第一棱條、連結(jié)第二側(cè)壁和平臺本體的第二棱條，側(cè)壁為彎曲的。
[0013]該結(jié)構(gòu)平臺包括在第一端部與第二端部之間延伸的第一側(cè)壁、在第一端部與第二端部之間延伸的第二側(cè)壁、在第一側(cè)壁與第二側(cè)壁之間延伸且從第一端部延伸到第二端部的平臺本體、設(shè)置在第一側(cè)壁和第二側(cè)壁中的各個之間的棱條，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁在第一端部與第二端部之間彎曲，曲率接近翼型件表面的曲率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]在以下示圖中示出了本發(fā)明的實施例。
[0015]圖1為示例性渦輪發(fā)動機的側(cè)部截面視圖。
[0016]圖2為風扇轂框架組件的透視圖。
[0017]圖3為雙出口導葉的透視圖，其詳細繪出了雙出口導葉的徑向在內(nèi)的端部的內(nèi)特征和雙出口導葉的徑向在外的端部的外特征。
[0018]圖4為雙出口導葉的透視圖，其詳細繪出了雙出口導葉的徑向在外的端部的內(nèi)特征和雙出口導葉的徑向在內(nèi)的端部的外特征。
[0019]圖5為雙出口導葉的透視圖，其詳細繪出了雙出口導葉的徑向在內(nèi)的端部的內(nèi)特征和雙出口導葉的徑向在外的端部的外特征，其中兩個端部在其中具有結(jié)構(gòu)平臺。
[0020]圖6為雙出口導葉的透視圖，其詳細繪出了雙出口導葉的徑向在外的端部的內(nèi)特征和雙出口導葉的徑向在內(nèi)的端部的外特征，其中兩個端部在其中具有結(jié)構(gòu)平臺。
[0021]圖7為圖5和6中所示的實施例的分解組件示圖。
[0022]圖8為圖5和6中所示的實施例的分解組件示圖。
[0023]圖9為雙出口導葉的徑向在內(nèi)的端部和其中的結(jié)構(gòu)平臺的透視圖，該結(jié)構(gòu)平臺組裝到風扇轂框架。
[0024]圖10為雙葉的徑向在外的端部和其中的結(jié)構(gòu)平臺的透視圖，該結(jié)構(gòu)平臺組裝到風扇殼或后風扇殼。
[0025]圖11為后風扇殼組件的透視圖。
[0026]圖12為圖11的后風扇殼組件的局部分解視圖。
[0027]圖13為燃氣渦輪發(fā)動機的前部部分的側(cè)部截面視圖。
[0028]圖14為圖13中所的前發(fā)動機部分的局部分解側(cè)部截面視圖。

【具體實施方式】
[0029]現(xiàn)在將詳細地參照所提供的實施例，其一個或更多個實例在附圖中示出。作為所公開實施例的說明而不是限制來提供各個實例。事實上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，可在本實施例中制作出各種改型和變型，而不脫離本公開內(nèi)容的范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可與另一個實施例一起使用來進一步產(chǎn)生另一個實施例。因此，意圖本發(fā)明覆蓋在所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的此類改型和變型。
[0030]參看圖1-14，繪出了燃氣渦輪發(fā)動機10的各種實施例，其具有帶結(jié)構(gòu)平臺的雙出口導葉。這些結(jié)構(gòu)可與但不要求與允許快速移除推進器的快速發(fā)動機更換組件一起使用。雙出口導葉可由輕量材料形成，同時仍提供用于發(fā)動機到發(fā)動機架的負載通路。本文描述了各種改進。
[0031 ] 如本文使用的用語“軸向”或“軸向地”是指沿發(fā)動機的縱軸線的維度。結(jié)合“軸向”或“軸向地”使用的用語“前”是指沿朝發(fā)動機入口的方向移動，或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件離發(fā)動機入口相對更近。結(jié)合“軸向”或“軸向地”使用的用語“后”是指沿朝發(fā)動機噴嘴的方向移動，或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件離發(fā)動機噴嘴相對更近。
