用于热发动机的框架的制作方法

1.本主题大体上涉及用于热发动机的壳体或框架。更具体地，本主题涉及包括流体通道的壳体或框架。更具体地，本主题涉及用于涡轮机的壳体和框架。


背景技术：

2.进入发动机的沉淀物或碎屑例如如果被摄入到流路中，则可能会对内部部件造成重大损坏。防冰系统通常试图去除或减轻可能在发动机的入口处积聚的冰、雪或其他碎屑的产生或积聚。
3.已知的防冰系统可以使入口管道的一部分绝缘，或者向入口管道的一部分提供热量。然而，已知的系统可能不足以加热入口管道。其他已知的系统可以提供热量，但也会使入口管道的几何形状变形，使得入口气流在其到达压缩机时可能被变形，这可能导致气流不对称，并削弱压缩机的可操作性或性能。
4.此外，通常需要在提供可以适应流体通道，防冰，用于安装的结构完整性，和空气动力学性能的特征的同时减轻重量。因此，需要改进的入口管道。另外，需要热管理系统，该热管理系统能够缓解与结冰、异物碎屑和减轻入口变形有关的一个或多个问题。


技术实现要素：

5.本发明的各方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从该描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而获知。
6.提供了一种涡轮机，该涡轮机包括从入口端延伸到出口端的内壁。内壁包括由内壁的至少一部分形成的双壁结构。在双壁结构内形成气室。双壁结构包括开口，该开口被构造成通过双壁结构在气室之间提供第一流体流的流体连通。外壁从入口端朝向出口端延伸。外壁在外壁内形成通道。外壁被构造成接收第二流体流，第二流体流与第一流体流流体分离。内壁和外壁一起限定在其之间的流路。流路结构至少部分地形成在内壁内。流路结构被构造成接收通过其中的第三流体流，第三流体流与第一流体流分离。流路结构包括出口孔，出口孔被构造成提供从流路结构到流路的流体连通。
7.本发明的这些以及其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求书而变得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起，用于解释本发明的原理。
附图说明
8.在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本发明包括其最佳模式的完整且能够实现的公开，其中：
9.图1是根据本公开的一方面的在热发动机处的示例性热管理系统的示意性横截面视图；
10.图2是根据本公开的一方面的包括热管理系统的燃气涡轮发动机的示例性实施例
的一部分的立体图；
11.图3是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的一部分的横截面视图；
12.图4是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的一部分的详细横截面视图；
13.图5是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的一部分的立体图；
14.图6是关于图5示出的框架的实施例的在平面6
‑
6处的截面图；
15.图7是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的立体图；
16.图8是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的局部透视图；
17.图9是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的侧视图；
18.图10是根据本公开的一方面的热管理系统的实施例的示意图；
19.图11是根据本公开的一方面的热管理系统的另一个实施例的示意图；
20.图12是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的实施例的局部透视图；
21.图13是根据本公开的一方面的用于热发动机的框架的另一个实施例的局部透视图；
22.图14是根据本公开的一方面的框架的实施例的一部分的局部透视图；
23.图15是在图3的框架的实施例的平面15
‑
15处的剖面立体图；和
24.图16是在图15的平面15
‑
15处的实施例的剖面视图的一部分的流路图。
25.在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
26.现在将详细地参考本发明的实施例，本发明的实施例的一个或多个实例在附图中示出。提供每个实例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。
27.如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件区别于另一个部件，并且不旨在表示单独部件的位置或重要性。
28.术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，以及“下游”是指流体向其流动的方向。
29.现在参考附图，图1提供根据本公开的一方面的示例性热管理系统的示意性横截面视图。在各种实施例中，热管理系统可以被构造成发动机10。发动机10可以大体上被构造成燃气涡轮发动机或涡轮机，或者是涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、桨扇发动机或无导管风扇发动机，或其他特定涡轮机构造。在其他实施例中，发动机10大体上可以被构造成热发动机或布雷顿循环机，其中氧化剂流被提供用于产生推力、动力、扭矩或其他期望输出。更进一步地，尽管关于图1示出的实施例示出了通过发动机的基本上笔直的流动，但是应当理解的是，发动机10可以被构造成逆流发动机，其中氧
化剂流和/或气体在与发动机的入口或出口相对的方向上通过其中流动或排出。
30.如图1所示，发动机10限定延伸通过的纵向或轴向中心线轴线12，以供参考。径向方向r从中心线轴线12延伸。发动机10大体上可以包括由单个壳体或多个壳体形成的基本上管状的外壳体14，例如一个或多个铸件、锻件、机械结构或增材制造结构。一个或多个壳体14可以包括诸如本文中进一步描述的框架100。在某些实施例中，框架100被定位在发动机10的氧化剂入口端102处。因此，应当理解的是，入口端102是指氧化剂(例如，空气)从其流入结构(即，上游端)的方向，该结构例如大体上是发动机10或具体是框架100。在本文所述的各种实施例中，框架100限定入口框架或壳体，该入口框架或壳体接收气体并将至少一部分接收到的空气提供给发动机10的压缩机区段21、燃烧区段26、涡轮区段31或排气区段35中的一个或多个。在某些实施例中，本文所述的框架100限定入口框架或壳体，该入口框架或壳体被定位在压缩机区段21的前方或上游，并且被构造成接收环境空气流并向压缩机区段21提供全部或部分空气流，如在本文中进一步描述的。
31.外壳体14以串行流动关系包围压缩机区段21、燃烧区段26、涡轮区段31和排气区段35。核心流路78被限定通过发动机10，其中核心流路78限定主要路径，压缩空气通过该主要路径产生、混合并燃烧/爆炸，以在涡轮区段31处产生功或转矩。压缩机区段21包括环形阵列的入口导向轮叶22，一个或多个连续级的压缩机转子23(例如，包括轴向和/或离心压缩机)，以及一个或多个连续级的一个或多个级的固定或可变轮叶24。
32.燃烧区段26包括燃烧室27和延伸到燃烧室27中的一个或多个燃料喷嘴28。燃料喷嘴28供给液体和/或气体燃料，以与进入燃烧室27的压缩空气混合。进一步地，燃料和压缩空气的混合物在燃烧室27内燃烧或爆炸以形成燃烧气体29。如下面将更详细描述的，燃烧气体29驱动压缩机区段21和涡轮区段31两者。
33.涡轮区段31包括驱动地连接到一个或多个压缩机转子23的一个或多个涡轮转子33。涡轮区段31包括一个或多个连续级的涡轮转子33和一个或多个连续级的定子轮叶32。在某些实施例中，涡轮区段31包括动力涡轮34，动力涡轮34包括一个或多个连续级的涡轮转子叶片和一个或多个连续级的定子轮叶。然而，应当理解的是，在其他实施例中，涡轮区段31可以包括连续级的反向旋转转子，而没有多级定子轮叶。如下面将更详细地讨论的，一个或多个涡轮转子33经由驱动轴36驱动一个或多个压缩机转子23。动力涡轮34驱动动力轴37。动力轴37被可操作地连接到动力输出装置38，例如但不限于螺旋桨组件、风扇组件、转子组件(例如，用于旋翼飞行器)、涡轮、电力负载装置(例如，马达和/或发电机或其他电机)、变速器或其他齿轮组件、或其他期望的动力接收装置。
34.如图1所示的实施例中所示的，压缩机区段21和涡轮区段31经由驱动轴36彼此联接。在操作期间，燃烧气体29驱动涡轮转子33和动力涡轮34。当涡轮转子33绕中心线轴线12旋转时，压缩机转子23和驱动轴36均围绕中心线轴线12旋转。进一步地，当动力涡轮34旋转时，动力轴37旋转并将旋转能量传递到动力输出装置38。
35.现在参考图2，提供了发动机10的示例性实施例的一部分的立体图。还参考图3，提供了发动机10的示例性实施例的一部分的轴向横截面视图。关于图2
‑
3提供的发动机10的实施例可以被构造成基本上类似于关于图1所示和所述的发动机10的一个或多个实施例。参考图2
‑
3，发动机10包括被定位在压缩机区段21的前方或上游的框架100。在某些实施例中，框架100是入口框架或壳体。尽管示出为围绕轴向中心线轴线12周向延伸的基本上环形
的壳体或框架100，但是应当理解的是，框架100的其他实施例是二维的，例如包括从轴向中心线轴线12周边延伸的(即，沿着形成多边形图形的边界的连续线延伸的)高度和宽度。在还有的其他实施例中，框架100可以包括沿着流体流通过核心流路78的方向过渡到环形横截面的周边横截面(例如，诸如矩形的多边形横截面)。
