具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机专利检索-燃气涡轮发动机涡轮机专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机

阅读：134发布：2021-02-24

IPRDB可以提供具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种在喷嘴节段(100)内冷却燃气涡轮发动机的热部分的设备和方法，该喷嘴节段包括外带和内带(116)，以及在外带与内带(116)之间延伸的至少一个导叶(72)。外带(118)包括前腔和后腔(136)。设备包括位于包括前冷却室(148)的前腔(134)内的前冲击挡板(138)，以及位于包括后冷却空气室(152)的后腔(136)内的后冲击挡板(140)。引入到前冷却空气室(148)中的冷却空气(A)穿过前冲击挡板(138)的冲击孔(146)到前冲击室(150)中，接着穿过孔口至后冷却空气室(152)，并且接着穿过后冲击挡板(140)的冲击孔(146)到后冲击室(143)中。，下面是具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃气涡轮喷嘴节段(100)，其包括：

外带(118)；

内带(116)；

至少一个导叶(72)，其在所述外带(118)与所述内带(116)之间延伸并限定了内部；

其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段(100)还包括：

前轨道(126)、中轨道(128)以及后轨道(130)，它们从所述外带(118)延伸，并且限定在所述前轨道(126)与所述中轨道(128)之间的前腔(134)，以及在所述中轨道(128)与所述后轨道(130)之间的后腔(136)；

前冲击挡板(138)，其位于所述前腔(134)内并且与所述外带(118)间隔，以将所述前腔(134)分成在所述前冲击挡板(138)的径向外侧的前冷却空气室(148)以及在所述前冲击挡板(138)的径向内侧的前冲击室(150)，其中冲击孔(146)形成在所述冲击挡板中，以流体地联接所述前冷却空气室和所述前冲击室(150)；

后冲击挡板(140)，其位于所述后腔(136)内并且与所述外带(118)间隔，以将所述后腔(136)分成在所述后冲击挡板(140)的径向外侧的后冷却空气室(152)以及在所述后冲击挡板(140)的径向内侧的后冲击室(143)，其中冲击孔(146)形成在所述后冲击挡板(140)中，以流体地联接所述后冷却空气室(152)和所述后冲击室(143)；以及中轨道孔口(145)，其穿过所述中轨道(128)并且将所述前冲击室(150)流体地联接于所述后冷却空气室(152)；

其中冷却空气从所述前腔和所述后腔两者进入，所述冷却空气的第一部分引入到所述前冷却空气室(148)中并穿过所述前冲击挡板(138)的所述冲击孔(146)到所述前冲击室(150)中，接着穿过所述中轨道孔口(145)至所述后冷却空气室(152)，并且接着穿过所述后冲击挡板(140)的所述冲击孔(146)到所述后冲击室(143)中，所述冷却空气的第二部分引入到所述后冷却空气室中并穿过所述后冲击挡板的所述冲击孔到所述后冲击室中。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括将所述后冲击室(143)流体地联接于所述导叶(72)的内部(120)的后冷却空气通路(123)，其中所述冷却空气通过所述后冷却空气通路(123)离开所述后冲击室(143)。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括将所述前冷却空气室(148)流体地联接于所述导叶(72)的所述内部(120)的前冷却空气通路(139)。

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括流体地联接于所述前冷却空气通路(139)的前导叶通路(122)，以及流体地联接于所述后冷却空气通路(123)的后导叶通路(154)。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括位于所述前导叶通路(122)内的前冲击插入件(124)。

6.根据权利要求4所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述前导叶通路(122)或后导叶通路(154)中的至少一个延伸穿过所述内带(116)。

7.根据权利要求1所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述外带(118)终止于周向侧部(132)中，并且条密封件(164)位于所述周向侧部(132)上。

8.根据权利要求1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，压缩密封件沿着所述前轨道(126)和所述后轨道(130)提供，并且所述压缩密封件(158，160，162)包括M-密封件(158)、W-密封件(160)，或C-密封件(162)中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，所述前冲击挡板(138)和所述后冲击挡板(140)中的至少一个包括具有底部(142)以及从所述底部(142)向上延伸的外周壁(144)的盆(138，140)，其中所述冲击孔(146)至少形成在所述底部(142)中。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮喷嘴节段(100)，其特征在于，开口(156)形成在所述外周壁(144)中，与所述中轨道孔口(145)对准。

