[其他]燃烧室/定叶片界面冷却方案

说明书

把冷却空气合理地引向轮叶前缘（３０），轮叶翼形部份和缘板（３２）交接处前方的驻点，便可以保持燃气涡轮发动机燃烧室的直接下游处的涡轮轮叶（２２）有较低温度。见图２Ａ。

本发明关于燃气轮机，它有燃烧室、定叶片以及和该些定叶片相近但又轴向地隔开的转子，该些定叶片各包括一个翼形部分和一个位于该翼形部分根部的缘板部分，该燃烧室包括导流衬片，其结构形式可以形成一条环形通道以把燃烧产物引向该些定叶片以进入它们之间，一个支撑结构包括一个薄片元件和该些导流衬片之一隔开着，在两者之间形成一条通道把冷却空气引向该些定叶片并吹遍该处的缘板部分，形成靠近该些缘板部分的较冷的边界层。

如众所周知，传递到第一级转子的燃烧产物在发动机中温度最高。同样为人所共知的是发动机的效率和这温度直接相关，温度越高，发动机的效率也越高。显然，在技术上要求温度能达到组成部件的最高容许限度，而自耐高温的合金问世以来，这种温度已达极高地步。

在某些发动机型中，由于提高温度，转子/燃烧室附近的组件经历局部高温造成烧蚀、挠曲和裂缝等问题。现在参照图1a来进行解释，图1a所示为双转子轴流型涡轮动力装置环形燃烧室的局部示意，这种型式的举例有如美国联合技术公司的pratt ＆ Whitney公司出品的型号JT9D，PW203和PW4000。该公司为本发明申请案的受让人。

如从图1a（先有技术）可见，内和外导流衬片10和12都和定叶片支架14和16适当连接，它们最后以熟知的方式连接在内套18和外套20上。从这个结构可以明确看到，内外导流衬片在喷气端被喇叭形物体，形成一个通道，把发动机的工作流体引入一列定叶片22（图中仅示一片）去对动叶片24冲击。在这种结构中以及如图1b明显表示的，图1b是图1A的一个投影图，图中箭头表示把发动机空气压缩机（图中未示）通过环形腔26供给的冷却空气送到定叶片部件的关键部位上去以保证这些部件能耐受酷劣的环境。

但是如图1A中箭头所示，和字母A所表示的过热点，这种设计上的问题是由定叶片前缘30排送的工作流体的高温高速造成的，结果转移到定叶片缘板32和34和燃烧室的后缘36上（箭头B所指的附近）。

美国专利4264272中公开的先有技术燃气轮机发动机具有上述的缺点，其中的冷却空气是通过一个环形通道排出，流过翼型缘板部分的。在先有技术燃气轮机发动机中的由高温、高速工作流体造成的过热点由定叶片的前缘转移到缘板。

本发明的目的是减少或消除在定叶片缘板和燃烧室后缘中的所述过热点。

为了达到此目的，按照本发明的燃气轮机发动机，其特征在于在该通道中放置着一个波纹形元件，它有交替隔开的封闭部分和开口通道，以把该冷却空气引过该些缘板部分，该些开口通道被放置成使冷却空气只直接冲击该些定叶片的前缘和该些缘板的交接处。

上述的问题的排除是通过把这些开口通道合适地放在导流片后缘以接受冷却空气，并使它分散地冲击相邻定叶片的前缘。这种冲击可以被引向定叶片的外侧或内侧，但一定要在定叶片前缘的工作流体的驻点上。把这高速空气直接喷射在定叶片前缘和定叶片缘板的交接处，定叶片前缘向燃气路径边缘排送的热燃气大量减少，甚至完全消灭，这样便可减少图中箭头B表示的涡流的形成。显然，这造成边界层有更低的燃气温度。此外，这些通道提供额外的热传递表面，提高热传递的对流系数，进一步冷却导流片后缘。

在实际试验中发现，在定叶片缘板和燃烧室后缘，过热点有相当大的减少。

燃气轮机发动机的一个实施例现参照附图来进行说明。

图1A是一个涡轮式动力装置的局部剖视图，表示燃烧室/定叶片组合的现有技术结构示例。

图1B是一个定叶片和燃烧室后缘的局部投影图，表示现有技术结构的问题。

图2A是和图1A相同的局部视图，但加入了本发明。

图2B是图2A的局部投影图。

图3是图2A中导流衬片后缘上的各通道的立体图。