36.如本文中进一步所示和所述的，框架100包括构造成提供通过框架100并且至少部分地围绕框架100的流体流的结构、导管、路径或歧管。因此，在各种实施例中，框架100为防冰系统，该防冰系统被构造成接收流体流，用于对框架的热传递。本文关于发动机10所示和所述的包括框架100的实施例的结构可以是一体的整体结构。本文所提供的框架100的实施例可以例如通过减少或消除来自压缩机区段21的被重新引导用于防冰的氧化剂流来提高发动机10的效率和/或性能。例如，常规发动机，诸如飞行器涡轮机，通常利用来自压缩机区段的氧化剂流来用于在发动机结构(诸如入口结构、机舱或压缩机区段上游的其他壳体)处防冰。
37.包括本文中提供的框架100的实施例的发动机10的实施例包括诸如流路、通道、导管等的结构，该结构向框架100提供加热流体，以减少、减轻或消除发动机10的入口端102处的结冰。在本文所述的某些实施例中，流体流是被引导到框架100的润滑剂、液压流体、或燃料、或其组合。流体流具有传递到框架100的热能，以便例如加热框架并减少或减轻结冰、热变形或其他可能对发动机10的操作产生不利影响的状况。可以被减轻或消除的这些不利状况包括入口变形、压缩机失速或喘振、不对称气流、或异物碎屑(fod)(例如可以归因于入口壳体处的结冰的fod)、或其他发动机可操作性损失。本文所提供的框架100的实施例可以例如通过不需要从压缩机区段21到框架100的氧化剂流(例如，压缩空气)来进一步提高发动机性能。这样，与常规发动机相比，相对更多的氧化剂可用于燃烧区段26来用于与燃料混合并产生燃烧气体，从而在没有本文提供的框架100的实施例的情况下，相对于发动机的燃料量、转速和性能参数，允许改进的性能和/或效率。
38.框架100包括入口端102和出口端104，在入口端102和出口端104之间限定核心流路78在框架100处的一部分。核心流路78沿着径向方向r从入口端102向外延伸，并且然后沿着径向方向r朝向出口端104向内延伸。邻近出口端104的是第一支柱110，第一支柱110径向地延伸穿过在框架100处的核心流路78处限定的初级流路77。在某些实施例中，第一支柱110至少部分地在核心流路78处限定框架100的出口端104。在还有的某些实施例中，第二支柱111进一步径向延伸通过次级流路79，该次级流路79在核心流路78的径向外侧。第二支柱111至少部分地在次级流路79处限定框架100的第二出口端106。
39.在各种实施例中，框架100包括分路器112，分路器112将核心流路78分离成初级流路77和次级流路79。支柱110、111被定位在分路器112处。初级流路77是框架100的第一部分，其流体连通地延伸到框架100下游的核心发动机(例如，压缩机区段21、燃烧区段26和涡轮区段31的全部或一部分)，例如延伸到压缩机区段21。次级流路79是框架100的第二部分，其大体上围绕核心发动机延伸，例如但不限于旁通流路、第三流流路、引气系统、或发动机10或相关设备(例如，发动机10所附接的飞行器、运载器或系统)的其他流路。第一支柱110在出口端104处径向延伸通过初级流路77。第二支柱111进一步径向延伸通过次级流路79。
40.在还有的各种实施例中，一个或多个歧管或导管114通过支柱110、111和分路器112延伸。导管114向框架100提供一个或多个流体和/或从框架100排出一个或多个流体。参
考图3，在一个实施例中，导管114提供从框架100的径向向外部分到框架100的内壁120的径向向内的一个或多个轴承组件150的流体连通。
41.仍参考图2
‑
3，框架100包括从入口端102延伸到出口端104的内壁120。框架100进一步包括从入口端102延伸到第二出口端106的外壁130，第二出口端106被定位在次级流路79处。在某些实施例中，外壁130从入口端102延伸到第二支柱111。在还有的某些实施例中，内壁120从入口端102延伸到第一支柱110和第一出口端104。
42.现在参考图4，进一步详细地提供了包括框架100的发动机10的一部分的示例性实施例。关于图4示出的实施例被构造成基本上类似于关于图2
‑
3所示和所述的实施例。在各种实施例中，内壁120的至少一部分包括从入口端102延伸的双壁结构122。双壁结构122包括与核心流路78直接流体接触的外部分123。双壁结构122进一步包括在外部分123的径向内侧的内部分124。在外部分123与内部分124之间限定气室121。在本文进一步示出和描述的各种实施例中，气室121经由在外部分123与内部分124之间延伸的一个或多个壁进一步被分割成多个气室。
43.参考图2
‑
4，内壁120和内部分124的径向内侧是空腔125。在某些实施例中，空腔125是封闭的空间或体积。空腔125至少由框架100限定。在各种实施例中，一个或多个其他结构可以进一步限定空腔125，例如轴、护罩、扭矩管或套筒200。
44.内壁120的双壁结构122的内部分124包括一个或多个第一气室开口126，第一气室开口126在气室12与空腔125之间提供流体连通。内壁120进一步包括一个或多个第二气室开口128，第二气室开口128在气室121与核心流路78之间提供流体连通。在某些实施例中，第二气室开口128通过内壁120的双壁结构122的外部分123被限定。第一气室开口126和第二气室开口128一起允许诸如氧化剂、空气或惰性气体的流体91从空腔125流入气室121和核心流路78中。通过其中的流体流可以向框架100提供热传递，例如提供诸如本文所述的防冰益处。
45.在某些实施例中，多个第一气室开口126被限定通过内部分124。在一些实施例中，框架100包括通过双壁结构122的内部分124周向或周边分布的至少一百个第一气室开口126。在其他实施例中，框架100包括通过双壁结构122的内部分124周向或周边分布的至少五百个第一气室开口126。在特定实施例中，框架100包括通过双壁结构122的内部分124周向或周边分布的至少九百个离散的第一气室开口126。在还有的特定实施例中，多个第一气室开口126沿着内壁120轴向分布。这样，允许流体流91遍及气室91和双壁结构122的整个轴向距离进入气室91。例如，许可流体流91在框架100的入口端102处或邻近框架100的入口端102进入气室91。进一步许可流体流91在入口端102的远端或更邻近框架100的出口端104进入气室91。进一步许可流体流91在框架100的入口端102与框架100的出口端104之间的多个位置处进入气室91。
46.参考图4，在各种实施例中，第二气室开口128被定位在双壁结构122的下游端(即，相对于进入核心发动机18的框架100的氧化剂流89而言是下游的下游端)。换句话说，在某些实施例中，第二气室开口128被定位成在入口端102的远端通过双壁结构122的外部分123。第二气室开口128延伸通过内壁120的外部分123，以许可流体流91通过第一气室开口126和气室121，并且通过第二气室开口128排出到核心流路78中。
47.在各种实施例中，框架100包括通过内壁120周向或周边分布的多个离散的第二气
室开口128。在一些实施例中，第二气室开口128的数量等于或小于第一气室开口126的数量。在其它实施例中，第二气室开口128的总横截面面积或体积等于或小于第一气室开口126的总横截面面积或体积。在某些实施例中，将第二气室开口128定位在双壁结构122的外部分123的下游端允许流体流91在经由第二气室开口128排出到核心流路78中之前，进入气室91并沿着双壁结构122的轴向距离传递热量。在各种实施例中，第二气室开口128和第一气室开口126一起构造成提供期望的压力差和/或通过气室121的流。
48.第二气室开口128和第一气室开口126的定位和/或数量的比率可以提供与框架100处的热传递有关的特定益处，其可进一步改进发动机10的性能。这种益处包括在内壁120处防冰，以便防止冰积聚和/或吸收到核心发动机18中。另外，将第二气室开口128放置在入口端102的远端可以许可热能在气室121中的期望积聚以及向双壁结构122(例如特别是外部分123)的热传递。多个第一气室开口126可以进一步提供先前未知的或未在防冰结构中提供的特定益处。例如，多个第一气室开口126可以在冰可能更易于形成或积聚的邻近入口端102的上游端处提供改进的热传递。多个第一气室开口126可以进一步在前收集器221处提供热能在入口端102处的收集，以减轻冰在入口端102处的形成或积聚，例如本文中进一步描述的。多个第二气室开口128可以进一步被定位在入口端102的远端的后收集器222处，以便提供基本均匀的压力和/或从第二气室开口128排出到核心流路78中的流体流92，例如本文中进一步描述的。基本均匀的压力和/或进入核心流路78的流体流92可以减轻或消除对在压缩机区段21处的入口氧化剂状况的不利影响(图1
‑
2)。例如，第二气室开口128、第一气室开口126以及一个或多个收集器221、222的定位可以在双壁结构122处提供期望的热传递，以减轻结冰，同时进一步减轻框架100处的入口变形，和/或减轻由于排出框架100并进入压缩机区段21的氧化剂的温度或压力的周向变化而导致的变形气流状况在压缩机区段21(图1
‑
2)中的形成。
49.在一些实施例中，双壁结构122的外部分123包括在气室121中的内表面223。内表面223包括湍流器结构323(图6)，以便在气室121内的双壁结构122的内表面223处提供湍流边界层。在各种实施例中，湍流器结构323包括多个突起，例如但不限于隆起、团块、鼓起、丘部、尖端、突部、突出、凸起、凸出、凹陷、刺突或某些期望的表面区域粗糙度。在某些实施例中，内表面223处的湍流器结构323可以包括跨越双壁结构122的周向或周边的至少一千个突起。在一些实施例中，内表面223处的湍流器结构323可以包括跨越双壁结构122的周向或周边的至少五千个突起。在还有的某些实施例中，湍流器结构323可以包括至少一万个突起。