说明书全文

具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机

背景技术

[0001] 涡轮发动机，以及更具体而言燃气或燃烧涡轮发动机为从燃烧气体流抽取能量的旋转式发动机，该燃烧气体流穿过发动机到多个涡轮叶片上。燃气涡轮发动机用于陆地和航海运动以及发电，但最常用于航空应用，如用于飞机(包括直升机)。在飞机中，燃气涡轮发动机用于飞行器的推进。

[0002] 用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作以最大化发动机效率，所以某些发动机构件(如高压涡轮和低压涡轮)的冷却可为必要的。典型地，冷却通过将来自高压和/或低压压缩机的较冷空气导引至需要冷却的发动机构件来完成。当冷却涡轮时，冷却空气可穿过涡轮导叶的内部。

[0003] 一种冷却途径在于将压缩机空气发送穿过涡轮导叶的内部，其中冷却空气可接着进入转子以冷却转子的部分。从系统抽取空气以冷却构件降低了发动机效率，因为该冷却流不在其绕过的上游涡轮级上生成功。为了以高效率操作涡轮，则合乎需要的是，减少将构件保持在可接受的温度水平内所需的冷却流，并且因此强制以最有效方式使用冷却空气。

发明内容

[0004] 在一个方面中，实施例涉及一种燃气涡轮喷嘴节段，其包括外带和内带，以及在外带与内带之间延伸的至少一个导叶。前轨道、中轨道以及后轨道从外带延伸，并且限定在前轨道与中轨道之间的前腔，以及在中轨道与后轨道之间的后腔。位于前腔内并且与外带间隔以将前腔分成前冷却空气室(在前冲击挡板的径向外侧)和前冲击室(在前冲击挡板的径向内侧)的前冲击挡板包括冲击孔，该冲击孔形成在冲击挡板中，以流体地联接前冷却空气室和前冲击室。位于后腔内并且与外带间隔以将后腔分成后冷却空气室(在后冲击挡板的径向外侧)和后冲击室(在后冲击挡板的径向内侧)的后冲击挡板包括冲击孔，该冲击孔形成在冲击挡板中，以流体地联接后冷却空气室和后冲击室。穿过中轨道的中轨道孔口将前冲击室流体地联接于后冷却空气室，其中引入到前冷却空气室中的冷却空气穿过前冲击挡板的冲击孔到前冲击室中，接着穿过中轨道孔口至后冷却空气室，并且接着穿过后冲击挡板的冲击孔到后冲击室中。

[0005] 在另一个方面中，实施例涉及一种冷却燃气涡轮喷嘴节段的方法，该燃气涡轮喷嘴节段具有内带、外带以及在内带与外带之间延伸的至少一个导叶，该方法包括：将冷却空气供应穿过位于外带的前部分上方的前冲击挡板，以限定到外带的前部分上的前冲击流；以及将前冲击流供应穿过位于外带的后部分上方的后冲击挡板，以限定在外带的后部分上的后冲击流。

[0006] 技术方案1. 一种燃气涡轮喷嘴节段，其包括：

[0007] 外带；

[0008] 内带；

[0009] 至少一个导叶，其在所述外带与所述内带之间延伸；

[0010] 前轨道、中轨道以及后轨道，它们从所述外带延伸，并且限定在所述前轨道与所述中轨道之间的前腔，以及在所述中轨道与所述后轨道之间的后腔；

[0011] 前冲击挡板，其位于所述前腔内并且与所述外带间隔，以将所述前腔分成在所述前冲击挡板的径向外侧的前冷却空气室以及在所述前冲击挡板的径向内侧的前冲击室，其中冲击孔形成在所述冲击挡板中，以流体地联接所述前冷却空气室和所述前冲击室；

