[發(fā)明專利]具有冷卻回路的發(fā)動機部件壁

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780028826.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN109072702A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·R·艾倫;R·S·邦克
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D9/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 楊學(xué)春;侯穎媖

用于使冷卻空氣流過諸如翼型件的發(fā)動機部件的外壁(118)的設(shè)備和方法。該具有外壁的翼型件包括開口(130)。框架(144)設(shè)置在開口中，適于減少所需的穿過開口的流動，以增加發(fā)動機的效率并改善冷卻。

背景技術(shù)

渦輪發(fā)動機，尤其是燃氣或燃燒渦輪發(fā)動機，是旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其從穿過發(fā)動機到達多個旋轉(zhuǎn)渦輪葉片上的燃燒氣體流提取能量。

用于飛行器的燃氣渦輪發(fā)動機例如被設(shè)計成在高溫下操作以使得發(fā)動機效率最大化，因此某些發(fā)動機部件(例如高壓渦輪)的冷卻可能是有利的。通常，通過將較冷的空氣從高壓和/或低壓壓縮機引導(dǎo)到需要冷卻的發(fā)動機部件來實現(xiàn)冷卻。高壓渦輪中的溫度為大約1000℃至2000℃，來自壓縮機的冷卻空氣的溫度為大約500℃至700℃。雖然壓縮機空氣是高溫的，但是其相對于渦輪空氣是較冷的，可以用來冷卻渦輪。

當(dāng)前的渦輪翼型件總體上包括一個或多個內(nèi)部冷卻通道，以用于將冷卻空氣引導(dǎo)通過翼型件，以冷卻不同的部分，例如翼型件的壁。通常，膜孔用來從內(nèi)部冷卻通道提供冷卻空氣，以形成表面冷卻膜，從而將熱空氣與翼型件分隔開。然而，膜孔將表面冷卻膜提供給翼型件的分散的局部部分，需要大量的流動來保持翼型件外表面的區(qū)域上的正確表面冷卻。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面中，本發(fā)明的實施例涉及用于渦輪發(fā)動機的翼型件，其包括外壁，所述外壁具有界定了內(nèi)部的外表面和內(nèi)表面。所述外壁包括壓力側(cè)和抽吸側(cè)，所述壓力側(cè)和抽吸側(cè)在前邊緣和后邊緣之間沿軸向延伸并且在根部和末端之間沿徑向延伸。翼型件還包括：至少一個開口，所述至少一個開口形成在所述外壁中；框架，所述框架設(shè)置在所述至少一個開口中，并且由實心元件制成，所述實心元件聯(lián)接到所述外壁，所述實心元件限定了空隙空間(interstitial spaces)；以及多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述空隙空間的至少一些空隙空間中。

在另一個方面中，本發(fā)明的實施例涉及用于渦輪發(fā)動機的發(fā)動機部件，所述渦輪發(fā)動機產(chǎn)生熱燃燒氣體流并提供冷卻流體流，所述發(fā)動機部件包括壁，所述壁將所述熱燃燒氣體流與所述冷卻流體流分離，并且具有與所述熱燃燒氣體流一起處于熱流動路徑中的第一表面和面向所述冷卻流體流的第二表面。所述發(fā)動機部件還包括：至少一個開口，所述至少一個開口形成在所述外壁中；框架，所述框架設(shè)置在所述至少一個開口中，并且由實心元件制成，所述實心元件聯(lián)接到所述外壁，所述實心元件限定了空隙空間；以及多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述空隙空間的至少一些空隙空間中。

在又一個方面中，本發(fā)明的實施例涉及制造用于渦輪發(fā)動機的發(fā)動機部件的方法，其包括：形成壁，所述壁具有開口，所述開口中具有框架，所述框架限定了空隙空間，所述空隙空間中的至少一些填充有多孔結(jié)構(gòu)。

附圖說明

在附圖中：

圖1為用于飛行器的燃氣渦輪發(fā)動機的示意性橫截面圖。

圖2為翼型件形式的發(fā)動機部件的透視圖，作為圖1的渦輪發(fā)動機的葉片。

圖3為圖2的翼型件包括壁的橫截面圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有框架的壁中包括開口。

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有傾斜框架的壁中包括開口。

圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有框架的壁中包括開口，該框架延伸到翼型件的內(nèi)部中。

圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有框架的壁中包括開口，該框架在翼型件的外部延伸。

圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有框架的壁中包括開口，該框架包括布置在多孔結(jié)構(gòu)中的離散的框架構(gòu)件。

圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖3的翼型件的壁的橫截面圖，在具有框架的壁中包括開口，該框架延伸超過孔。