[0032]如本文使用的用語“徑向”或“徑向地”是指在發(fā)動機的中心縱軸線與發(fā)動機外周之間延伸的維度。單獨地或結(jié)合用語“徑向”或“徑向地”使用的用語“近側(cè)”或“向近側(cè)”是指沿朝中心縱軸線的方向移動，或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件離中心縱軸線相對更近。單獨地或結(jié)合用語“徑向”或“徑向地”使用的用語“遠側(cè)”或“向遠側(cè)”是指沿朝發(fā)動機外周的方向移動，或構(gòu)件相比于另一個構(gòu)件離發(fā)動機外周相對更近。
[0033]如本文使用的用語“橫向”或“橫向地”是指垂直于軸向和徑向維度二者的維度。
[0034]首先參看圖1，示出了燃氣渦輪發(fā)動機10的示意性側(cè)部截面視圖，其具有發(fā)動機入口端部12，其中空氣進入推進器13，推進器13大體上由壓縮機14、燃燒器16和多級高壓渦輪20限定。共同地，推進器13在操作期間提供推力或動力。燃氣渦輪10可用于航空、發(fā)電、工業(yè)、海洋等。取決于用途，發(fā)動機入口 12可備選地包含多級壓縮機而非風扇。燃氣渦輪10關(guān)于發(fā)動機軸線26或軸24成軸對稱，以便各種發(fā)動機構(gòu)件圍繞其旋轉(zhuǎn)。在操作中，空氣經(jīng)由發(fā)動機10的空氣入口端部12進入，且移動穿過至少一個壓縮級，在該處，空氣壓力增大且被引送至燃燒器16。壓縮空氣與燃料混合且焚燒，從而提供熱燃燒氣體，熱燃燒氣體朝高壓渦輪20離開燃燒器16。在高壓渦輪20處，從熱燃燒氣體提取能量，從而導致渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，這又引起軸24的旋轉(zhuǎn)。軸24朝發(fā)動機的前部穿過，以取決于渦輪設(shè)計而使一個或更多個壓縮機級14、渦扇18或入口風扇葉片繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0035]軸對稱軸24延伸穿過渦輪發(fā)動機10，從前端到后端。軸24由軸承沿其長度支承。軸24可為中空的，以允許低壓渦輪軸28在其中旋轉(zhuǎn)。兩個軸24，28可圍繞發(fā)動機的中心軸線26旋轉(zhuǎn)。在操作期間，軸24、28與連接于軸的其它結(jié)構(gòu)(諸如渦輪20和壓縮機14的轉(zhuǎn)子組件)一起旋轉(zhuǎn)，以便取決于使用領(lǐng)域(例如，發(fā)電、工業(yè)或航空)來產(chǎn)生動力或推力。
[0036]仍參看圖1，入口 12包括渦扇18，其具有多個葉片。渦扇18由軸28連接到低壓渦輪19，且產(chǎn)生用于渦輪發(fā)動機10的推力。低壓空氣還可用于協(xié)助冷卻發(fā)動機的構(gòu)件。
[0037]典型的燃氣渦輪發(fā)動機通常具有前端和后端，其中其若干構(gòu)件沿著其間的進入線路?？諝馊肟诨蜻M氣口在發(fā)動機的前端處。朝后端移動，進氣口后面依次跟著壓縮機、燃燒室、渦輪和發(fā)動機的后端處的噴嘴。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地清楚的是，附加的構(gòu)件還可包括在發(fā)動機中，諸如，例如，低壓和高壓壓縮機、高壓和低壓渦輪，和外軸。然而，這不是窮舉的列表。發(fā)動機通常還具有內(nèi)軸，其沿軸向穿過發(fā)動機的中心縱軸線設(shè)置。內(nèi)軸連接到渦輪和空氣壓縮機二者，使得渦輪對空氣壓縮機提供旋轉(zhuǎn)輸入以驅(qū)動壓縮機葉片。典型的燃氣渦輪發(fā)動機還可認為具有外周，外周具有穿過其的中心縱軸線。
[0038]參看圖2，示出了風扇框架組件100的透視圖。風扇框架組件100大體上具有第一圓形框架部件或風扇轂框架102、第二圓形框架部件或風扇殼104，和以徑向陣列圍繞轂框架102和風扇殼104設(shè)置的多個雙出口( “成對”)導葉200。組件100具有中心縱軸線101，中心縱軸線101穿過其間設(shè)置，大體上是燃氣渦輪發(fā)動機26 (圖1)的縱軸線，組件100將與其相關(guān)聯(lián)。風扇轂框架102還可以以其它名稱為人所知，諸如中間壓縮機殼。成對導葉200提供從風扇轂框架(且從而推進器13)到前發(fā)動機架(未示出)的負載通路。