[0012] 后冲击挡板，其位于所述后腔内并且与所述外带间隔，以将所述后腔分成在所述后冲击挡板的径向外侧的后冷却空气室以及在所述后冲击挡板的径向内侧的后冲击室，其中冲击孔形成在所述后冲击挡板中，以流体地联接所述后冷却空气室和所述后冲击室；以及

[0013] 中轨道孔口，其穿过所述中轨道并且将所述前冲击室流体地联接于所述后冷却空气室；

[0014] 其中引入到所述前冷却空气室中的冷却空气穿过所述前冲击挡板的所述冲击孔到所述前冲击室中，接着穿过所述中轨道孔口至所述后冷却空气室，并且接着穿过所述后冲击挡板的所述冲击孔到所述后冲击室中。

[0015] 技术方案2. 根据技术方案1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括将所述后冲击室流体地联接于所述导叶的内部的后冷却空气通路，其中所述冷却空气通过所述后冷却空气通路离开所述后冲击室。

[0016] 技术方案3. 根据技术方案2所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括将所述前冷却空气室流体地联接于所述导叶的所述内部的前冷却空气通路。

[0017] 技术方案4. 根据技术方案3所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括流体地联接于所述前冷却空气通路的前导叶通路，以及流体地联接于所述后冷却空气通路的后导叶通路。

[0018] 技术方案5. 根据技术方案4所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括位于所述前导叶通路内的前冲击插入件。

[0019] 技术方案6. 根据技术方案4所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述前导叶通路或后导叶通路中的至少一个延伸穿过所述内带。

[0020] 技术方案7. 根据技术方案1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述外带终止于周向侧部中，并且条密封件位于所述周向侧部上。

[0021] 技术方案8. 根据技术方案1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，压缩密封件沿着所述前轨道和所述后轨道提供。

[0022] 技术方案9. 根据技术方案8所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述压缩密封件包括M-密封件、W-密封件，或C-密封件中的至少一种。

[0023] 技术方案10. 根据技术方案1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述燃气涡轮喷嘴节段还包括多个燃气涡轮喷嘴节段，其周向地布置成形成燃气涡轮喷嘴组件。

[0024] 技术方案11. 根据技术方案1所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述前冲击挡板和所述后冲击挡板中的至少一个包括具有底部以及从所述底部向上延伸的外周壁的盆，其中所述冲击孔至少形成在所述底部中。

[0025] 技术方案12. 根据技术方案11所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，所述前冲击挡板和所述后冲击挡板两者包括盆。

[0026] 技术方案13. 根据技术方案11所述的燃气涡轮喷嘴节段，其特征在于，开口形成在所述外周壁中，与所述中轨道孔口对准。

[0027] 技术方案14. 一种冷却燃气涡轮喷嘴节段的方法，所述燃气涡轮喷嘴节段具有内带、外带以及在所述内带与所述外带之间延伸的至少一个导叶，所述方法包括：

[0028] 将冷却空气供应穿过位于所述外带的前部分上方的前冲击挡板，以限定到所述外带的所述前部分上的前冲击流；以及

[0029] 将所述前冲击流供应穿过位于所述外带的后部分上方的后冲击挡板，以限定在所述外带的所述后部分上的后冲击流。

[0030] 技术方案15. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述前冲击流供应穿过使所述外带的所述前部分和所述后部分分开的中轨道中的孔口。

[0031] 技术方案16. 根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述前冲击流和所述后冲击流中的至少一个供应穿过所述外带且到所述导叶的内部中。

[0032] 技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其特征在于，所述前冲击流和所述后冲击流中的至少一个为所述后冲击流。

[0033] 技术方案18. 根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述前冲击流和所述后冲击流中的至少一个从所述导叶的内部供应穿过所述内带中的孔口或穿过所述导叶中的冷却孔。

[0034] 技术方案19. 根据技术方案14所述的方法，其特征在于，将冷却空气供应穿过所述前冲击挡板包括在所述前冲击挡板上方供应冷却空气。

[0035] 技术方案20. 根据技术方案19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述后冲击挡板上方供应冷却空气，其在穿过所述后冲击挡板之前与所述前冲击流混合。