50.在各种实施例中，包括多个突起的湍流器结构可以改进从流体流通过气室121到内壁120的外部分123的热传递。在某些情况下，在内表面223处的多个突起的数量范围增加了超过已知结构的热传递系数。在一些实施例中，例如在225处示出的内壁120的外部分123是例如在227处示出的内壁120的内部分124的两倍厚或以上。在其他实施例中，内壁120的外部分123比内壁120的内部分124厚两倍与三倍之间。在还有的其他实施例中，外部分123比内壁120的内部分124厚大于两倍。
51.本文提供的双壁结构122的各种实施例包括范围或数量，该范围或数量可以单独或组合提供本领域未知或先前期望的益处。在一个实施例中，多个突起的数量与外部分123的厚度225相比的比率在框架100和发动机10处提供了特定的热传递益处。在另一个实施例
中，外部分123的厚度225与内部分124的厚度227相比的比率在框架100和发动机10处提供了特定的热传递益处。在还有的其他实施例中，多个突起的数量与外部分123的厚度225和内部分124的厚度227相比的比率在框架100和发动机10处提供了特定的热传递益处。热传递益处可以包括在内壁120处的期望防冰，例如在外部分123处接收并保持热能并且使内部分124处的保持的热能最小化。这种比率可以相对于核心流路78期望地改进内壁120处的防冰。这种比率可以进一步减少与框架100的部分处的热量保留有关的低效率，该低效率可能不期望地影响核心流路78处的结冰，例如在气室121处的内部124。附加地或替代地，热传递益处可以包括将热能保留在内壁120的外部分123处，同时减少或减轻通过核心流路78传递给氧化剂流的热损失或热能。由于压缩机区段21上游的较低氧化剂温度大体上提供改进的发动机性能，因此框架100可以通过减轻压缩机区段21上游的入口空气温度的升高来提供防冰并进一步减少发动机10处的效率损失。
52.现在参考图5，提供了发动机10的框架100的一部分的示例性实施例的剖面立体图。关于图5示出的实施例被构造成基本上类似于关于图1
‑
4所示和所述的实施例。参考图6，提供了发动机10的框架100的一部分的示例性实施例的横截面视图。关于图6所示和所述的实施例被构造并可操作成基本上类似于关于图1
‑
5所示和所述的实施例。参考图5
‑
6，框架100进一步包括一个或多个气室壁229，气室壁229在内壁120的双壁结构122的外部分123与内部分124之间延伸。气室壁229至少部分地沿着双壁结构122的轴向距离延伸。气室壁229将气室121分割或划分为由气室壁229划分的两个或更多个部分。
53.参考图4
‑
6，气室壁229大体上可以包括在双壁结构122处提供结构支撑的肋或其他特征。由双壁结构122提供的结构支撑包括防弹保护，例如用于抵御异物碎片(fod)的摄入(例如，鸟击，冰摄入或可能进入发动机10的其他非氧化剂物质)。附加地或替代地，气室壁229可以进一步改进在双壁结构122处的热传递。在一些实施例中，气室壁229在双壁结构122处提供来自流体流92的对流热传递。在又一些实施例中，附加地或替代地，气室壁229通过在气室121内形成多个流路来提供来自流体流92的传导热传递，如本文中进一步描述的。附加地或替代地，气室壁229可以相对于在气室121的相对端处的一个或多个收集器221、222形成气室121的高压区域。在某些实施例中，气室121包括定位在后收集器222前方或上游的部分224(图5)。在其它实施例中，气室121的部分224被定位在前收集器221后方或下游。在还有的各种实施例中，气室121的部分224被定位在前收集器221与后收集器222之间。气室121的部分224的横截面面积228(图6)小于收集器221、222中的一个或两个的横截面面积226(图4)。气室121的部分224可以限定低流动区域，通过气室121的流体流91在通过第二气室开口128排出之前在低流动区域处被允许更长的停留时间。在各种实施例中，气室121的部分224可以大体上对应于由气室壁229划分的两个或更多部分。
54.参考回图4
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6，前收集器221、后收集器222或两者可以各自提供在流体流92排出到核心流路78中之前，气室121中的压力和/或流体流被标准化或平均化的体积。在发动机10的示例性实施例的操作期间，流体流91进入气室121的多个部分224，每个部分224由气室壁229划分。气室121的每个部分224可能至少基于入口端102处的潜在结冰状况例如由于周向或周边温度差而经历压力差。附加地或替代地，气室121的每个部分224可能至少基于第一气室开口126、第二气室开口128或两者的阻塞、堵塞或其他覆盖而经历压力差。这样，前收集器221可以在气室121中提供基本上均匀的流体温度和/或压力。前收集器221可以进一步
提供这种状况，而不管第一气室开口126的一部分的阻塞和/或来自框架100的入口端102处的流体流89的结冰状况。前收集器221处的基本上均匀的温度和/或压力可以允许入口端102处的内壁120的基本上整个周向或周边接收来自流体流91的热能并将热能传递到至少在入口端102处的内壁120。
55.附加地或替代地，后收集器222可以向排出第二气室开口128的流体流92提供基本上均匀的温度和/或压力。至少通过后收集器222提供的流体流92的基本上均匀的温度和/或压力可以允许氧化剂流89在核心流路78处的基本上均匀的流动状况。在发动机10的示例性实施例的操作期间，后收集器222可以减轻氧化剂流89在第二气室开口128处或在第二气室开口128下游的核心流路78处的不对称或变形流动状况的形成。这样，氧化剂流89可以接收来自第二气室开口128的流体流92，而不会在第二气室开口128处或在第二气室开口128下游产生不期望的湍流、变形、尾流、涡旋或其他流体动力学。
56.此外或替代地，压缩机区段21可以从框架100接收基本上均匀的氧化剂流89。应该理解的是，压缩机区段经常面临在入口变形状况下操作的挑战(例如，由于物理或空气动力学变形或流动变化而导致的周向流动不对称)。这样，框架100可以减轻框架100处的冰形成，并且进一步减轻可能对压缩机区段21的性能或可操作性产生不利或不期望的影响的核心流路78中的氧化剂流中的其他不对称或变形。
57.现在参考图7
‑
8，提供了框架100的实施例的立体图。进一步参考图9，提供了框架100的另一个实施例的侧视图。关于图7
‑
9示出的实施例各自可以基本上根据关于图1
‑
6中的发动机10和框架100所示和所述的一个或多个实施例来被构造。更具体地，参考图2
‑
4及图7
‑
9，在各种实施例中，框架100包括形成在外壁130中的通道230。通道230至少部分地周向围绕核心流路78延伸通过外壁130，例如图7
‑
8示出的。在某些实施例中，通道230基本上周向围绕核心流路78延伸通过外壁130。
58.参考图7
‑
8，通道230包括通道230的一个或多个绕线231，绕线231至少部分地周向延伸通过外壁130。通道230可以进一步包括一个或多个线匝233，经由箭头86示出的流体流在线匝233处从第一方向改变到第二方向。在一个实施例中，绕线231相对于轴向中心线轴线12基本上沿着周向方向c。线匝233至少部分地沿着纵向方向l和沿着周向方向c延伸，以沿着周向方向将流体流86从第一方向引导到与第一方向相对的第二方向(例如，从顺时针方向到逆时针方向，或从逆时针方向到顺时针方向)。
59.框架100进一步包括入口端口236和出口端口237。流体流86(a)在框架100处通过入口端口236被接收到外壁130处的通道230。流体流86大体上包括热能，该热能从通道230中的流体86被传递到框架100的外壁130。因此，通道230可以在外壁130处提供防冰。框架100可以进一步被构造成接收流体流86(a)作为外壁130处的第一加热流体流，流体流86(a)不同于作为内壁120处的第二加热流体流的流体流90、91、92，例如本文进一步描述的。这样，框架100可以被构造成促进防冰和/或减轻形成核心流路78的两个或更多个壁处的变形。
60.仍参考图7
‑
8，通道230可以被构造成通过入口端口236接收流体流86(a)，并将流体流86立即引导到框架100的入口端102。因此，通道230可以在入口端102处形成第一绕线232，以便向框架100的可能更易于结冰的部分(例如，入口端102)提供大部分热能。通道230可以进一步在入口端102的远端形成第二绕线234。通道230还可以进一步在第一绕线232和
第二绕线234之间纵向形成一个或多个第三绕线238。因此，应当理解的是，框架100可以形成通道230的一个或多个绕线，其使通道230基本上周向围绕核心流路78延伸并且至少部分地沿着纵向方向l延伸。应当进一步理解，通道230的绕线231大体上可以被构造成将第一绕线232定位在入口端102的近侧，以便从流体流86接收并向外壁130传递大部分热能。此外，通道230的绕线231大体上可以被构造成将第二绕线234定位在入口端102的远端(例如，比第一绕线232更接近出口端103)，以便从流体流86接收并向外壁130传递小部分热能。通道230的绕线231大体上可以进一步被构造成将第三绕线238纵向定位在第一绕线232与第二绕线234之间。
