[发明专利]具有膜冷却的发动机构件

说明书

一种发动机构件可包括邻近于冷却流(C)的冷却表面(122)和邻近于热流体流(H)的热表面(124)。构件可包括壁(120)，其将热流(H)和冷却流(C)分开，限定冷却表面(122)和热表面(124)，并且具有设置在壁(120)中的多个膜孔(150)。至少一个湍流器(130)和至少一个膜孔入口(152)可设置在冷却表面(122)上。湍流器(130)和入口(152)可布置成将稳定冷却流体流(C)提供至膜孔(150)。一个布置可包括使膜孔入口(152)与湍流器(130)间隔至少两个湍流器高度(136)。

背景技术

涡轮发动机，以及具体而言燃气或燃烧涡轮发动机是旋转发动机，其从在包括成对的旋转叶片和静止导叶的一系列压缩机级中穿过发动机、穿过燃烧器并且接着到许多涡轮叶片上的燃烧气体流抽取能量。燃气涡轮发动机用于陆地和海上运动和发电，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。

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，冷却通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机输送至需要冷却的发动机构件来实现。高压涡轮中的温度为大约1000℃到2000℃，并且来自压缩机的冷却空气为大约500℃到700℃。尽管压缩机空气为高温，但其相对于涡轮空气较冷，并且可用于冷却涡轮。

邻近于冷却流的表面上的湍流器用作热冷却特征，然而湍流器趋于在冷却流穿过它们或在它们之上经过时生成不稳定或旋涡的空气流，这可破坏取决于冷却流体流的附加冷却特征。

发明内容

在一方面，一种用于燃气涡轮发动机(其生成热燃烧气流并且提供冷却流体流)的发动机构件包括壁，其将热燃烧气流与冷却流体流分开，并且具有连同热气体路径中的热燃烧气流的热表面，以及面对冷却流体流的冷却表面。发动机构件还包括至少一个湍流器，其远离冷却表面延伸，以限定湍流器高度和面对冷却流体流的前部和背对冷却流体流的后部。发动机构件还包括至少一个膜孔，其具有设在冷却表面上的入口、设在热表面上的出口，以及连接入口和出口的通路，其中入口与湍流器间隔在至少两个湍流器高度内。

在另一方面，一种冷却燃气涡轮发动机的构件内的腔的方法包括将空气引导到位于膜孔的入口下游的湍流器的两个高度内的入口中。

在又一方面，一种用于燃气涡轮发动机(其生成热燃烧气流并且提供冷却流体流)的发动机构件包括壁，其将热燃烧气流与冷却流体流分开，并且具有连同热气体路径中的热燃烧气流的热表面，以及面对冷却流体流的冷却表面，以及形成在冷却表面中的沿流动方向延伸的通道。发动机构件还包括多个湍流器，其位于通道内并且远离冷却表面延伸，以限定湍流器高度，以及面对冷却流体流的前部和背对冷却流体流的后部，以及多个膜孔，其具有设在冷却表面上的入口、设在热表面上的出口，以及连接入口和出口的通路。入口中的至少一个在湍流器中的一个的上游位于至少两个湍流器高度内。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，并且提供冷却流体流，所述发动机构件包括：

壁，其将所述热燃烧气流与所述冷却流体流分开，并且具有连同热流动路径中的所述热燃烧气流的热表面，以及面对所述冷却流体流的冷却表面；

至少一个湍流器，其远离所述冷却表面延伸，以限定湍流器高度，以及面对所述冷却流体流的前部和背对所述冷却流体流的后部；

至少一个膜孔，其具有设置在所述冷却表面上的入口、设在所述热表面上的出口，以及连接所述入口和所述出口的通路；并且

其中所述入口与所述至少一个湍流器间隔。

技术方案2. 根据技术方案1所述的发动机构件，其特征在于，所述入口间隔在所述湍流器的至少两个湍流器高度内。