[0039]參看圖3和4，提供了雙出口導葉200的相反的透視圖。雙導葉200具有第一導葉202和第二導葉204。第一端部結(jié)構(gòu)206跨越第一導葉202的徑向在內(nèi)的第一端部與第二導葉204的徑向在內(nèi)的第一端部之間。第二端部結(jié)構(gòu)208跨越第一導葉202的徑向在外的第二端部與第二導葉204的徑向在外的第二端部之間。第一導葉202、第二導葉204、第一端部結(jié)構(gòu)206和第二端部結(jié)構(gòu)208 —體地形成在一起，以形成雙葉200，其具有大致連續(xù)的外表面和大致連續(xù)的內(nèi)表面。穿過其間提供用于流化流的流動通路210。
[0040]雙出口導葉200可由多種材料制成，諸如，例如，復合材料或金屬。一種此類材料可為纖維復合物，諸如碳纖維復合疊層。成對葉200可以以一種方式制成，使得纖維連續(xù)地且不間斷地圍繞成對葉200卷繞。制造此結(jié)構(gòu)的方法例如可通過以下實現(xiàn):利用干纖維的樹脂傳遞模制、自動纖維鋪放，或利用預浸潰纖維的手動鋪層過程。成對葉200還可由金屬制成，諸如，例如，鋁合金、鈦合金，和適用于燃氣渦輪發(fā)動機的其它已知合金。
[0041]現(xiàn)在參看圖5和6，雙出口葉200以透視圖示出，其中第一和第二結(jié)構(gòu)平臺306、308抵接第一和第二端部結(jié)構(gòu)206、208的內(nèi)表面。第一和第二結(jié)構(gòu)平臺306、308具有表面，該表面面對第一和第二端部結(jié)構(gòu)206、208的內(nèi)表面，且大體上匹配第一和第二端部結(jié)構(gòu)206、208的內(nèi)表面的幾何形狀和輪廓。結(jié)構(gòu)平臺306、308用于將由雙葉200經(jīng)歷的負載傳播至它們所附接的周圍硬件，諸如，風扇轂框架102和風扇殼104。
[0042]現(xiàn)在參看圖7，提供了雙葉第一端部結(jié)構(gòu)206和第一結(jié)構(gòu)平臺306的內(nèi)表面的分解組件視圖。圖8為雙葉第二端部結(jié)構(gòu)208和第二結(jié)構(gòu)平臺308的內(nèi)表面的組件的分解組件視圖。當組裝到風扇轂框架102和風扇殼104時，第一端部結(jié)構(gòu)206設(shè)置在第一結(jié)構(gòu)平臺306與風扇轂框架102之間(見圖9)。同樣，第二端部結(jié)構(gòu)208設(shè)置在第二結(jié)構(gòu)平臺308與風扇殼104之間(見圖10)。第一和第二端部結(jié)構(gòu)和它們相應的結(jié)構(gòu)平臺可為通過緊固件312或通過任何已知的結(jié)合方法的風扇殼組件。第一和第二端部結(jié)構(gòu)和它們相應的結(jié)構(gòu)平臺可通過任何已知的結(jié)合方法安裝到彼此。平臺306、308對成對件200提供剛性和穩(wěn)定性，同時允許成對件200由輕量材料形成。
[0043]現(xiàn)在參看圖9和10，示出了組件100的透視圖。多個雙葉200提供成組裝到風扇轂框架102和風扇殼104。在圖9中，第一端部結(jié)構(gòu)206安裝到風扇轂框架102的徑向外表面。風扇轂框架102的徑向外表面216可具有托架狀結(jié)構(gòu)218，其順應以匹配第一端部結(jié)構(gòu)206的外表面的幾何形狀和輪廓。托架218包括棱條220，其與托架218的側(cè)壁一起形成用于雙葉出口 200的支承件。在圖10中，第二端部結(jié)構(gòu)208安裝到風扇殼104的徑向內(nèi)表面。風扇殼104的徑向內(nèi)表面示為沒有托架狀結(jié)構(gòu)。然而，可使用托架狀結(jié)構(gòu)。另外，風扇殼104的內(nèi)表面順應第二端部結(jié)構(gòu)208的外表面。在兩種構(gòu)造中，第一和第二端部結(jié)構(gòu)206,208分別設(shè)置在第一和第二結(jié)構(gòu)平臺306、308與風扇轂框架102和風扇殼104之間。如圖所示，轂框架102具有托架狀結(jié)構(gòu)，且風扇殼104并非如此。然而，轂框架102或風扇殼104中的任一者都可具有或不具有為任何組合形式的托架狀結(jié)構(gòu)。
