涡轮机翼型件的在两个压力下的冷却制造技术

公开了一种用于燃气涡轮发动机(10)的翼型件冷却系统(54)。该翼型件冷却系统(54)能够至少由第一冷却流体供给系统(56)和第二冷却流体供给系统(58)形成。第一冷却流体供给系统(56)能够构造成将第一压力下的冷却流体供给至第一排(68)翼型件中的一个或更多个翼型件，并且第二冷却流体供给系统(58)能够构造成将第二压力下的冷却流体供给至第一排(68)翼型件中的一个或更多个翼型件。另外地，第二压力能够低于第一压力。因此，所述一个或更多个翼型件中的每个翼型件能够由两种不同压力下的冷却流体来冷却。在特定的实施方式中，这能够允许翼型件被冷却，同时降低用于提供这种冷却的涡轮发动机(10)的成本。

Cooling of a turbine wing type under two pressures

A cooling system (54) for a airfoil part for a gas turbine engine (10) is disclosed. The airfoil cooling system (54) can be formed at least by the first cooling fluid supply system (56) and the second cooling fluid supply system (58). The first cooling fluid supply system (56) can be configured to supply a first cooling fluid under pressure to the first row (68) one or more airfoil airfoil in second, and the cooling fluid supply system (58) can be configured to supply second cooling fluid under pressure to the first row (68) a one or more of the airfoil airfoil. In other places, the second pressure can be lower than the first pressure. Therefore, each of the airfoil parts of one or more airfoils can be cooled by a cooling fluid under two different pressures. In a specific implementation, this allows the airfoil to be cooled and the cost of the turbine engine (10) used to provide this cooling.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮机翼型件的在两个压力下的冷却对联邦政府资助的研究或开发的声明本专利技术的开发由美国能源部先进氢涡轮机开发计划合同No.DE-FC26-05NT42644部分支持。相应地，美国政府对于本专利技术可以具有某些权利。
本专利技术总体上涉及燃气涡轮发动机，并更具体地涉及用于涡轮机翼型件的冷却系统。
技术介绍
涡轮发动机通常包括定位于涡轮发动机的涡轮机部段内的翼型件(比如涡轮机动叶片和/或涡轮机静叶片)。这种定位可能使翼型件经受可能导致翼型件发生热相关损坏或故障的温度。因此，翼型件通常由将冷却流体供给至翼型件内部的冷却系统来冷却。然而，这种典型的翼型件冷却系统可能存在缺陷并且/或可能准备改进。
技术实现思路
公开了一种用于燃气涡轮发动机的翼型件冷却系统。翼型件冷却系统可以至少由与压缩机的第一部分流体连通的第一冷却流体供给系统和与压缩机的第二部分流体连通的第二冷却流体供给系统形成。该第一冷却流体供给系统可以构造成将在第一压力下的冷却流体从压缩机的第一部分供给至围绕燃气涡轮发动机的转子组件周向地布置的第一排翼型件中的一个或更多个翼型件，并且该第二冷却流体供给系统可以构造成将在第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至所述第一排翼型件中的一个或更多个翼型件。另外地，第二压力可以低于第一压力。因此，所述一个或更多个翼型件中的每个翼型件可以由两种不同压力下的冷却流体冷却。在特定的实施方式中，这可以允许在翼型件被冷却的同时降低用于提供这种冷却的涡轮发动机的成本。例如，第二压力下的冷却流体可以对于涡轮发动机而言成本不太高，原因在于第二压力下的冷却流体可以在涡轮发动机的压缩机处经受较少的压缩。另外地，这可以进一步允许翼型件被更有效地冷却，同时仍然防止热气体进入到每个翼型件中。例如，翼型件可以包括压力侧冷却系统、抽吸侧冷却系统以及位于压力侧冷却系统与抽吸侧冷却系统中间的一个或更多个弦向翼肋(或其他阻挡件)。