附图说明

[0036] 在附图中：

[0037] 图1为根据第一实施例的用于飞行器的燃气涡轮发动机的示意性截面图。

[0038] 图2为导叶节段的透视图。

[0039] 图3为图2的导叶节段的另一透视图。

[0040] 图4为图2的导叶节段的分解图。

[0041] 图5为导叶组件的外侧缘的侧视图。

[0042] 图6为图4的冷却回路图。

[0043] 图7为描绘冷却燃气涡轮喷嘴节段的方法的流程图。

[0044] 部件列表

[0045] 10发动机

[0046] 12中心线

[0047] 14前

[0048] 16后

[0049] 18风扇区段

[0050] 20风扇

[0051] 22压缩机区段

[0052] 24 LP压缩机

[0053] 26 HP压缩机

[0054] 28燃烧区段

[0055] 30燃烧器

[0056] 32涡轮区段

[0057] 34 HP涡轮

[0058] 36 LP涡轮

[0059] 38排气区段

[0060] 40风扇壳体

[0061] 42风扇叶片

[0062] 44芯部

[0063] 46芯部壳体

[0064] 48 HP转轴

[0065] 50 LP转轴

[0066] 51转子

[0067] 52 HP压缩机级

[0068] 53盘

[0069] 54 HP压缩机级

[0070] 56 LP压缩机叶片

[0071] 58 HP压缩机叶片

[0072] 60 LP压缩机导叶

[0073] 62 HP压缩机导叶

[0074] 64 HP涡轮级

[0075] 66 LP涡轮级

[0076] 68 HP涡轮叶片

[0077] 70 LP涡轮叶片

[0078] 72 HP涡轮导叶

[0079] 74 LP涡轮导叶

[0080] 76加压的周围空气

[0081] 100喷嘴节段

[0082] 102喷嘴

[0083] 106前缘

[0084] 108后缘

[0085] 109冷却孔

[0086] 112根部

[0087] 116内带

[0088] 118外带

[0089] 120内部

[0090] 122前导叶通路

[0091] 123后冷却空气通路

[0092] 124冲击插入件

[0093] 126前轨道

[0094] 128中轨道

[0095] 130后轨道

[0096] 132周向侧部

[0097] 134前腔

[0098] 136后腔

[0099] 138前冲击挡板

[0100] 139前冷却空气通路

[0101] 140后冲击挡板

[0102] 142底部

[0103] 143后冲击室

[0104] 144外周壁

[0105] 145中轨道孔口

[0106] 146冲击孔

[0107] 147孔口

[0108] 148前冷却室

[0109] 150前冲击室

[0110] 152后冷却室

[0111] 154后导叶通路

[0112] 156开口

[0113] 158 M-密封件

[0114] 160 W-密封件

[0115] 162 C-密封件

[0116] 164条密封件

[0117] 166上开口

[0118] 168上部分

[0119] 200冷却回路

[0120] 202高压区域

[0121] 204低压区域

[0122] A 冷却空气

[0123] A1 冷却空气的第一部分

[0124] A2 冷却空气的前第二部分

[0125] A3 冷却空气的后第二部分

[0126] B 前冲击流

[0127] C 后冲击流

[0128] D 中轨道孔口流

[0129] E 后导叶通路空气流

[0130] F 在后冲击流。

具体实施方式

[0131] 本发明的描述的实施例涉及关于特别是在燃气涡轮发动机中的构件冷却的系统、方法以及其它装置，并且更具体而言，涉及冷却燃气涡轮发动机的涡轮区段的构件。出于图示的目的，本发明将利用用于涡轮区段的导叶节段的特定构件实例关于飞行器燃气涡轮发动机描述。然而，将理解的是，本发明并未如此受限，并且可在非飞行器应用(如，其它移动应用以及非移动工业、商业和住宅应用)中具有普遍适用性。其还将具有关于燃气涡轮发动机的其它构件的适用性。

