[发明专利]涡轮发动机部件和冷却方法

说明书

一种用于涡轮发动机的部件，包括：主体，该主体具有壁，该壁将燃烧空气流动路径与冷却空气流动路径分离。该部件可以包括隔离室，该隔离室形成在冷却空气流动路径中。该部件还可以包括至少一个旋风分离器，该至少一个旋风分离器具有与冷却空气流动路径流体联接的冷却空气入口。

技术领域

本公开涉及一种涡轮发动机部件和冷却方法，更具体地说，利用旋风分离器来冷却发动机部件的方法。

背景技术

涡轮发动机，并且特别是燃气涡轮发动机或燃烧涡轮发动机，是从通过发动机的加压燃烧气体流中提取能量到旋转涡轮叶片上的旋转式发动机。

涡轮发动机通常被设计成在高温下操作以提高发动机效率。为在高温环境中的诸如翼型件之类的部件提供冷却措施是有益的，其中这种冷却措施可以在发动机操作期间减少这些部件上的材料磨损并提高结构稳定性。

冷却措施可包括来自压缩机的排出空气，该排出空气被引导至发动机中所需的位置。排出空气可用于在特定部件交界处提供吹扫空气流。优化排出空气的输送和覆盖进一步有助于提高发动机效率。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括芯，该芯包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段，该压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段在轴向上布置成限定穿过芯的燃烧空气流动路径；壳体，该壳体围绕芯；环形物，该环形物被限定在芯和壳体之间；冷却空气流动路径，该冷却空气流动路径穿过芯和壳体中的至少一个；隔离室，该隔离室形成在冷却空气流动路径中并且至少部分地与环流体隔离；以及旋风分离器，该旋风分离器具有与冷却空气流动路径流体联接的冷却空气入口、与隔离室流体联接的清洁空气出口和与冷却空气流动路径流体联接的扫气出口。

在另一方面，本公开涉及一种涡轮发动机部件，该部件包括主体，该主体具有壁，该壁将燃烧空气流动路径与冷却空气流动路径分离；隔离室，该隔离室形成在冷却空气流动路径中并且与冷却空气流动路径流体隔离；以及至少一个旋风分离器，该至少一个旋风分离器具有与冷却空气流动路径流体联接的冷却空气入口、与隔离室流体联接的清洁空气出口，以及扫气出口。

在另一方面，本公开涉及一种冷却涡轮发动机中的部件的方法。该方法包括经由涡轮发动机内通过环形物的冷却空气流动路径使脏冷却气流流经旋风分离器以限定清洁的冷却气流；经由旋风分离器的清洁空气出口将清洁的冷却气流收集在隔离室内，该隔离室至少部分地与环流体隔离；以及经由冷却空气通道使清洁的冷却气流从隔离室流至部件的内部。

附图说明

在附图中：

图1是用于飞行器的涡轮发动机的示意性横截面图。

图2是根据本文描述的各个方面的为轮叶组件的形式的图1的涡轮发动机中的一个部件的示意性侧视图。

图3是图2的轮叶组件的示意性侧视图，该轮叶组件包括空气冷却通道和用于从冷却空气中去除颗粒的旋风分离器。

图4是图2的轮叶组件的横截面视图，示出了冷却通道和旋风分离器的互连。

图5是根据本文描述的各个方面的图1的涡轮发动机的另一部件的示意侧视图，其为具有至少一个旋风分离器的轮叶组件的形式。

图6是图1的涡轮发动机的另一部件的示意性俯视图，其为具有带多个旋风分离器的带的另一轮叶组件的形式。

图7是图1的涡轮发动机的另一部件的示意性侧视图，其为具有带旋风分离器的挡板的另一轮叶组件的形式。

图8是图1的涡轮发动机的另一部件的示意性侧视图，其为带有旋风分离器的密封环的形式。

图9是图1的涡轮发动机的另一部件的示意性侧视图，其为喷嘴支撑结构的形式。

图10是图1的涡轮发动机的另一部件的示意性侧视图，其包括带有专用吊架的旋风分离器。