翼型件冷卻回路制造技術

一種翼型件冷卻回路包括沖擊冷卻回路和蛇形冷卻回路。在燃氣渦輪發動機中使用的翼型件，翼型件具有冷卻回路，其包括沖擊冷卻回路和蛇形冷卻回路。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】一種翼型件冷卻回路包括沖擊冷卻回路和蛇形冷卻回路。在燃氣渦輪發動機中使用的翼型件，翼型件具有冷卻回路，其包括沖擊冷卻回路和蛇形冷卻回路。【專利說明】翼型件冷卻回路
本文中所描述的技術總體上涉及翼型件的冷卻回路，并且更具體地涉及在燃氣渦 輪發動機的渦輪翼型件中使用的這種冷卻回路。
技術介紹
很多燃氣渦輪發動機組件都在旋轉翼型件（比如高壓或低壓渦輪葉片）和/或非 旋轉靜止翼型件（比如高壓或低壓渦輪噴嘴）中包括冷卻回路。 在運行期間，相對較冷的空氣被供給翼型件，以保持制造翼型件的材料的溫度低 于熔化溫度或軟化溫度。通常翼型件通過沖擊回路或蛇形回路被冷卻，在前者中沖擊后的 空氣沿軸向流出翼型件，在后者中流動方向主要是徑向且通過強制對流進行冷卻。 仍然需要以一種穩定可靠且經濟的方式為翼型件提供冷卻的改善的冷卻回路。
技術實現思路
在一方面，翼型件冷卻回路包括沖擊冷卻回路和蛇形冷卻回路。 在另一方面，在燃氣渦輪發動機中使用的翼型件具有包含沖擊冷卻回路和蛇形冷 卻回路的冷卻回路。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是示例性燃氣渦輪發動機組件的截面圖； 圖2是具有示例性冷卻回路的翼型件的透視圖； 圖3是圖2的翼型件沿3-3線的截面圖； 圖4是圖2的翼型件的截面正視圖； 圖5是圖2的翼型件的類似于圖3的局部放大截面圖；以及 圖6是圖2的翼型件的類似于圖4的局部放大正視圖。 【具體實施方式】 圖1是具有縱軸線11的示例性燃氣渦輪發動機組件10的截面示意圖。燃氣渦輪 發動機組件10包括風扇組件12和核心燃氣渦輪發動機13。核心燃氣渦輪發動機13包括 高壓壓縮機14、燃燒器16和高壓渦輪18。在示例性實施例中，燃氣渦輪發動機組件10還 包括低壓渦輪20、多級增壓壓縮機32和基本上限定增壓器32的分流器34。 風扇組件12包括從轉子盤26沿徑向向外延伸的成陣列的風扇葉片24,其前部由 流線形轂蓋25封閉。燃氣渦輪發動機組件10具有進氣側28和排氣側30。風扇組件12、 增壓器22和渦輪20通過第一轉子軸11連在一起，壓縮機14和渦輪18通過第二轉子軸22 連在一起。 在運行中，空氣流過風扇組件12,并且空氣流的第一部分50被引導通過增壓器 32。增壓器32排出的壓縮空氣被引導通過壓縮機14,在壓縮機14中，空氣流被進一步壓 縮，并被輸送給燃燒器16。來自燃燒器16的熱的燃燒產物（圖1中未示出）被用于驅動渦 輪18和20,并且渦輪20被用于通過軸21驅動風扇組件12和增壓器32。燃氣渦輪發動機 組件10可在設計運行條件和非設計運行條件之間的運行條件范圍內運行。 從風扇組件12排出的空氣流的第二部分52被引導通過旁通管道40,從而使一部 分來自風扇組件12的空氣流從核心燃氣渦輪發動機13的周圍繞過。更具體地，旁通管道 40在風扇外殼或護罩36與分流器34之間延伸。所以，來自風扇組件12的空氣流的第一部 分50被引導通過增壓器32,然后如上所述的那樣進入壓縮機14,并且來自風扇組件12的 空氣流的第二部分52被引導通過旁通管道40從而例如為飛行器提供推力。分流器34將 輸入空氣流分別分為第一部分50和第二部分52。燃氣渦輪發動機組件10還包括風扇框架 組件60,從而為風扇組件12提供結構支撐，并且其還被用于將風扇組件12連接到核心燃氣 渦輪發動機13上。 風扇框架組件60包括在徑向外側安裝凸緣和徑向內側安裝凸緣之間基本上沿徑 向延伸的多個出口導葉70,所述導葉在旁通管道40內沿周向間隔開。風扇框架組件60還 可以包括被連接在徑向外側安裝凸緣和徑向內側安裝凸緣之間的多個支柱。