61.通道230的定位，例如第一绕线232、第二绕线234、第三绕线238、入口端口236和/或出口端口237的定位可以为入口管道提供先前未知的某些益处。在某些实施例中，通道230的绕线231被构造成向入口端102处的外壁130提供期望的大部分热量，以便减轻或消除在框架100处的结冰的形成。减轻或消除框架100处的冰的形成可以减轻或消除与不期望的fod摄入发动机10相关的风险。此外或替代地，本文所示和所述的通道230的绕线231可以减轻或消除框架100的热变形。本文所述和所示的实施例可以特别地减轻周向变形和/或减小沿着外壁130的周向或周边的热梯度。减轻或消除热变形可以改进发动机10的可操作性，或者可以通过为通过其中到达核心发动机18(例如，压缩机区段21)的氧化剂流89提供框架100的基本上均匀的几何形状，来减轻某些状况下(例如，在结冰状况下或大体上高热梯度下)的可操作性的降低。减轻或消除热变形，或大体上减小热梯度，可以进一步减小应力，该应力可能被施加到直接或间接地附接到框架100的一个或多个结构，例如但不限于压缩机区段21、轴承组件150、或可以延伸通过框架100的一个或多个转子或轴。
62.更进一步地，除了在内壁120处的双壁结构122的实施例之外，诸如在本文中所示和所述的通道230的定位可以一起减轻或消除框架100处的热变形。在某些实施例中，外壁130处的通道230和内壁120处的双壁结构122可以通过相对于内流路或内环形结构与外流路或外环形结构的对比减少几何变化来一起减轻或消除框架100处的热变形、结冰或其他不期望的热状况或变形的形成。
63.应当理解的是，在其他实施例(未示出)中，通道230可以基本上沿着纵向方向l延伸，使得线匝233沿着纵向方向将通道230内的流体流86从第一方向改变为与第一方向相对的第二方向。
64.本文提供的框架100的各种实施例可以允许核心流路78在外壁130与内壁120之间周边地或环形地延伸。在某些实施例中，允许框架100没有定位在内壁120与外壁130之间的核心流路78中的例如轮叶、支柱或结构支撑的结构。在还有的某些实施例中，允许框架100没有定位在外壁130与内壁120的双壁结构122之间的核心流路78中的结构。在一个实施例中，框架100没有定位在外壁130与内壁120的外部分123之间的核心流路78中的结构。
65.外壁130与内壁120之间的核心流路78的全周边或环形延伸可以例如通过去除对于下游结构的流动调节而言不必要的结构(例如，压缩机区段21、燃烧区段26或涡轮区段31)来减轻重量。附加地或替代地，外壁130与内壁120之间的核心流路78的全周边或环形延伸可以例如通过使外壁130在入口端102处与内壁120脱离，或通过使外壁130在入口端102与内壁120处的双壁结构122的下游端和/或外壁130处的通道230之间与内壁120脱离，来减轻至少在入口端102处的框架100的热变形。
66.现在参考图10
‑
11，提供了发动机10的示意图，发动机10包括关于图1
‑
9所示和所述的框架100的各种实施例。图10
‑
11中的发动机10和框架100各自被构造成基本上如关于图1
‑
9的一个或多个实施例所示和所述。发动机10可以进一步包括流体系统160，流体系统160被构造成提供和接收加压流体流，例如润滑剂(例如，油或基于油的流体)，燃料(例如，液体和/或气态碳氢燃料)或液压流体。参考图10
‑
11，结合图1
‑
9，流体系统160向框架100处的通道230提供流体流，例如经由箭头86示意性地示出的第一流体。限定例如润滑剂、燃料或液压流体的第一流体的流体流86不同于提供给外壁130的限定例如大体上氧化剂或压缩空气的第二流体的流体流90、91、92。参考图10
‑
11，并结合关于图8
‑
9示出的实施例，流体流86经由入口端口236进入框架100处的通道230，例如经由箭头86(a)示意性所示的。流体流86经由出口端口237排出框架100处的通道230，例如经由箭头86(b)示意性所示的。
67.在某些实施例中，例如关于图9示出的，框架100进一步包括在外壁130处的第二流动通道235，第二流动通道235在将流体流87提供回流体系统160之前与外壁130热连通，例如关于图9进一步所述和所示的。第二流动通道235大体上可以限定扫气导管，流体通过扫气导管从框架100排出并返回到流体系统160(图10
‑
11)。在某些实施例中，例如关于图10
‑
11示出的，第二流动通道235从轴承组件150以流体连通方式延伸，并使流体排出到流体系统160。第二流动通道235在外壁130处至少部分地周向延伸，以在第二流动通道235内提供流体流87与外壁130和/或通过核心流路78的氧化剂流89的热连通。
68.参考回图10
‑
11，发动机10的某些实施例包括从流体系统160到框架100的连续的第一流体流86。经由箭头86(a)示出的第一流体流86经由入口端口236(图8
‑
9)在通道230处被接收，并且例如经由箭头86(b)示出的通过出口端口237(图8
‑
9)排出。排出的流体流86(b)例如通过延伸通过一个或多个支柱110(图3)的一个或多个导管114被提供给轴承组件150。在各种实施例中，经由箭头87示意性地示出的流体流被清除、去除或以其他方式排出轴承组件150。在某些实施例中，例如关于图9示出的，排出的流体流87例如通过充当散热器来接收来自转子和轴承的旋转的热能，而从轴承组件150接收热能。然后，加热流体流87以热连通的方式提供给第二流动通道235处的外壁130，如下面进一步描述的。然后，流体流87可以排出回到流体系统160。然而，应当理解的是，在不提供第二流动通道235的其他实施例中，流体流86可以从轴承组件150排出回到流体系统160，而在框架100的外壁130处没有进一步的热连通。
69.参考回图9，在某些实施例中，第二流动通道235被定位在通道230的后方或下游(即，相对于氧化剂流通过核心流路78的下游)。在这种实施例中，定位在入口端102处并至少部分地周向延伸且沿着纵向方向l缠绕或转向(例如，线匝233)的通道230提供第一热输入，第一热输入来自于与外壁130热连通的通道230中的流体和/或通过核心流路78的氧化剂流。当热能从通道230中的流体被传递到外壁130时，热能输出从入口端口236到出口端口237减少。相应地，从入口端102到出口端104沿着纵向方向l在外壁130处接收到量级减少的热能。包括第二流动通道235的框架100的实施例可以接收从轴承组件150(图3)中提取出的量级增加的热能，并且将热能传递到基本上在通道230后方(例如，通道230的弯曲部、绕线或线匝233后方)的外壁130的部分。
70.参考图1
‑
11，在发动机10的操作期间，容许经由箭头89示意性示出的流体流通过框架100的入口端102。大体上，当流体流89被压缩并升高温度，一部分流体在框架100处被
用作加热流体。由箭头90示意性地示出的流体流在框架100处被提供给空腔125。在某些实施例中，例如关于图10示意性地示出的，流体流90是来自压缩机区段21的氧化剂。在还有的特定实施例中，流体流90是压缩空气，该压缩空气从一个或多个级的压缩机区段21或从低压压缩机或高压压缩机中的一个或多个的下游被引导。例如，流体流90可以是来自发动机10的低压压缩机和高压压缩机(即，站2.5)之间的压缩空气。作为另一个实例，流体流90可以是来自压缩机区段21处的一个或多个级或压缩机区段21处的一个或多个级之间的压缩空气。
71.在其他实施例中，流体流90可以来自其他加压氧化剂或惰性气体源，其他加压氧化剂或惰性气体源可以向框架100的内壁120提供热能。在某些实施例中，例如关于图11示出的，从轴承组件150(图3)提供流体流90。在特定实施例中，流体流90从缓冲流体源、阻尼器流体源被提供，或从其中被清除，并被引导到空腔125。
72.应当进一步理解的是，流体流90是加热流体。在流体流90从压缩机区段21被提取的某些实施例中，加压氧化剂流的增加温度提供了在内壁120处使用的热能。在流体流90从轴承组件150被提取的其他实施例中，来自轴承组件150处的热衰减、冷却或其他热控制的增加温度，热能从被用作轴承组件150处的冷源的流体流90被提供给内壁120。如关于图1
‑
11所提供的，来自至少一部分流体流90的热能然后被提供给内壁120，例如关于通过内壁120的流体流91、92所示和所述的。流体92排出内壁120，并且与来自核心流路78的入口端102的流体流89混合。例如经由箭头93示出的，一部分混合的流然后可以被用作框架100处的加热流体，如本文所述的。
73.这样，例如关于本文中所示和所述的发动机10和框架100的实施例，外壁130处的第一流体流86、87和内壁120处的第二流体流91、92可以提供入口防冰，减轻压缩机区段21或涡轮区段31上游的结构变形，改进空气动力学、压缩机性能和/或压缩机的可操作性(例如，经由入口处的减轻的结构变形)，以及经由加热流体在发动机10处的改进使用，改进整体发动机效率。
74.现在参考图12，大体上提供了示出框架100的实施例的示例性内部流路结构300的立体图。图12中示出的实施例是从入口端102朝向出口端104观察的。还参考图13，大体上提供了示出框架100的另一个实施例的示例性内部流路结构300的立体图。图13中示出的实施例是从出口端104朝向入口端102观察的。应当理解的是，关于图12
‑
13所示和所述的框架100的实施例可以被构造成基本上类似于关于图1
‑
11所示和所述的一个或多个实施例。应当进一步理解的，为了清楚起见，在图12
‑
13中省略了关于框架100的一个或多个实施例所示和所述的某些特征或细节。此外，如下文进一步描述的，将理解的是，全部或部分流路结构300可以至少部分基于关于图1
‑
11所示和所述的一个或多个通道230、235的新颖或有利的定位而获得益处。
75.图14提供了流路结构300的喷嘴部分303的实施例的详细视图。参考回图3，流路结构300至少部分地被定位在框架100的内壁120中或通过框架100的内壁120。如将进一步关于图12
