[发明专利]设置有叶片扇区和冷却回路的涡轮发动机

说明书

本发明涉及一种涡轮发动机，其包括至少一个定子叶片扇区(10)和流体分配回路(22)，该定子叶片扇区包括至少一个叶片(12)、流体入口(25a)、流体出口(25b)和通道(24a)，所述通道(24a)提供在流体入口与流体出口之间的流体连接，并至少部分地延伸到叶片(12)中，该叶片和该通道适于使热量在穿过通道的热流体与穿过叶片扇区的冷空气流之间进行热交换，该流体分配回路(22)具有供料管(22a)和回收管(22b)，该流体入口(25a)与供料管(22a)的分支开孔(23a)成流体连接，而该流体出口(25b)与回收管(22b)的分支开孔(23b)成流体连接。

技术领域

本发明涉及安装有冷却回路的涡轮机的领域，以及特别地但不排他地涉及一种用于冷却涡轮机的油的冷却回路。特别地，本发明涉及其中全部或部分地在涡轮机的定子叶片中进行热交换的冷却回路。

使用术语“涡轮机”来包括用于产生驱动力的任何燃气涡轮设备，所述设备尤其包括通过高速喷射热气体而提供推进所需的推力的涡轮喷气发动机，以及其中通过驱动轴的旋转而传递驱动力的涡轮轴发动机。例如，涡轮轴发动机用作直升机、船舶、火车中的发动机或实际上作为工业发动机。涡轮螺旋桨发动机(驱动螺旋桨的涡轮轴发动机)也是用作航空发动机的涡轮轴发动机。

背景技术

航空发动机的油回路执行两个任务，一个是润滑发动机的旋转部分，另一个是去除发动机内部发出的热量。已经存在各种类型的热交换器以便冷却油，由于效率的原因，所述油通常需要处于一不得超过预定温度的温度。

一些热交换器使用空气作为冷源。例如，专利文献WO 2013/150248A1描述了一种用于涡轮机的定子叶片，所述叶片由相对于彼此设置的多个部分构成，以便限定这些部分之间的气流通路。待冷却的油在各个叶片部分中形成的通道中流动。虽然令人满意，但该解决方案相对复杂。

此外，为了优化已知的冷却回路，特别地但不排他地期望减少油回路中的压头损失。

发明内容

本公开涉及一种涡轮机，所述涡轮机包括至少一个定子叶片扇区和流体分配回路，所述定子叶片扇区包括至少一个叶片、流体入口、流体出口和通道，所述通道在叶片中至少部分地延伸的同时提供在流体入口与流体出口之间的流体流动连接，该叶片和该通道适于当所述涡轮机运行时使热量能够在通过通道的热流体与通过定子叶片扇区的冷气流之间进行交换，流体分配回路具有至少一个进料管和至少一个与进料管不同的回收管，流体入口与进料管的分支开孔成流体流动连接，同时流体出口与回收管的分支开孔成流体流动连接。

举例说明，用于冷却的热流体是油。在这种情况下，进料管可以连接到涡轮机的润滑回路的泵，该泵被设计成将在润滑发动机的旋转部分之后被收集的热油排放到进料管中。回收管可以连接到润滑回路的罐，以便其在通过至少一个定子叶片扇区而被冷却后将油返回到罐中。

术语“定子叶片扇区”用于表示涡轮机的定子叶片组的一部分。该部分包括若干数量的叶片，并且举例说明但不一定地，其由板(也称为“平台”或“壁”)在内部和外部限定，该板沿着叶片组的圆周方向上延伸，并使叶片的内端或外端互连。叶片扇区中的叶片数量大于或等于一，并且少于或等于组中叶片的总数。

通常，在本公开中，轴向与涡轮机的转子的旋转轴线的方向对应，而径向是与该轴线垂直的方向。同样，轴向平面是包含转子的旋转轴线的平面，而径向平面是垂直于该轴线的平面。圆周方向对应于涡轮机的定子叶片组的圆周方向。

此外，除非有相反规定，否则形容词“内部的”和“外部的”或“内”和“外”相对于径向使用，使得元件的内部分(即，径向内部)比同一元件的外部分(即，径向外部分)更接近旋转轴线。

最后，除非有相反规定，否则“上游”和“下游”是相对于定子的叶片之间的流体(从上游到下游)的正常流动方向来定义的。