[發(fā)明專利]渦輪部件級、燃氣渦輪發(fā)動機及相關方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710074291.2
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107083997B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: R.S.班克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/00
• 分類號: F01D5/00;F01D9/02;B22C9/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;劉林華

本發(fā)明提供一種燃氣渦輪發(fā)動機，所述燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機部分、燃燒部分和渦輪部分。所述渦輪部分包括渦輪部件級，所述渦輪部件級包括多個渦輪部件，所述多個渦輪部件共同包括沿所述燃氣渦輪發(fā)動機的周向延伸的流動通道表面。所述流動通道表面部分限定所述燃氣渦輪發(fā)動機的核心氣流通道并且進一步限定沿所述周向的輪廓。所述輪廓的重復頻率小于渦輪部件的個數(shù)，以適應流過所述渦輪部分的熱氣層。

技術領域

本發(fā)明大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機中的熱氣通道的輪廓加工。

背景技術

燃氣渦輪發(fā)動機通常包括以彼此流體連通的方式布置的風扇和核心。此外，所述燃氣渦輪發(fā)動機的核心通常包括，以連續(xù)流的順序排列的壓縮機部分、燃燒部分、渦輪部分和排氣部分。操作中，空氣從風扇提供給壓縮機部分的入口，在該部分中，一個或多個軸流式壓縮機漸進地壓縮空氣，直到所述空氣到達燃燒部分。燃料在燃燒部分中與壓縮空氣混合并且燃燒，以提供燃燒氣體。所述燃燒氣體從燃燒部分流向渦輪部分。流過渦輪部分的燃燒氣體可驅動渦輪部分，然后經(jīng)由排放部分排出，例如，排放到空氣中。

所述燃燒部分通常包括多個獨立的燃料噴嘴。所述多個獨立的燃料噴嘴周向隔開，并且配置用于噴射燃料-空氣混合物以在燃燒室內(nèi)燃燒。盡管設計成沿周向構成大體同質的燃燒氣體混合物，但是每個燃料噴嘴下游位置的溫度通常高于其他周向位置(某些情況下稱為“熱氣層”)。

因此，該流體流入渦輪部分中時，熱氣層的溫度可能高于其他周向位置。為了確保渦輪部分內(nèi)的部件能夠承受熱氣層的溫度，渦輪部分內(nèi)的每個部件均設計并且制造成能夠適應這些熱氣層。但是，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這種方法可能導致渦輪部分內(nèi)的某些部件過度設計。

因此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)在工作期間，燃氣渦輪發(fā)動機內(nèi)部件相對于延伸穿過其中的熱氣層在渦輪部分內(nèi)的預期或實際位置來設計這些部件是有利的。具體來說，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)在工作期間，指定渦輪部件級內(nèi)的部件相對于延伸穿過渦輪部分的熱氣層的預期或實際位置來設計這些部件是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的各個方面和優(yōu)點將在以下說明予以闡明，或者，可以從說明中顯而易見地了解到，或可以通過實踐本發(fā)明來了解。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供了一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪部件級。所述燃氣渦輪發(fā)動機限定限定核心氣流通道、軸向以及周向。所述渦輪部件級包括第一渦輪部件，所述第一渦輪部件包括第一壁，所述第一壁包括熱側并且部分限定所述核心氣流通道。所述第一壁被制造成包括沿整個所述熱側的輪廓。所述渦輪部件級還包括第二渦輪部件，所述第二渦輪部件布置成沿所述周向與所述第一渦輪部件鄰接。所述第二渦輪部件包括第二壁，所述第二壁包括熱側并且部分限定核心氣流通道。所述第二壁還被制造成包括沿整個所述熱側的輪廓，沿所述第一壁的所述熱側的輪廓與沿所述第二壁的所述熱側的輪廓不同，以適應來自燃燒部分的熱氣層。

其中所述渦輪部件級是渦輪噴嘴級，其中所述第一渦輪部件是第一渦輪噴嘴部分，并且其中所述第二渦輪部件是第二渦輪噴嘴部分。

其中沿所述第一渦輪部件的所述壁的所述熱側整體的所述輪廓是沿所述周向并且沿所述軸向延伸的，并且其中沿所述第二渦輪部件的所述壁的所述熱側整體的所述輪廓是沿所述周向并且沿所述軸向延伸的。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機，所述燃氣渦輪發(fā)動機限定軸向和周向。所述燃氣渦輪發(fā)動機包括壓縮機部分、燃燒部分以及渦輪部件，它們以連續(xù)流的順序布置并且共同地至少部分限定核心氣流通道。所述渦輪部分包括渦輪部件級，所述渦輪部件級包括多個渦輪部件，所述多個渦輪部件共同包括沿所述周向的流動通道表面。所述流動通道表面部分限定所述核心氣流通道并且進一步限定沿周向的輪廓。所述輪廓的重復頻率小于渦輪部件的個數(shù)。