‑
14所示和所述的，在还有的进一步实施例中，流路结构300至少部分地被限定成通过一个或多个支柱110。流路结构300被构造成将流体流提供给在框架100后方或下游(即，相对于氧化剂流通过核心流路78的下游)的一个或多个结构。在一些实施例中，流体流在框架100后方或下游的压缩机区段21处被提供给入口导向轮叶22和/或压缩机转子23。在某些
实施例中，流路结构300被构造成将第三流体流提供给后方或下游结构，其中第三流体流不同于外壁130处的第一流体流和内壁120处的第二流体流。在一个实施例中，从流路结构300排出的第三流体流是清洁溶液、水或水基溶液，或用于清洁在框架100后方或下游的一个或多个结构的其他流体。在另一个实施例中，第三流体流是在初级流路77处用于流体流89、93的冷却流体。在这种实施例中，第三流体流经由出口孔305从流路结构300排出到核心流路78中，以便冷却进入压缩机区段21的氧化剂流。进入压缩机区段21的氧化剂的降低温度可以改进压缩机性能，或当与流体流92混合以产生混合流体流93时，减轻与增加流体流89的温度相关的损失。
76.仍然参考图3，并结合图12
‑
14，框架100的内壁120的弯曲或径向部分320限定流路结构300的出口孔305。出口孔305提供从流路结构300到核心流路78的流体连通。框架100在核心流路径78的出口端104处(即，在初级流路77的出口端104处)限定径向跨度307(图3)。在各种实施例中，径向跨度307限定从初级流路77的轴向中心线轴线12延伸的尺寸。在某些实施例中，流路结构300的出口孔305被定位在径向跨度307内并且在框架100的出口端104前方或上游。在一个实施例中，出口孔305被定位在内壁120处，使得相对于框架100的出口端104后方或下游的一个或多个结构，提供沿着纵向方向l的直接视线。
77.参考图1
‑
14，流路结构300和出口孔305可以提供改进的流体供应系统，例如清洁系统，其至少部分地通过将出口孔305定位在第一壁131和内壁120之间的径向跨度307内而被允许，与可能试图从下游结构的径向跨度的外部提供清洁流体的已知结构相反。在一些实施例中，在内壁120处提供流路结构300允许外壁130具有空间来接收流体流86，以提供关于外壁130所述的益处。
78.简要地参考图14，流路结构300的喷嘴部分303的某些实施例进一步包括旋流器或轮叶结构304，旋流器或轮叶结构304被构造成朝向一个或多个后方或下游结构提供旋流或固体圆锥形流体流。流路结构300可以包括多个喷嘴部分303，多个喷嘴部分303周向对称或不对称地被定位在核心流路78周围。多个喷嘴部分303中的一个或多个喷嘴部分303可以被不同地构造，以便共同地提供越过核心流径78的周向的流体流。
79.现在参考图15，提供了框架100的示例性实施例的一部分的剖面立体图。该剖面立体实施例被提供成从出口端104朝着入口端102观察。还参考图16，大体上提供图15中的框架100的示例性实施例的一部分的剖面流路图。关于图15
‑
16示出的框架100的实施例被构造成基本上类似于关于图1
‑
14所示和所述的。因此，应当理解的是，为了清楚起见，可以省略某些特征或参考标记。
80.参考图15
‑
16，并且进一步结合图3，框架100进一步包括多个中空核心310。在一些实施例中，核心被定位在第二支柱111的壁(例如，径向延伸的壁211)之间。在进一步的实施例中，核心310被定位在从分路器112延伸的第一壁131与第二壁132之间。在某些实施例中，核心310被定位在出口端104的径向外侧。在还有的某些实施例中，核心310被定位在分路器112的轴向后方或下游。这样，在各种实施例中，核心310形成在第二支柱111的壁211，限定初级流路77的外半径309的第一壁131与第二支柱111处的外壁130(例如，图3和图16中示出的纵向在第二支柱111处的外壁130的一部分213)之间。
81.在一些实施例中，多个核心310彼此流体分离。在某些实施例中，多个核心310包括流体供应导管114，以便将第一流体流86(例如，润滑剂)提供给轴承组件150(图3)。在另一
个实施例中，多个中空核心310包括扫气核心318，第一流体流87(例如，润滑剂)通过扫气核心318从轴承组件150中去除或排出。在某些实施例中，扫气核心318与第二流动通道235流体连通，以便将排出的流体流87从轴承组件150提供到第二流动通道235。在还有的某些实施例中，多个中空核心310包括热管理核心314，通过该热管理核心314提供例如第四流体流的冷却流体流，用于框架100的热管理或热衰减。在各种实施例中，第四流体流与第一、第二或第三流体流不同或分离。在还有的某些实施例中，多个核心310包括服务通道316，电气部件、电缆、连接件、歧管、管、电线、传感器、测量装置或其他电气或电子部件可以通过服务通道316被引导通过框架100，以便到达轴承组件150。在还有的进一步实施例中，多个核心310可以包括流路结构300的至少一部分，例如关于图12
‑
14所示和所述的。
82.应当理解的是，多个核心310，例如通道300、314、316、318，彼此流体分离。这样，服务通道316可以限定基本上干燥的通道。流路结构300可以限定通道，以通过出口孔305朝向后方或下游结构(例如，入口导向轮叶22，压缩机转子23等)提供流体冲洗(例如，水或水基溶液，或其他合适的清洁溶液)。热管理核心314可以限定通道，以在框架100处提供热管理流体，热管理流体不同于外壁130处的第一流体流86和/或内壁120处的第二流体90、91、92。热管理核心314可以限定气冷式油冷却器(acoc)，例如由通过核心流路78和/或围绕框架100的空气冷却。扫气核心318可以限定通道，以从轴承组件150中去除或排出流体。还有的其他通道可以限定死空间，以便从框架100去除重量。
83.在某些实施例中，多个核心310包括至少四个流体隔离通道，如上所述。在一些实施例中，如上所述的流体隔离通道可以包括多个通道，例如两个以上的扫气通道，两个以上的供应通道，两个以上的服务通道，或两个以上的热管理通道。这些通道大体上可以对应于轴承组件，例如用于前轴承组件的供应或扫气通道不同于用于后轴承组件的供应或扫气通道。这样，在各种实施例中，多个核心310可以包括至少十一个流体隔离通道。在又一个实施例中，多个核心310可以包括十六个以下的流体分离通道。
84.此外，多个流体隔离核心310被限定在外壁130的外表面311与初级流路77的外半径309之间。在某些实施例中，至少部分地限定核心310的第二支柱111的壁211包括厚度209，厚度209提供先前对于框架而言未知或未预期的益处。益处包括但不限于期望的热传递特性，期望的流速和压力损失特性，以及相对于外壁130的外表面311处的最大半径和初级流路77的外半径309对核心发动机18设定尺寸。
85.参考回图1，本文提供的发动机10的实施例可以包括控制器500，控制器500被构造成控制通过本文关于图1
‑
16所示和所述的一个或多个通道的一个或多个流体流。发动机10所包括的控制器500可以对应于任何合适的基于处理器的装置，包括一个或多个计算装置。控制器500可以包括处理器512和相关联的存储器514，其被构造成执行各种计算机实施的功能。在各种实施例中，控制器500可以被构造成执行在发动机的入口框架处用于防冰、热管理或变形减轻的方法的步骤，例如本文提供的框架100的实施例。这些步骤可以包括使第一流体流在外壁处流动；使第二流体流在内壁处流动，其中第二流体流不同于第一流体流；以及至少基于框架处的期望温度来调节第一流体流和/或第二流体流的流速。
86.如本文所使用的，术语“处理器”不仅指本领域中被包括在计算机中的集成电路，而且还指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(plc)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)和其他可编程电路。另外，存储器214大体上可以包括存储器元
件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(ram))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、光盘只读存储器(cd
‑
rom)、磁光盘(mod)、数字多功能盘(dvd)和/或其他合适的存储器元件或其组合。在各种实施例中，控制器500可以限定全权限数字发动机控制器(fadec)、螺旋桨控制单元(pcu)、发动机控制单元(ecu)或电子发动机控制(eec)中的一个或多个。
87.如图所示，控制器500可以包括存储在存储器514中的控制逻辑516。控制逻辑516可以包括指令，该指令在由一个或多个处理器512执行时使一个或多个处理器512进行操作，例如本文所述的一个或多个步骤或功能，流量或流速，或期望的温度。
88.另外，控制器500还可以包括通信接口模块510。在各种实施例中，通信接口模块510可以包括用于发送和接收数据的相关联的电子电路。这样，控制器500的通信接口模块510可以用于从框架100、轴承组件150、流体系统160、定位在流体系统160与外壁130之间的阀240接收数据，以控制进出外壁130的流体流动或压力，或可以并入本公开的其他阀，传感器，歧管，或流体流动、压力或温度控制装置。通信接口模块510还可以用于与发动机10的任何其他合适的部件(包括被构造成监测发动机10的一个或多个操作参数的任何数量的传感器)通信。应当理解的是，通信接口模块510可以是合适的有线和/或无线通信接口的任何组合，并且因此可以经由有线和/或无线连接通信地联接到发动机10的一个或多个部件。