在一個實施例 中，風扇框架組件60制造成弧形節段，其中凸緣被連接到出口導葉70和支柱上。在一個實 施例中，出口導葉和支柱被共軸地連接在旁通管道40內。可選地，出口導葉70可以在旁通 管道40內被連接在支柱下游。 風扇框架組件60是被用于保持各種部件在燃氣渦輪發動機組件10內的定向的燃 氣渦輪發動機組件10的多種框架和支撐組件之一。更具體地，所述框架和支撐組件與靜止 部件互相連接并提供轉子承載支撐。風扇框架組件60在旁通管道40內被連接在風扇組件 12的下游，從而使出口導葉70和支柱圍繞風扇組件12的出口沿周向間隔開，并延伸穿過從 風扇組件12排出的空氣流路徑。 圖2示出了適合用于燃氣渦輪發動機10的渦輪之一（高壓渦輪18或低壓渦輪 20)中的示例性翼型件80。在圖2所示實施例中，翼型件80被配置用作靜止翼型件，比如 渦輪噴嘴或導葉。 如圖3-6所示，圖2的翼型件80設有組合了前述兩種單獨的類型的回路的翼型件 冷卻回路81。所述兩種回路通過以下方式被采用，在翼型件80的前緣86附近的腔85中使 用沖擊插件84 (參見圖3和5)以形成沖擊冷卻回路82,并且翼型件80的其余部分采用沖 擊后空氣通過蛇形回路83冷卻（參見圖4)，沖擊后空氣是傳送通過沖擊冷卻回路82后留 在翼型件80中的冷卻空氣。插件84在前緣腔85的前部被定尺寸和定位成使得沖擊后空 氣被沿著腔85的后肋89引導，因此使沖擊冷卻的交叉流動效果最小化。沖擊冷卻空氣通 過多個沖擊冷卻孔100離開插件84,所述沖擊冷氣孔被定尺寸、定形和定位成引導沖擊空 氣撞擊翼型件80的前緣86附近的腔85的內表面。 輸入冷卻空氣90先經過在翼型件80的末梢92附近的插件84中的入口進入翼型 件80,然后沿徑向向內朝著翼型件80的末梢93流動。冷卻回路81通過收集在插件84后 面的徑向通道94中的沖擊冷卻回路82中的從翼型件80的末梢92沿徑向流到轂93的前 緣沖擊后空氣來起作用（參見圖6)。若干個馬蹄形肋（未示出）可以被可選地添加到翼 型件80的前緣86的內表面上，從而產生通道，所述通道沿軸向將沖擊后空氣引入徑向通道 94,并限制空氣在腔85內的徑向流動。部分沖擊前冷卻空氣通過孔97被向外引導，從而形 成用于轉子吹掃或其他期望用途的沖擊前冷卻空氣流96。 在轂附近，沖擊后空氣轉彎進入蛇形回路83的第一通路（參見圖4)。沖擊冷卻回 路81和蛇形冷卻回路83是處于流體連通的，且冷卻空氣從沖擊冷卻回路81流到蛇形冷卻 回路83。在蛇形回路83中有任意數量的腔，因此在翼型件內部中形成蛇形或曲折路徑，從 而引導冷卻空氣以接觸各種內表面的方式通過翼型件。在圖3所示的實施例中，蛇形回路 83具有三個腔（算上通道94)，產生兩個180度的流向變化。在圖4所示的實施例中，蛇形 回路83具有四個腔（算上通道94)，產生三個180度的流向變化。在最靠近翼型件80的后 緣99的最后一個徑向流動腔中，空氣要么經過交叉孔97流到給后緣槽或孔98供料的收集 腔87 (如圖3所示），要么直接給槽98供料（如圖4所示），要么配合其他后緣冷卻結構使 用。在翼型件80的轂93或末梢92處可以增加更新（refresher)孔91 (參見圖4)，從而將 來自冷卻劑源的更冷的空氣以及額外流加入蛇形冷卻回路83的部分中。膜孔可以被設置 在蛇形回路的末端處，從而促進更多的流通過末端部分并保持回路內部的對流冷卻。 本文所描述的和在實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種翼型件冷卻回路，包括：沖擊冷卻回路；以及蛇形冷卻回路。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·P·布勒，M·S·艾倫，D·E·德默斯，R·F·曼寧，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US