[發明專利]具有冷卻孔的發動機構件

有效

• 申請號: 202010783476.2
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN112343665B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: D·E·奧斯古德;K·D·加利耶;D·L·杜爾斯托克;Z·D·韋伯斯特;G·T·加雷
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;金飛

本發明涉及具有冷卻孔的發動機構件。一種用于渦輪發動機的發動機構件的設備和方法，發動機構件包括：外壁，其具有外表面并界定內部，外壁限定壓力側和吸力側，在前緣和后緣之間軸向地延伸以限定弦向方向，并在根部和末梢之間徑向地延伸以限定展向方向；至少一個冷卻供應導管，其設置在內部中；以及至少一個冷卻通道，其將至少一個冷卻供應導管流體聯接到外壁的外表面，至少一個冷卻通道包括沿著前緣通向外表面的出口、流體聯接到至少一個冷卻供應導管的入口以及限定曲線中心線的彎曲通道。

技術領域

本公開大體上涉及發動機構件中的冷卻孔，并且更特別地涉及沿著構件的前緣的冷卻孔。

背景技術

渦輪發動機(并且特別是燃氣或燃燒渦輪發動機)是旋轉發動機，其從穿過發動機而到達多個旋轉渦輪葉片上的燃燒氣體流中提取能量，旋轉渦輪葉片可布置在多個渦輪葉片組件中。

在一種構造中，渦輪葉片組件包括渦輪翼型件，諸如靜止導葉或旋轉葉片，其中葉片具有平臺和燕尾榫安裝部分。渦輪葉片組件包括冷卻入口通道，其作為用于冷卻平臺和葉片的在平臺和葉片中的蛇形回路的部分。包括定位在內帶和外帶之間的靜止導葉的噴嘴和環繞發動機的燃燒器的燃燒器襯套也可利用冷卻孔和/或蛇形回路。

蛇形回路可延伸到沿著葉片的多個表面中的任何表面(包括在末梢、后緣和前緣處)定位的冷卻孔。在前緣處的冷卻空氣流的方向和實施方式影響渦輪翼型件的耐久性。

發明內容

在一個方面，本公開涉及一種用于渦輪發動機的翼型件，翼型件包括：外壁，其具有外表面并界定內部，外壁限定壓力側和吸力側，在前緣和后緣之間軸向地延伸以限定弦向方向，在根部和末梢之間徑向地延伸以限定展向方向，并限定在展向方向上延伸的滯止線，滯止線靠近前緣而將壓力側與吸力側分開；至少一個冷卻供應導管，其設置在內部中；以及至少一個冷卻通道，其將至少一個冷卻供應導管流體聯接到外壁的外表面，至少一個冷卻通道包括：出口，其靠近前緣而通向外表面，并且具有限定第一橫截面區域的第一寬度和第一高度，第一橫截面區域具有大于或等于1:1的第一縱橫比；入口，其流體聯接到至少一個冷卻供應導管，并且具有限定第二橫截面區域的第二寬度和第二高度；以及彎曲通道，其限定在出口和入口兩者的幾何中心之間延伸的曲線中心線，其中曲線中心線垂直于第一橫截面區域和第二橫截面區域。

在另一個方面，本公開涉及一種用于發動機的構件，構件具有圍繞發動機中心線的旋轉零件，構件具有由外壁界定的內部，外壁具有外表面，外表面具有滯止線，滯止線由與外表面接觸的燃燒氣體流具有為零的速度的位置限定，構件具有定位在內部內的至少一個冷卻供應導管，并且具有至少一個冷卻通道，至少一個冷卻通道包括：出口，其靠近滯止線而通向外表面，出口具有限定第一橫截面區域的第一寬度和第一高度，第一橫截面區域具有大于或等于1:1的第一縱橫比；入口，其流體聯接到至少一個冷卻供應導管，并且具有限定第二橫截面區域的第二寬度和第二高度；以及彎曲通道，其限定在出口和入口兩者的幾何中心之間延伸的曲線中心線，其中曲線中心線垂直于第一橫截面區域和第二橫截面區域；其中彎曲通道相對于發動機中心線限定在軸向方向和徑向方向之間的轉彎部。

在又一個方面，本公開涉及一種冷卻發動機構件的方法，發動機構件具有界定內部的外壁，方法包括：使來自內部的冷卻流體流在第一方向上通過冷卻孔的彎曲通道從入口流到出口，以限定流動方向；使冷卻流體流在第一方向上會聚，并且同時使冷卻流體流在垂直于第一方向的第二方向上發散，其中第一方向和第二方向兩者都位于垂直于流動方向的平面中；以及在靠近發動機構件的滯止線的位置處排出冷卻流體流。

技術方案1. 一種用于渦輪發動機的翼型件，所述翼型件包括：

外壁，其具有外表面并界定內部，所述外壁限定壓力側和吸力側，在前緣和后緣之間軸向地延伸以限定弦向方向，在根部和末梢之間徑向地延伸以限定展向方向，并限定在所述展向方向上延伸的滯止線，所述滯止線靠近所述前緣而將所述壓力側與所述吸力側分開；

至少一個冷卻供應導管，其設置在所述內部中；以及