89.本文中所示和所述的框架100的各种实施例可以经由本领域已知的一种或多种制造方法(例如但通常不限于增材制造，粘合剂喷射，或3d打印处理，机械加工处理，材料添加或去除处理，或接合或粘合处理)来制造。制造处理可以包括但不限于铸造、焊接、钎焊、软焊或粘合处理。材料可以包括适于活塞组件和压力容器的材料，活塞组件和压力容器被构造成接收热差并以期望的周期和动力输出操作，包括刚性和挠性壁构件、外壳和导管。尽管某些示例性实施例可以优选地经由一种或多种增材制造处理来制造，但是应当理解的是，可以利用其他制造处理或其组合。更进一步，尽管某些元件或结构可以被生产为基本整体结构，但是某些元件可以经由焊接、铜焊或机械紧固件被附接或以其他方式联接，机械紧固件例如但不限于夹具、螺母、螺栓、螺钉、连杆、垫圈等
90.如本文所用，术语“增材制造”或“增材制造技术或处理”大体上是指其中在彼此上提供连续材料层以逐层“堆积”三维部件的制造处理。连续层大体上熔融在一起以形成整体部件，该整体部件可以具有各种一体子部件。
91.尽管本文将增材制造技术描述为通过通常在竖直方向上逐点、逐层构建物体来提供复杂物体的制造，但是其他制造方法也是可能的，并且在本主题的范围内。例如，尽管本文的讨论是指增加材料以形成连续层，但是本领域技术人员将理解的是，本文公开的方法和结构可以用任何增材制造技术或制造技术来实践。例如，本公开的实施例可以使用层相加处理、层相减处理或混合处理。作为另一个示例，本公开的实施例可以包括选择性地沉积粘合剂材料，以将粉末层部分化学粘合在一起，从而形成生坯制品。固化之后，生坯制品可以被预烧结以形成基本上去除了所有粘合剂的褐色制品，并且被完全烧结以形成固结制品。
92.根据本公开的合适的增材制造技术包括，例如，熔融沉积建模(fdm)，选择性激光烧结(sls)，3d打印(例如通过喷墨和激光喷墨印刷)，立体光刻(sla)，直接激光烧结(dls)，直接选择性激光烧结(dsls)，电子束烧结(ebs)，电子束熔化(ebm)，激光工程化净成形
(lens)，激光净形成制造(lnsm)，直接金属沉积(dmd)，数字光处理(dlp)，直接激光熔化(dlm)，直接选择性激光熔化(dslm)，选择性激光熔化(slm)，直接金属激光熔化(dmlm)，粘结剂喷射(bj)和其他已知处理。
93.本文所述的增材制造处理可以用于使用任何合适的材料来形成部件。例如，材料可以是塑料，金属，混凝土，陶瓷，聚合物，环氧树脂，光敏聚合物树脂，或者可以处于固体，液体，粉末，片状材料，线材或任何其他合适形式或其组合的任何其他合适材料。更具体地，根据本主题的示例性实施例，本文描述的增材制造的部件可以部分地，整体地或以一些材料的组合而被形成，材料包括但不限于纯金属，镍合金，铬合金，钛，钛合金，镁，镁合金，铝，铝合金，以及镍或钴基超级合金(例如，可以从special metals corporation以名称得到这些材料)。这些材料是适用于在本文所述的增材制造处理中使用的材料的实例，并且通常可以称为“增材材料”。
94.另外，本领域技术人员将理解的是，各种材料和粘合这些材料的方法可以被使用并且被认为在本公开的范围内。如本文中所使用的，对“熔融”或“粘合”的提及可以是指用于产生任何以上材料的粘合层的任何合适的处理。例如，如果物体是由聚合物制成的，则熔融可以指在聚合物材料之间建立热固性粘合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联处理形成粘合。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结处理形成粘合。如果材料是粉末金属，则可以通过熔化或烧结处理或另外通过利用粘合剂处理来形成粘合。本领域的技术人员将理解的是，通过增材制造来熔融材料以制造部件的其他方法是可能的，并且当前公开的主题可以利用那些方法来实践。
95.另外，本文公开的增材制造处理允许单个部件(例如，框架100)由多个材料形成。因此，本文描述的部件可以由以上材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可以包括使用不同的材料、处理和/或在不同的增材制造机器上形成的多个层，分段或零件。以这种方式，可以构建具有不同材料和材料特性的部件，用于满足任何特定应用的要求。另外，尽管本文所述的部件完全通过增材制造处理来被构建，但是应当理解的是，在替代实施例中，这些部件的全部或一部分可以经由铸造、机械加工和/或任何其他合适的制造处理来形成。实际上，可以使用材料和制造方法的任何合适的组合来形成这些部件。
96.现在将描述示例性增材制造处理。增材制造处理使用部件的三维(3d)信息(例如，三维计算机模型)来制造部件。因此，可以在制造之前限定部件的三维设计模型。就这一点而言，可以扫描部件的模型或原型，以确定部件的三维信息。作为另一个实例，可以使用适当的计算机辅助设计(cad)程序来构建部件的模型，以限定部件的三维设计模型。
97.设计模型可以包括部件的整个构造的3d数字坐标，部件的整个构造包括部件的外表面和内表面。例如，设计模型可以限定本体、表面和/或内部通道，例如开口、支撑结构等。在一个示例性实施例中，三维设计模型例如沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其他合适的轴线被转换成多个切片或分段。每个切片可以为切片的预定高度限定部件的薄横截面。多个连续横截面的切片一起形成3d部件。然后，逐个切片或逐层“构建”部件，直到完成。
98.以这种方式，可以使用增材处理来制造本文所述的部件，或更具体地，例如通过使用激光能量或热量使塑料熔融或聚合，或者通过烧结或熔化金属粉末来连续地形成每个层。例如，特定类型的增材制造处理可以使用能量束，例如，诸如激光束的电子束或电磁辐射，来烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光器和激光器参数，包括关于功率，激
光束光斑尺寸和扫描速度的考虑。可以通过特别是在高温下为增强强度、耐用性和使用寿命所选择出的任何合适的粉末或材料，来形成构建材料。
99.每个连续层可以例如在大约10μm和200μm之间，尽管根据替代实施例，厚度可以基于任何数量的参数来被选择并且可以是任何合适的尺寸。因此，利用上述增材形成方法，本文所述的部件可以具有与在增材形成处理期间使用的相关粉末层的厚度(例如10μm)一样薄的横截面。在某些实施例中，核心310处的壁211至少为1000μm，或在大约1000μm与大约2000μm之间，或在大约1200μm与大约1900μm之间。应当理解的是，如本文所提供的壁211处的厚度209(图16)的特定范围可以为框架100提供特定益处，例如通过核心310向一个或多个流体的期望的热传递以及通过核心310的期望或减轻的压力损失，以便提供通过核心310的期望的流体流速和压力，以及往返于框架100内的流体的期望热传递。更进一步地，应当理解的是，壁211的厚度209的各种特定范围提供了特定益处，用于允许通过核心310的期望热传递和流动，同时被限制在初级流路77的外半径309与外壁130的外表面311的半径之间。这样，包括本文提供的壁厚范围的框架100的实施例可以特别地为尺寸被设计成产生高达约4500马力的涡轮轴发动机或涡轮螺旋桨发动机提供期望的热传递和流动特性。这种发动机的尺寸可以特别是关于分路器112后方的框架100处的初级流路77的外半径309，并且进一步关于框架100的外壁130的外表面311的最大半径。本文提供的范围可以进一步提供改进的热传递、流体流动特性、以及降低的发动机重量，一起改进了包括框架100的发动机10的效率和性能。
100.此外，利用增材处理，部件的表面光洁度和特征可以取决于应用根据需要而变化。例如，可以在增材处理期间，特别是在对应于零件表面的横截面层的外围，通过选择适当的激光扫描参数(例如，激光功率，扫描速度，激光焦点尺寸等)，来调整表面光洁度(例如，使得更光滑或更粗糙)。例如，可以通过增加激光扫描速度或减小所形成的熔池的尺寸来实现较粗糙的光洁度，并且可以通过降低激光扫描速度或增大所形成的熔池的尺寸来实现较光滑的光洁度。也可以改变扫描图案和/或激光功率，以改变选定区域中的表面光洁度。
101.在部件的制造完成之后，可以将各种后处理工序应用于部件。例如，后处理工序可以包括例如通过吹扫或抽真空来去除过量的粉末。其他后处理工序可以包括应力缓解处理。另外，可以使用热、机械和/或化学后处理工序对零件进行精加工，以实现期望的强度、表面光洁度、降低的孔隙率和/或增加的密度(例如，经由热等静压)、以及其他部件属性或特征。
102.应当理解的是，本领域技术人员可以增加或修改本文中所示和所述的特征，以促进本文中提供的框架100的制造，而无需过度的实验。例如，可以从当前的几何形状增加或修改诸如桁架、网格、构建表面或其他支撑特征的构建特征，或材料或流体的进入或排出端口，以至少基于期望的制造处理或期望的特定增材制造处理来促进框架100的实施例的制造。
103.值得注意的是，在示例性实施例中，由于制造限制，本文所述的部件的多个特征以前是不可能的。然而，本发明的发明人已经有利地利用了增材制造技术中的最新进展，以大体上根据本公开开发了这种部件的示例性实施例。尽管本公开的某些实施例通常不限于使用增材制造来形成这些部件，但是增材制造确实提供了各种制造优势，包括制造容易，成本降低，精度更高等。
104.在这一点上，利用增材制造方法，即使多零件部件也可以形成为单件连续金属，并且因此与现有设计相比，可以包括更少的子部件和/或接头。通过增材制造来一体形成这些多零件部件可以有利地改进了整个组装处理，减少了潜在的泄漏，减少了热力学损失，改进了热能传递，或提供了更高的功率密度。例如，一体形成减少了必须组装的分离零件的数量，从而减少了相关联的时间、总体组装成本，减少了潜在的泄漏途径，或减少了潜在的热力学损失。另外，可以有利地减少例如泄漏的现有问题。更进一步地，可以通过本文描述的处理来解决或避免分离零件之间的接头质量，以便期望地减少泄漏、组装并改进整体性能。