[0044]現(xiàn)在參看圖11，繪出了后風扇殼組件400的透視圖。根據(jù)前述實施例，雙出口或成對導葉200定位在風扇轂框架102中(圖2)。然而，本實施例規(guī)定成對導葉200設(shè)置在快速發(fā)動機更換構(gòu)造中。正如前述實施例那樣，本實施例提供了通過后風扇殼組件400和雙出口導葉200的主負載通路。后風扇殼組件400包括在內(nèi)半徑處的第一圓形框架410和外半徑處的第二圓形框架412，其中成對導葉200設(shè)置在其間。根據(jù)一些實施例，第一圓形框架410為快速發(fā)動機更換環(huán)，且第二圓形框架412為風扇殼，例如，諸如后風扇殼。大體上在圖14中所示，快速發(fā)動機更換環(huán)410允許成對葉組件與通常需要更頻繁的維護的推進器構(gòu)件13的容易的分離。推進器構(gòu)件13可因定期或不定期維護而受影響。同時，第二推進器可安裝在快速發(fā)動機更換環(huán)410中，以便如果期望，則發(fā)動機可更快地恢復工作。
[0045]快速發(fā)動機更換環(huán)410包括第一環(huán)422和第二環(huán)424。環(huán)422、424在發(fā)動機軸線26的方向上沿軸向間隔開，且可各自由連續(xù)的一件或連接在一起的多件形成。多個流動表面416在第一環(huán)422與第二環(huán)424之間沿軸向方向延伸。流動通路表面416改善跨過環(huán)422,424的空氣移動，同時允許兩個環(huán)的重量節(jié)省設(shè)計，而非實心的或其它較重的結(jié)構(gòu)。托架418在第一與第二環(huán)422、424之間且還在流動表面416之間沿軸向方向延伸。托架418中的各個包括彎曲部分，在該處，托架的最下方部分朝流動表面416向上彎曲。靜止的成對導葉200定位在托架418中的各個內(nèi)，以便以期望的方式使空氣流轉(zhuǎn)向穿過燃氣渦輪發(fā)動機10的部分。流動通路在導葉202、204中的各個之間和托架418之間形成。根據(jù)該實施例，推進器13可快速地分開，以易于移除和更換，從而允許發(fā)動機繼續(xù)工作。
[0046]現(xiàn)在參看圖12，示出了后風扇殼組件400的一部分的分解透視圖?？焖侔l(fā)動機更換環(huán)410示在圖的底部處。流動表面416在第一環(huán)422與第二環(huán)424之間延伸。這些提供了流動或控制表面，當空氣經(jīng)過成對導葉200之間時，空氣可沿該流動或控制表面移動。繪出的流動表面416在前環(huán)422與后環(huán)424之間彎曲。流動表面還可沿周向方向彎曲。流動表面416可備選地在第一與第二環(huán)422、424之間和/或周向方向上為直線的?？焖侔l(fā)動機更換環(huán)410包括流動表面416之間的托架418。托架418收納成對導葉200的徑向內(nèi)端，且具有彎曲表面420，彎曲表面420在托架418與流動表面416之間過渡。緊固件孔口 419在托架418內(nèi)沿第一環(huán)422和第二環(huán)424，緊固件孔口 419在相對于發(fā)動機的大體軸向方向上延伸穿過環(huán)或圈?？卓?419用于將成對導葉200連接到快速發(fā)動機更換環(huán)410。第一和第二環(huán)還分別包括孔口 426、428，從而允許后風扇殼組件400與推進器13的快速分開，如將在本文中進一步論述的。
[0047]托架418在成對導葉200下方，托架418提供了用于成對葉200的設(shè)置位置。托架418具有U形截面，該U形截面以沿軸向方向從第一環(huán)422移動至第二環(huán)424的方式彎曲。托架418在導葉200的側(cè)部上向上延伸，以支承導葉202、204的下端。流動通路表面416所設(shè)置的高度和彎曲部分420引起成對葉200的承托。該承托提供了附加支承，且限制了操作期間成對葉200的撓曲。托架418還包括彎曲表面或棱條，以改善圓形框架310的剛性且改善可制造性。