[0132] 图1为用于飞行器的燃气涡轮发动机10的示意性截面图。发动机10具有从前14延伸至后16的大体上沿纵向延伸的轴线或发动机中心线12。发动机10包括成下游串流关系的包括风扇20的可选风扇区段18、包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26的可选压缩机区段22、包括燃烧器30的燃烧区段28、包括HP涡轮34和LP涡轮36的涡轮区段32，以及排气区段38。

[0133] 可选风扇区段18包括包绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括绕着发动机中心线12沿径向设置的多个风扇叶片42。HP压缩机26、燃烧器30以及HP涡轮34形成生成燃烧气体的发动机10的芯部44。芯部44由可与风扇壳体40联接的芯部壳体46包绕。

[0134] 绕着发动机10的发动机中心线12同轴地设置的HP轴或转轴48将HP涡轮34传动地连接于HP压缩机26。绕着发动机10的发动机中心线12同轴地设置在较大直径的环形HP转轴48内的LP轴或转轴50将LP涡轮36传动地连接于可选LP压缩机24和可选风扇20，或者在涡轮螺旋桨或涡轮轴发动机的情况下连接于功率抽取界面。安装于转轴48,50中的任一个或两者且与其一起旋转的发动机10的部分还被单独地或共同地称为转子51。

[0135] LP压缩机24和HP压缩机26分别包括多个压缩机级52,54，其中一组压缩机叶片58关于对应的一组静止压缩机导叶60,62旋转，以压缩穿过级的流体流或使其加压。在单个压缩机级54中，多个压缩机叶片58可以以环提供，并且可关于发动机中心线12从叶片平台沿径向向外延伸至叶片末端，同时对应的静止压缩机导叶62定位在旋转叶片58下游并且邻近于其。注意的是，图1中示出的叶片、导叶以及压缩机级的数量仅出于说明性目的选择，并且其它数量为可能的。用于压缩机的级的叶片58可安装于盘53，盘53安装于HP转轴48和LP转轴50中的对应一个，其中各个级具有其自身的盘53。导叶62以绕着转子51的周向布置安装于芯部壳体46。

[0136] HP涡轮34和LP涡轮36分别包括多个涡轮级64,66，其中一组涡轮叶片68,70关于对应的一组静止涡轮导叶72,74(也称为喷嘴)旋转，以从穿过级的流体流抽取能量。在单个涡轮级64中，多个涡轮叶片68可以以环提供，并且可关于发动机中心线12从叶片平台沿径向向外延伸至叶片末端，同时对应的静止涡轮导叶72,74定位在旋转叶片68,70上游并且邻近于其。静止涡轮导叶72,74可为周向布置的节段，其通常被称为喷嘴节段或导叶节段，其中各个节段具有一个或更多个导叶72,74，并且最常见地构造为成对导叶72,74。注意的是，图1中示出的叶片、导叶以及涡轮级的数量仅出于说明性目的选择，并且其它数量为可能的。

[0137] 在操作中，旋转风扇20将周围空气供应至LP压缩机24，LP压缩机24接着将加压的周围空气供应至HP压缩机26，HP压缩机26进一步使周围空气加压。来自HP压缩机26的加压空气在燃烧器30中与燃料混合并且点燃，由此生成燃烧气体。一些功由HP涡轮34从这些气体抽取，HP涡轮34驱动HP压缩机26。燃烧气体排放到LP涡轮36中，LP涡轮36抽取附加的功以驱动LP压缩机24，并且排出气体最终经由排气区段38从发动机10排放。LP涡轮36的驱动驱动了LP转轴50以使风扇20和LP压缩机24旋转。

[0138] 由风扇20供应的周围空气中的一些可绕过发动机芯部44，并且用于发动机10的部分，尤其是热部分的冷却，并且/或者用于冷却飞行器的其它方面或向其供能。在涡轮发动机的背景下，发动机的热部分通常在燃烧器30下游，尤其是涡轮区段32，其中HP涡轮34为最热部分，因为HP涡轮34直接在燃烧区段28下游。冷却流体的其它源可为但不限于从LP压缩机24或HP压缩机26排放的流体。