105.同样，上述增材制造方法提供了本文所述的要以非常高的精度形成的部件的更加错综复杂的形状和轮廓。例如，这种部件可以包括薄的增材制造层，横截面特征和部件轮廓。作为另一个实例，增材制造可以提供热交换器的表面面积、体积、通道、导管或其他特征，其可以期望地改进热交换器的效率或性能，或整体的发动机或系统性能。另外，增材制造处理提供具有不同材料的单个部件的制造，使得部件的不同部分可以表现出不同的性能特征。制造处理的连续增材步骤提供了这些新颖特征的建造。结果，本文所述的部件可以表现出改进的功能性和可靠性。
106.本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及进行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这些其他实例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他实例旨在权利要求的范围内。
107.本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：
108.1.一种用于热发动机的热管理系统，所述系统包括从入口端延伸到出口端的内壁。所述内壁至少部分地形成核心流路和空腔。所述核心流路和所述空腔通过所述内壁处的双壁结构被分离。所述双壁结构形成气室、第一开口和第二开口，所述第一开口提供所述空腔与所述气室之间的流体连通，所述第二开口提供所述气室与所述核心流路之间的流体连通。所述内壁被构造成接收第一流体流。所述外壁从所述入口端朝向所述出口端延伸。所述外壁形成至少部分地围绕所述核心流路延伸的通道。所述外壁至少部分地形成所述核心流路。所述外壁被构造成接收与所述核心流路流体分离的第二流体流。
109.2.根据本文的任何条项所述的系统，所述系统包括流体系统，所述流体系统被构造成向所述外壁处的所述通道提供所述第二流体流。
110.3.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述第二流体流是润滑剂、燃料、液压流体或其组合。
111.4.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述第一流体流是氧化剂。
112.5.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道包括至少部分地周向延伸通过所述外壁的所述通道的一个或多个绕线。
113.6.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道包括一个或多个线匝，所述第一流体流在所述线匝处从第一方向改变为与所述第一方向相对的第二方向。
114.7.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道包括定位在所述入口端的第一绕线。
115.8.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道包括定位在所述第一绕线的纵
向后方的第二绕线，其中所述第一绕线被构造成与所述第一绕线后方的第二绕线相比，从所述入口端处的所述第一流体流提供较大部分的热能。
116.9.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道包括纵向定位在所述第一绕线与所述第二绕线之间的第三绕线，其中所述第二绕线定位在所述入口端的远端。
117.10.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述通道与轴承组件流体连通，所述通道被构造成向所述轴承组件提供所述第二流体流。
118.11.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述外壁限定至少部分地围绕所述核心流路延伸的第二流动通道。
119.12.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述第二流动通道与所述轴承组件流体连通，并且其中所述第二流动通道被构造成从所述轴承组件接收所述第二流体流。
120.13.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述第二流动通道沿着所述纵向方向定位在所述通道的后方。
121.14.根据本文的任何条项所述的系统，所述外壁形成分别与所述通道流体连通的入口端口和出口端口，其中所述入口端口被构造成将所述第二流体流接收到所述通道中，并且其中所述出口端口被构造成将所述第二流体流排出到所述轴承组件。
122.15.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述外壁与所述内壁径向间隔开，并且其中所述内壁处的气室从所述入口端朝向所述出口端延伸，并且其中在所述外壁处的所述通道从所述入口端朝向所述出口端延伸。
123.16.根据本文的任何条项所述的系统，其中所述核心流路在所述外壁与所述内壁之间环形地或周边地延伸。
124.17.一种涡轮机，所述涡轮机限定入口端和出口端以及核心流路。所述涡轮机包括构造成产生第一流体流的压缩机区段，构造成产生到通道的第二流体流的流体系统，以及入口框架，其中所述压缩机区段定位在所述入口框架的所述出口端处。所述入口框架包括从所述入口端延伸到所述出口端的内壁，所述内壁至少部分地形成核心流路和空腔。所述空腔定位在所述内壁的内侧，并且所述核心流路和所述空腔通过所述内壁处的双壁结构被分离。所述双壁结构包括从所述入口框架的所述入口端朝向所述出口端延伸的气室。第一开口提供所述空腔与所述气室之间的流体连通，并且第二开口提供所述气室与所述核心流路之间的流体连通。所述内壁被构造成从所述压缩机区段接收第一流体流。外壁从所述框架的所述入口端朝向所述出口端延伸。所述外壁形成至少部分地围绕所述核心流路延伸的通道，并且所述外壁至少部分地形成所述核心流路。所述外壁被构造成从所述流体系统接收第二流体流，所述第二流体流与所述第一流体流流体分离。
125.18.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述第一流体流是来自所述压缩机区段的氧化剂，并且其中所述第二流体流是来自所述流体系统的润滑剂。
126.19.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述通道包括至少部分地周向延伸通过所述外壁的所述通道的一个或多个绕线，其中所述一个或多个绕线包括定位在所述入口框架的所述入口端处的第一绕线和定位在所述第一绕线的远端的第二绕线，所述第一绕线被构造成在所述第二绕线之前接收所述第二流体流。
127.20.根据本文的任何条项所述的涡轮机，所述入口框架在所述外壁处形成分别与所述通道流体连通的入口端口和出口端口。所述入口端口被构造成将所述第二流体流从所
述流体系统接收到所述通道中，并且所述出口端口被构造成从所述外壁排出所述第二流体流。
128.21.一种涡轮机，所述涡轮机包括任何前述条项所述的框架。
129.22.一种用于热发动机的框架，所述框架包括从入口端延伸到出口端的内壁。所述内壁至少部分地形成核心流路，所述内壁包括限定在所述内壁的外部分与所述内壁的内部分之间的气室。在所述内壁的所述内部分的内侧限定空腔，并且所述内壁形成提供所述空腔与所述气室之间的流体连通的第一气室开口，并且其中所述内壁形成提供所述气室与所述核心流路之间的流体连通的第二气室开口。
130.23.根据本文的任何条项所述的框架，所述框架包括气室壁，所述气室壁在所述气室内在所述内壁的所述外部分与所述内部分之间延伸。
131.24.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述气室壁与所述内壁同向地延伸。
132.25.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述内壁在定位在所述气室壁的上游或下游的所述气室内形成收集器腔。
133.26.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述内壁在所述气室壁、所述外部分与所述内部分之间形成高压区域，所述高压区域定位在所述收集器腔的上游或下游。
134.27.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述高压区域的横截面面积小于所述收集器腔。
135.28.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述第一气室开口形成为通过与所述高压区域直接流体连通的所述内部分。
136.29.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述第一气室开口形成为通过与所述收集器腔直接流体连通的所述内部分。
137.30.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述第二气室开口形成为通过与所述收集器腔直接流体连通的所述外部分。
138.31.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述收集器腔包括定位在气室壁后方的后收集器，其中所述第二气室开口形成为通过所述后收集器处的所述外部分。