[0048]外環(huán)或風扇殼412也分解，以描述成對葉200的徑向外端。風扇殼412收納緊固件，該緊固件延伸穿過成對導葉200的上表面208，且穿過風扇殼412。各個成對葉200通過加將成對導葉200夾在平臺308與風扇殼412之間來連接到風扇殼組件400。
[0049]結(jié)構(gòu)平臺306、308也示為在組件400內(nèi)。內(nèi)結(jié)構(gòu)平臺306在成對導葉200的徑向內(nèi)端處，內(nèi)結(jié)構(gòu)平臺306夾住葉200的第一或內(nèi)端206。結(jié)構(gòu)平臺306具有下表面，該下表面在橫向側(cè)部附近彎曲以匹配第一端部206的曲率207。平臺306定位在成對葉200的下部部分206上方，該下部部分206在圓形快速發(fā)動機更換環(huán)410上方。根據(jù)繪出的實施例，平臺306具有第一和第二螺栓孔口 307，第一和第二螺栓孔口 307與成對葉200的下端206中的孔口 211對準。平臺306和葉200然后穿過第一環(huán)422和第二環(huán)424中的孔口 419螺接到快速發(fā)動機更換環(huán)410。這將葉200的下端206夾在或接收在快速發(fā)動機更換環(huán)410的托架418中。此種構(gòu)造提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的各種改進。首先，復合導葉200夾在結(jié)構(gòu)平臺與快速發(fā)動機更換環(huán)410之間。這提供了剛度方面的顯著增大。此外，該構(gòu)造不需要任何粘合劑結(jié)合，粘合劑結(jié)合可由于燃氣渦輪發(fā)動機的高操作溫度而退化。該設(shè)計還規(guī)定不存在復合物到金屬的過渡或一體化。最后，該設(shè)計提供了操作期間的較大空氣動力裕度和較大阻尼。
[0050]類似地，結(jié)構(gòu)平臺308在導葉200的上端或徑向外端208處，結(jié)構(gòu)平臺308將上端208夾在平臺308與風扇殼412之間。平臺308的橫向端部彎曲以配合平臺200的彎曲端部209，從而至少在橫向或周向方向上提供結(jié)構(gòu)支承。
[0051]下端結(jié)構(gòu)和上端結(jié)構(gòu)206、208中的各個具有徑向內(nèi)表面和徑向外表面。結(jié)構(gòu)206、208中的各個可與葉202、204 一體地形成，或可由與葉202、204連結(jié)來形成成對導葉200的一件或更多件形成。
[0052]仍參看圖12，示出了結(jié)構(gòu)平臺306、308。平臺306、308包括第一端部312、第二端部314、第一側(cè)壁316和第二側(cè)壁318。平臺本體320在第一端部312與第二端部314之間，第一側(cè)壁316與所述第二側(cè)壁318之間延伸。第一棱條322連結(jié)第一側(cè)壁316和平臺本體320。類似地，第二棱條324連結(jié)第二側(cè)壁318和平臺本體320。側(cè)壁316、318彎曲以對應于葉202、204的曲率。結(jié)構(gòu)平臺將成對導葉200夾在托架418內(nèi)。平臺本體420還可包括面對空氣流且具有光滑表面的表皮。這可由金屬復合物形成，且結(jié)合到平臺306、308。結(jié)構(gòu)平臺306、308可由金屬、塑料或復合物中的一種形成。結(jié)構(gòu)平臺可具有沿徑向方向延伸的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。第一側(cè)壁316和第二側(cè)壁318可彎曲至接近匹配的翼型件表面。平臺本體具有用于收納緊固件的多個孔口 307、311。此外，結(jié)構(gòu)平臺還可包括在所述第一與第二側(cè)壁之間延伸的結(jié)構(gòu)加強件(330)。
[0053]器件可用于形成平臺306、308的示例性實施例與導葉200和環(huán)410以及殼412之間的連接。根據(jù)示例性實施例，穿過孔口 307和311使用緊固件。此外，盡管平臺306的內(nèi)表面示為不平的或非光滑的，但插入件、表皮或蓋可用于提供光滑表面來改善穿過導葉200的空氣流。該表皮或蓋還可用于覆蓋螺栓孔，從而夾住平臺306、308、成對葉200和第一和第二圓形框架部件102、104和410、412。