[0139] 参照图2，详细地示出用于HP涡轮34的喷嘴节段100。喷嘴节段包括一对导叶72,74，它们共同地限定被称为喷嘴102的在其间的间隙。多个喷嘴节段100可沿周向布置，以形成燃气涡轮喷嘴组件。导叶72确定形状为翼型件本体，其中导叶72具有前缘106和后缘108(图5)。导叶72从根部112沿径向跨越至末端(未示出)，其中根部112安装于内带116，并且末端(未示出)安装于外带118。导叶72具有内部120，前导叶通路122设置在内部120中，前导叶通路122包括将外带118流体地联接于内带116的前冲击插入件124。外带118包括从外带沿径向延伸的前轨道126、中轨道128，以及后轨道130，它们终止于包括后侧壁和前侧壁两者的周向侧部132中。前轨道126和中轨道128限定具有四边形形状的前腔134，其从前轨道126沿轴向延伸至中轨道128。中轨道128和后轨道130限定后腔136，其在后侧壁132之间平行于前腔134延伸。前冲击挡板138位于前腔134中，并且后冲击挡板140位于后腔136内。前冲击挡板138还包括前冷却空气通路139，其将前腔134流体地联接于导叶62的内部120。

[0140] 图3特征为后冲击挡板140从后腔136除去，露出后冷却空气通路123，其中冷却空气通过后冷却空气通路123离开后冲击室143，后冷却空气通路123借助于后导叶通路(图5)联接于导叶内部120。中轨道128中的孔口145从该透视图也能够看见。

[0141] 图4为更清楚地示出前冲击挡板138和后冲击挡板140的喷嘴节段100的分解图。前冲击挡板138和后冲击挡板140中的至少一个包括具有底部142以及从底部142向上延伸的外周壁144的盆，其中冲击孔146至少形成在底部142中。冲击孔146在前冲击挡板138和后冲击挡板140中通过通道形成。内带116可包括孔口147，其包括用于前导叶通路122或后导叶通路(图5)的出口，以使前导叶通路122和后导叶通路(图5)中的至少一个可延伸穿过内带116。

[0142] 如可在图5中看到的，前冲击挡板138与外带118间隔，以便将前腔134分成在前冲击挡板138的径向外侧的前冷却空气室148以及在前冲击挡板138的径向内侧的前冲击室150。同样地，后冲击挡板140与外带118间隔，以便将后腔136分成在后冲击挡板140的径向外侧的后冷却空气室152以及在后冲击挡板140的径向内侧的后冲击室143。后导叶通路154将后冲击室流体地联接于导叶的内部120。冲击孔146将前冷却空气室148和后冷却空气室
152两者流体地联接于前冲击室150和后冲击室143。

[0143] 穿过中轨道128的孔口145流体地联接前腔134和后腔136。开口156形成在后冲击挡板140的外周壁144中，与中轨道孔口145对准，以将前冲击室150流体地联接于后冷却空气室152。

[0144] 包括M-密封件158、W-密封件160，或C-密封件162中的至少一种的压缩密封件沿着前轨道126和后轨道130提供。包括条密封件164的滑动节段位于前腔134和后腔136两者的周向侧部132上。这些密封件一起有助于通过最小化穿过在相邻喷嘴节段之间和在喷嘴节段与支承的前和后结构之间的界面的泄漏流来保持腔148,150,152加压。

[0145] 如图2,3和4中示出的，应当理解的是，在喷嘴节段100示为包括导叶72、内带116、外带118、插入件124、前和后冲击盆时，喷嘴节段100可包括更少或更多构件。

[0146] 图6描绘包括用于前冲击腔134和后冲击腔136内的前部和后部两者的冷却空气通路的冷却回路200。存在于喷嘴节段100内的压力变化引起空气从更高压力区域202流动至更低压力区域204。绕过燃烧区段28的来自风扇20的冷却空气A首先从前冲击腔134和后冲击腔136两者上方进入，其中冷却空气的第一部分A1直接地行进穿过前冲击腔134到前冲击插入件124中。冷却空气的第二部分A2和A3分别行进穿过前冲击挡板138和后冲击挡板140，其中冲击孔146引起从前冷却空气室148和后冷却空气室152至前冲击室150和后冲击室143的前冲击流B和后冲击流C。前冲击室150中的在后冲击空气中的一些接着行进D穿过中轨道孔口145，并且在行进穿过后冲击挡板140中的冲击孔146之前与冷却空气A3混合。在离开后冷却空气室中的冲击孔146时，空气流E行进穿过后导叶通路123至内带116中的孔口147，允许冷却发动机的另外的区域。空气流E的一部分还可朝后缘108引导穿过冷却孔109，用于冷却导叶62。尽管未示出，但来自前冲击挡板144的在后冲击流F也可引导到导叶72的内部120中。