139.32.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述收集器腔包括定位在气室壁前方的前收集器，其中所述第一气室开口形成为通过所述前收集器处的所述内部分。
140.33.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述前收集器定位在所述框架的所述入口端处。
141.34.根据本文的任何条项所述的框架，所述框架包括从所述框架的所述入口端朝向所述出口端延伸的外壁，其中所述外壁和所述内壁一起形成所述核心流路，所述外壁形成至少部分地围绕所述核心流路延伸的通道，所述外壁至少部分地限定所述核心流路。
142.35.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述内壁被构造成接收第一流体流，并且所述外壁被构造成接收不同于所述第一流体流的第二流体流。
143.36.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述第二流体流是润滑剂、燃料、液压流体或其组合，并且其中所述第一流体流是氧化剂。
144.37.根据本文的任何条项所述的框架，所述外部分包括内表面，其中所述内表面包括湍流器结构。
145.38.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述内壁的所述外部分是所述内壁的
所述内部分的两倍厚或以上。
146.39.一种热发动机，所述热发动机包括任何前述条项所述的框架。
147.40.一种热发动机，所述热发动机包括框架，所述框架包括从入口端延伸到出口端的内壁。所述内壁至少部分地形成初级流路，并且在所述内壁的外部分与所述内壁的内部分之间形成气室。在所述内壁的所述内部分的内侧形成空腔。所述内壁形成提供所述空腔与所述气室之间的流体连通的第一气室开口。所述内壁形成提供所述气室与所述初级流路之间的流体连通的第二气室开口。
148.41.根据本文的任何条项所述的热发动机，其中所述内壁在定位在气室壁的前方或后方的所述气室内形成收集器腔，并且其中所述第二气室开口形成为通过与所述气室壁后方的所述收集器腔直接流体连通的所述内壁的所述外部分。
149.42.根据本文的任何条项所述的热发动机，所述框架包括从所述框架的所述入口端朝向所述出口端延伸的外壁。所述外壁和所述内壁一起形成所述核心流路。所述外壁形成至少部分地围绕所述核心流路延伸的通道，并且至少部分地形成所述核心流路。
150.43.一种涡轮机，所述涡轮机包括从入口端延伸到出口端的内壁，所述内壁包括双壁结构，其中在所述双壁结构内形成气室，并且其中所述双壁结构包括开口，所述开口被构造成通过所述双壁结构在所述气室之间提供第一流体流的流体连通。外壁从所述入口端朝向所述出口端延伸，所述外壁在所述外壁内形成通道。所述外壁被构造成接收第二流体流，所述第二流体流与所述第一流体流流体分离。所述内壁和所述外壁一起形成在所述内壁和所述外壁之间的流路。流路结构至少部分地形成在所述内壁内。所述流路结构被构造成接收通过其中的第三流体流。所述第三流体流与所述第一流体流分离。所述流路结构包括出口孔，所述出口孔被构造成提供从所述流路结构到所述流路的流体连通。
151.44.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述流路包括径向跨度，并且其中所述流路结构的所述出口孔定位在所述径向跨度内。
152.45.根据本文的任何条项所述的涡轮机，所述涡轮机包括定位在所述出口孔下游的下游结构。所述出口孔相对于所述下游结构被定位在视线上的上游。
153.46.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述下游结构是压缩机区段。
154.47.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述下游结构是所述压缩机区段的压缩机轮叶。
155.48.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述内壁包括径向部分，并且其中所述出口孔定位在所述内壁的所述径向部分处。
156.49.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述流路结构包括定位在所述出口孔处的喷嘴部分。
157.50.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述喷嘴部分包括轮叶结构，所述轮叶结构被构造成提供所述第三流体流的涡旋流。
158.51.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述第一流体流是氧化剂，所述第二流体流是润滑剂、燃料或液压流体中的一个或多个，并且其中所述流路结构内的所述第三流体流与所述第一流体流和所述第二流体流流体分离。
159.52.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述第三流体流是清洁溶液。
160.53.根据前述任何条项所述的涡轮机，所述涡轮机包括前述任何条项所述的框架。
161.54.一种用于热发动机的框架，所述框架包括至少部分地形成初级流路的内壁，所述内壁至少部分地在所述内壁内形成流路结构，所述流路结构被构造成接收通过其中的流体流。所述流路结构中的所述流体流与通过所述初级流路的流体流分离。所述流路结构包括出口孔，所述出口孔被构造成提供从所述流路结构到所述初级流路的流体连通。
162.55.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述初级流路包括径向跨度，并且其中所述流路结构的所述出口孔径向定位在所述初级流路的所述径向跨度内。
163.56.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述内壁包括径向部分，并且其中所述出口孔定位在所述内壁的所述径向部分处。
164.57.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述流路结构包括定位在所述出口孔处的喷嘴部分。
165.58.根据本文的任何条项所述的框架，其中所述喷嘴部分包括轮叶结构，所述轮叶结构被构造成提供所述流体流通过所述出口孔进入所述初级流路的涡旋流。
166.59.一种涡轮机，所述涡轮机包括任何前述条项所述的框架。
167.60.一种涡轮机，所述涡轮机形成延伸通过其中的流路，所述涡轮机包括压缩机区段以及框架，所述压缩机区段包括压缩机轮叶和压缩机转子，所述框架定位在所述压缩机区段的上游。所述流路延伸通过所述框架和所述压缩机区段。所述框架包括内部流路结构，所述内部流路结构被构造成接收通过其中的流体流。所述流路结构形成定位在所述流路的径向跨度内的出口孔。所述出口孔被构造成在所述框架处的所述出口孔的下游提供从所述流路结构到所述压缩机区段的流体流。
168.61.根据本文的任何条项所述的涡轮机，所述框架包括定位在所述框架处的支柱之间的多个中空核心，其中所述多个中空核心彼此流体分离。
169.62.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述流路结构至少部分地形成在所述核心中的一个处。
170.63.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述出口孔相对于所述压缩机区段定位在视线上的上游。
171.64.根据本文的任何条项所述的涡轮机，其中所述流路结构包括定位在所述出口孔处的喷嘴部分，其中所述喷嘴部分被构造成向所述压缩机区段提供涡旋流体流。
172.65.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心中的一个或多个中空核心被限定在所述支柱的壁之间。
173.66.根据前述任何条项所述的框架，其中在所述中空核心处的壁的厚度为至少1000μm。
174.67.根据前述任何条项所述的框架，其中所述壁的厚度在1000μm至2000μm之间。
175.68.根据前述任何条项所述的框架，其中所述壁的厚度在1200μm至1900μm之间。
176.69.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心彼此流体隔离。
177.70.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心被限定在所述外壁的外表面与所述初级流路的外半径之间。
178.71.根据前述任何条项所述的框架，包括至少四个流体隔离的通道。
179.72.根据前述任何条项所述的框架，包括十六个以下的流体隔离的通道。
180.73.根据前述任何条项所述的框架，包括至少十一个流体隔离的通道。
181.74.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心形成多个流体隔离的通道。
182.75.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心包括两个以上的扫气通道，两个以上的供应通道，两个以上的服务通道以及两个以上的热管理通道。
183.76.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心轴向定位在分路器的后方，所述分路器将所述核心流路分离成初级流路和次级流路。
184.77.根据前述任何条项所述的框架，其中所述多个中空核心形成在支柱的壁、限定所述初级流路的外半径的第一壁与所述支柱处的所述框架的外壁之间。