[0054]快速發(fā)動機更換環(huán)組件400使用根據(jù)第一連續(xù)環(huán)422和第二連續(xù)環(huán)424的一個實例形成的圓形框架部件410，第一連續(xù)環(huán)422和第二連續(xù)環(huán)424定位成在軸向方向上彼此平行。組件400還包括流動表面416，該流動表面416從第一環(huán)422延伸到第二環(huán)424且在成對葉200之間延伸。流動表面416從第一和第二連續(xù)環(huán)422、424升高。作為結(jié)果，形成流動表面416之間的托架418，成對葉200可定位在其中。
[0055]仍參看圖12，示出了成對導葉200。如前所述，導葉200包括第一和第二葉202、204，第一和第二葉202、204沿弦向方向從前緣延伸至后緣。各個導葉具有壓力側(cè)和吸力偵U。葉202、204在外徑處比內(nèi)徑處短。此外，在周向方向上，成對導葉在上端208處比內(nèi)端206處寬。首先，徑向內(nèi)端206、導葉202、204連結(jié)以提供剛性下端。各個葉202、204以沿周向相鄰的方式布置，根據(jù)一個示例性實施例，每個導葉200兩個?？墒褂闷渌贾?。徑向內(nèi)端結(jié)構(gòu)206在徑向內(nèi)端處連結(jié)導葉202、204以提供剛性。類似地，在相對的徑向外端208處，導葉202、204連結(jié)來提供閉合結(jié)構(gòu)。在上端208處，導葉202、204彎曲209以連結(jié)上端208，類似于下端206處的彎曲或圓角207。圓角207、209收納在托架418和風扇殼412的對應地彎曲的成對支承件420中。這些彎曲區(qū)域提供用于成對導葉200的強度和支承，且結(jié)構(gòu)平臺306、308提供進一步的支承。成對導葉200可由金屬或復合材料形成。
[0056]再次簡要地參看圖11，組件400包括多個單葉500，這與成對導葉200不同。單葉500大體上由金屬形成，且強度高于雙導葉200。單導葉500用于傳送較高負載通過至用于燃氣渦輪發(fā)動機的發(fā)動機架。葉500包括底腳502，底腳502將葉500連接到內(nèi)環(huán)422和424。根據(jù)示例性實施例，在葉500的徑向內(nèi)端處存在四個底腳502，兩個底腳在軸向前方且兩個底腳在軸向后方。徑向內(nèi)底腳例如可連接到風扇轂框架102，或可連接到本文進一步描述的快速發(fā)動機更換組件。在葉500的外端處，還存在四個底腳502 (未示出)，其將葉連接到徑向外結(jié)構(gòu)，例如風扇殼104、412。
[0057]現(xiàn)在參看圖13，繪出了燃氣渦輪發(fā)動機10的一部分的側(cè)部截面視圖。具體而言，示出了前后殼組件110，且示出后風扇殼組件200連結(jié)在凸耳或凸緣連接件112處。
[0058]前風扇殼組件100包括風扇18,風扇18固連到盤19且在轂蓋(spinner)或錐體21的軸向后方。風扇18和盤19圍繞發(fā)動機軸線26旋轉(zhuǎn)。壓縮機14在風扇18后方，壓縮機14為推進器13的一部分，推進器13大體上是指引起推進的發(fā)動機核心構(gòu)件中的全部，諸如渦輪、軸、壓縮機14，它們從前風扇殼組件110延伸，穿過后風扇殼組件200且向后，以限定燃氣渦輪發(fā)動機10。增壓器面板32在壓縮機14上方沿軸向延伸，且連接到快速發(fā)動機更換環(huán)410。增壓器面板32限制壓縮機14中的空氣流與移動穿過導葉200的空氣混合。導葉200在快速發(fā)動機更換環(huán)410與后風扇殼412之間延伸。
[0059]如前所述，快速發(fā)動機更換實施例提供了容易更換的發(fā)動機構(gòu)件，具體是推進器，其大體上具有有著較高維護要求的故障部分和磨損部分。
