[发明专利]翼型件冷却回路

说明书

技术领域

本文中所描述的技术总体上涉及翼型件的冷却回路，并且更具体地涉及在燃气涡轮发动机的涡轮翼型件中使用的这种冷却回路。

背景技术

很多燃气涡轮发动机组件都在旋转翼型件(比如高压或低压涡轮叶片)和/或非旋转静止翼型件(比如高压或低压涡轮喷嘴)中包括冷却回路。

在运行期间，相对较冷的空气被供给翼型件，以保持制造翼型件的材料的温度低于熔化温度或软化温度。通常翼型件通过冲击回路或蛇形回路被冷却，在前者中冲击后的空气沿轴向流出翼型件，在后者中流动方向主要是径向且通过强制对流进行冷却。

仍然需要以一种稳定可靠且经济的方式为翼型件提供冷却的改善的冷却回路。

发明内容

在一方面，翼型件冷却回路包括冲击冷却回路和蛇形冷却回路。

在另一方面，在燃气涡轮发动机中使用的翼型件具有包含冲击冷却回路和蛇形冷却回路的冷却回路。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机组件的截面图；

图2是具有示例性冷却回路的翼型件的透视图；

图3是图2的翼型件沿3-3线的截面图；

图4是图2的翼型件的截面正视图；

图5是图2的翼型件的类似于图3的局部放大截面图；以及

图6是图2的翼型件的类似于图4的局部放大正视图。

具体实施方式

图1是具有纵轴线11的示例性燃气涡轮发动机组件10的截面示意图。燃气涡轮发动机组件10包括风扇组件12和核心燃气涡轮发动机13。核心燃气涡轮发动机13包括高压压缩机14、燃烧器16和高压涡轮18。在示例性实施例中，燃气涡轮发动机组件10还包括低压涡轮20、多级增压压缩机32和基本上限定增压器32的分流器34。

风扇组件12包括从转子盘26沿径向向外延伸的成阵列的风扇叶片24，其前部由流线形毂盖25封闭。燃气涡轮发动机组件10具有进气侧28和排气侧30。风扇组件12、增压器22和涡轮20通过第一转子轴11连在一起，压缩机14和涡轮18通过第二转子轴22连在一起。

在运行中，空气流过风扇组件12，并且空气流的第一部分50被引导通过增压器32。增压器32排出的压缩空气被引导通过压缩机14，在压缩机14中，空气流被进一步压缩，并被输送给燃烧器16。来自燃烧器16的热的燃烧产物(图1中未示出)被用于驱动涡轮18和20，并且涡轮20被用于通过轴21驱动风扇组件12和增压器32。燃气涡轮发动机组件10可在设计运行条件和非设计运行条件之间的运行条件范围内运行。

从风扇组件12排出的空气流的第二部分52被引导通过旁通管道40，从而使一部分来自风扇组件12的空气流从核心燃气涡轮发动机13的周围绕过。更具体地，旁通管道40在风扇外壳或护罩36与分流器34之间延伸。所以，来自风扇组件12的空气流的第一部分50被引导通过增压器32，然后如上所述的那样进入压缩机14，并且来自风扇组件12的空气流的第二部分52被引导通过旁通管道40从而例如为飞行器提供推力。分流器34将输入空气流分别分为第一部分50和第二部分52。燃气涡轮发动机组件10还包括风扇框架组件60，从而为风扇组件12提供结构支撑，并且其还被用于将风扇组件12连接到核心燃气涡轮发动机13上。

风扇框架组件60包括在径向外侧安装凸缘和径向内侧安装凸缘之间基本上沿径向延伸的多个出口导叶70，所述导叶在旁通管道40内沿周向间隔开。风扇框架组件60还可以包括被连接在径向外侧安装凸缘和径向内侧安装凸缘之间的多个支柱。在一个实施例中，风扇框架组件60制造成弧形节段，其中凸缘被连接到出口导叶70和支柱上。在一个实施例中，出口导叶和支柱被共轴地连接在旁通管道40内。可选地，出口导叶70可以在旁通管道40内被连接在支柱下游。

风扇框架组件60是被用于保持各种部件在燃气涡轮发动机组件10内的定向的燃气涡轮发动机组件10的多种框架和支撑组件之一。更具体地，所述框架和支撑组件与静止部件互相连接并提供转子承载支撑。风扇框架组件60在旁通管道40内被连接在风扇组件12的下游，从而使出口导叶70和支柱围绕风扇组件12的出口沿周向间隔开，并延伸穿过从风扇组件12排出的空气流路径。

图2示出了适合用于燃气涡轮发动机10的涡轮之一(高压涡轮18或低压涡轮20)中的示例性翼型件80。在图2所示实施例中，翼型件80被配置用作静止翼型件，比如涡轮喷嘴或导叶。