[0147] 现在转向图7，冷却燃气涡轮喷嘴节段的方法300描述为首先在前冲击挡板138上方以及在后冲击挡板140上方供应302冷却空气A。在304处，冷却空气A2供应至前冲击挡板，接着穿过前冲击挡板138的冲击孔146，限定到外带118的前部分上的前冲击流B。前冲击流的一部分D接着通过中轨道孔口145供应至后冲击挡板140，其中在306处，前冲击流的一部分D在穿过后冲击挡板140之前与在后冲击挡板140上方供应的冷却空气A3混合，限定到308外带118的后部分上的后冲击流C。

[0148] 前冲击流B和后冲击流C中的至少一个行进穿过310外带118且到导叶72的内部120中。最后，该方法包括将前冲击流和后冲击流中的至少一个从导叶72的内部120供应312穿过内带116中的孔口147。后冲击室143中的空气的一部分还流动穿过后导叶通路154，并且接着通过在导叶72的后缘108附近钻到导叶72中的冷却孔109离开，以冷却后缘108。

[0149] 周向流存在于前腔134的上部分168中。该周向流不受盆阻塞，并且自由流动穿过前腔134的周向侧部132中的上开口166。

[0150] 随着新一代涡轮螺旋桨/涡轮喷气发动机努力获得更高的性能增益(更少的表面膜冷却，减少的重量)，涡轮喷嘴看见用于冷却喷嘴节段带和翼型件的分配的冷却空气在减少，以便替代地使用该空气以生成涡轮功。同时，相同的涡轮把更热的发动机循环作为目标。这给设计仍可满足苛刻的构件要求的喷嘴节段提出增加的压力。该提出的解决方案描述了设计，该设计目的在于最大化在分段的涡轮喷嘴的外带上的分配的冷却空气的利用，同时最小化构件重量和零件数量而优于常规设计。

[0151] 公开的设计最大化分配的节段冷却流的利用，以冷却喷嘴外带，连同提供重量减轻的安装系统、简化的组件和降低的发动机成本。

[0152] 公开的设计允许在用于冷却带/翼型件的不同区中的冷却流的可调谐性，由此允许在最小化所需的冷却流方面的更多的灵活性，这可转化成燃料消耗率减少。此外，对于具有有限空间的定子系统，该设计提供优于传统设计的更紧凑且更轻的解决方案。

[0153] 应当认识到的是，公开的设计的应用不限于具有风扇和增压器区段的涡轮发动机，而是还可应用于涡轮喷气和涡轮螺旋桨发动机。

[0154] 该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使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并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
燃气涡轮发动机-专利编号CN110345512A	2020-05-11	769
燃气涡轮发动机-专利编号CN106870165B	2020-05-11	633
燃气涡轮发动机-专利编号CN108474559A	2020-05-12	282
燃气涡轮发动机-专利编号CN106870202B	2020-05-11	212
燃气涡轮发动机-专利编号CN108463637A	2020-05-13	1086
燃气涡轮发动机-专利编号CN107916994A	2020-05-13	1049
燃气涡轮发动机-专利编号CN103133141A	2020-05-13	1004
燃气涡轮发动机-专利编号CN109838307A	2020-05-12	898
燃气涡轮发动机-专利编号CN109424471A	2020-05-12	859
燃气涡轮发动机-专利编号CN109838308A	2020-05-11	773

具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机

具有冷却的喷嘴节段的燃气涡轮发动机

背景技术

发明内容

附图说明

具体实施方式

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式