[0060]現(xiàn)在參看圖14，發(fā)動機推進器13的內(nèi)部構(gòu)件與后風扇殼組件400分開。這允許了風扇殼組件400或推進器構(gòu)件13中的任一者的快速更換。更具體而言，旋轉(zhuǎn)體或錐體21在發(fā)動機進氣口區(qū)域處從發(fā)動機前端移除。接下來，從發(fā)動機沿軸向向前移除且拉走風扇葉片18。在風扇葉片18之后移除增壓器面板32。
[0061]在移除了這些部分的情況下，從快速發(fā)動機更換環(huán)410移除軸向前螺栓和后螺栓。軸向前緊固件孔口 426和軸向后孔口 428在圖12中最佳地示出。這些孔口 426、428用于將徑向內(nèi)推進器13連接到徑向外部的快速發(fā)動機更換環(huán)410和后風扇殼組件400的在外構(gòu)件。在從孔口 426、428移除了這些螺栓的情況下，推進器13可在沿軸向向后的方向上從后風扇殼組件400移除。
[0062]各種器件可用于形成平臺306、308的示例性實施例對導葉200和環(huán)410以及殼412的連接。根據(jù)示例性實施例，穿過孔口 307和311利用緊固件。此外，盡管平臺306的內(nèi)表面示為不平的或非光滑的，但插入件或蓋可用于提供光滑表面，以用于改善穿過導葉200的空氣流。
[0063]已經(jīng)出于圖示的目的提出了結(jié)構(gòu)和方法的以上描述。其不意圖為窮舉的或?qū)⒈景l(fā)明限于公開的精確步驟和/或形式，且明顯的是，鑒于以上教導，許多改型和變型是可能的。本文所述的特征可以以任何組合的形式來組合。本文所述的方法的步驟可以以物理上可能的任何順序來執(zhí)行。應理解的是，盡管已經(jīng)示出且描述了具有結(jié)構(gòu)平臺的出口導葉的某些形式，但其不限于此，而是將僅由附在此處的權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種風扇轂框架,包括: 圓形轂，其具有沿軸向延伸的開口，發(fā)動機核心能夠定位在所述開口中； 所述圓形轂具有徑向外表面，所述徑向外表面具有多個托架； 所述托架中的各個具有下表面和棱條，所述棱條設(shè)置在所述下表面與向上延伸的側(cè)壁之間； 所述托架能夠收納雙出口導葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇轂框架，其特征在于，還包括所述托架中的多個孔口以用于與所述雙出口導葉連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風扇轂框架，其特征在于，所述雙出口導葉從所述圓形轂朝風扇殼延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇轂框架，其特征在于，還包括所述托架的周向側(cè)部上的流動通路表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇轂框架，其特征在于，所述流動通路表面從所述轂框架的iu端朝后端彎曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇轂框架，其特征在于，所述托架圍繞所述徑向外表面沿周向間隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風扇轂框架，其特征在于，所述風扇轂框架通過所述托架和雙出口導葉將負載傳遞至發(fā)動機架。
8.—種風扇轂框架,包括: 圓形轂，其具有徑向外表面和徑向內(nèi)開口，推進器可定位在所述徑向內(nèi)開口中； 多個托架，其沿所述圓形轂的所述徑向外表面沿周向間隔開； 所述多個托架中的各個由能夠收納雙出口導葉的棱條限定； 多個緊固件孔口，其沿徑向方向延伸穿過所述托架。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風扇轂框架，其特征在于，所述托架沿軸向方向從所述托架的iu端彎曲至后端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風扇轂框架，其特征在于，所述棱條沿軸向方向在軸向前端與后端之間彎曲。
【文檔編號】F01D9/04GK104081006SQ201280069376
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】W.H.黑斯廷, C.J.圖德 申請人:通用電氣公司