在特定的实施方式中，可以将第一压力(第一压力可以高于第二压力)下的冷却流体供给至翼型件的压力侧冷却系统，从而防止翼型件的压力侧的外侧的较高压力的流体进入到翼型件中。另外地，在特定的实施方式中，可以将第二压力(第二压力可以低于第一压力)下的冷却流体供给至翼型件的抽吸侧冷却系统。在至少一个实施方式中，涡轮发动机可以包括转子组件，该转子组件具有围绕转子组件周向地布置的第一排翼型件。涡轮发动机还包括位于该转子组件上游的压缩机以及与压缩机的第一部分流体连通的第一冷却流体供给系统。第一冷却流体供给系统构造成将第一压力下的冷却流体从压缩机的第一部分供给至所述第一排翼型件中的第一翼型件。涡轮发动机还包括与压缩机的第二部分流体连通的第二冷却流体供给系统。第二冷却流体供给系统构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至所述第一排翼型件中的第一翼型件。另外地，第二压力低于第一压力。第一冷却流体供给系统可以进一步构造成将第一压力下的冷却流体从压缩机的第一部分供给至所述第一排翼型件中的每个翼型件，并且第二冷却流体供给系统可以进一步构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至所述第一排翼型件中的每个翼型件。所述第一排翼型件可以包括从转子组件径向向外延伸的周向对准的第一排涡轮机动叶片。此外，所述第一排翼型件可以包括附接至静叶片承载件的第一排涡轮机静叶片，所述第一排涡轮机静叶片围绕转子组件的至少一部分周向地布置。所述第一排涡轮机静叶片中的涡轮机静叶片可以各自径向向内延伸。涡轮发动机可以进一步包括围绕转子组件周向地布置的第二排翼型件以及与压缩机的第三部分流体连通的第三冷却流体供给系统。第三冷却流体供给系统可以构造成将第三压力下的冷却流体从压缩机的第三部分供给至所述第二排翼型件中的第一翼型件。第三压力可以低于第二压力。第二冷却流体供给系统可以进一步构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至所述第二排翼型件中的第一翼型件。所述第一排翼型件可以包括从转子组件径向向外延伸的周向对准的第一排涡轮机动叶片，并且所述第二排翼型件可以包括从转子组件径向向外延伸的周向对准的第二排涡轮机动叶片。所述第一排翼型件可以包括附接至静叶片承载件的第一排涡轮机静叶片，所述第一排涡轮机静叶片围绕转子组件的至少一部分周向地布置，并且所述第二排翼型件可以包括从转子组件径向向外延伸的周向对准的第一排涡轮机动叶片。所述第一排涡轮机静叶片中的涡轮机静叶片可以各自径向向内延伸。涡轮发动机可以进一步包括围绕转子组件周向地布置的第三排翼型件。第三冷却流体供给系统可以进一步构造成将第三压力下的冷却流体从压缩机的第三部分供给至所述第三排翼型件中的第一翼型件。涡轮发动机可以进一步包括围绕转子组件周向地布置的第三排翼型件以及与压缩机的第四部分流体连通的第四冷却流体供给系统。第四冷却流体供给系统可以构造成将第四压力下的冷却流体从压缩机的第四部分供给至所述第三排翼型件中的第一翼型件。第四压力可以低于第三压力。此外，第三冷却流体供给系统可以进一步构造成将第三压力下的冷却流体从压缩机的第三部分供给至所述第三排翼型件中的第一翼型件。第一排翼型件中的第一翼型件可以包括压力侧冷却系统、抽吸侧冷却系统、以及位于压力侧冷却系统与抽吸侧冷却系统中间的一个或更多个弦向翼肋。第一冷却流体供给系统可以进一步构造成将第一压力下的冷却流体从压缩机的第一部分供给至第一排翼型件中的第一翼型件的压力侧冷却系统。另外地，第二冷却流体供给系统可以进一步构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至第一排翼型件中的第一翼型件的抽吸侧冷却系统。第一排翼型件中的第一翼型件可以包括压力侧冷却系统、抽吸侧冷却系统、以及位于压力侧冷却系统与抽吸侧冷却系统中间的一个或更多个弦向翼肋，并且第二排翼型件中的第一翼型件可以包括压力侧冷却系统、抽吸侧冷却系统、以及位于压力侧冷却系统与抽吸侧冷却系统中间的一个或更多个弦向翼肋。第一冷却流体供给系统可以进一步构造成将第一压力下的冷却流体从压缩机的第一部分供给至第一排翼型件中的第一翼型件的压力侧冷却系统。第二冷却流体供给系统可以进一步构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至第一排翼型件中的第一翼型件的抽吸侧冷却系统，并且可以进一步构造成将第二压力下的冷却流体从压缩机的第二部分供给至第二排翼型件中的第一翼型件的压力侧冷却系统。此外，第三冷却流体供给系统可以进一步构造成将第三压力下的冷却流体从压缩机的第三部分供给至第二排翼型件中的第一翼型件的抽吸侧冷却系统。附图说明附图包含在申请文件中并作为申请文件的一部分，附图阐述了当前所公开的本专利技术的实施方式，并且与说明书一起公开了本专利技术的原理。图1是具有示例的翼型件冷却系统的涡轮发动机的截面图。图2是图1中的涡轮发动机的涡轮机翼型件的立体图。图3是图2中示出的涡轮机翼型件沿截面线3-3截取的剖视图。图4是图1中的涡轮发动机的旋转盘和涡轮机翼型件的一部分两者在细节4-4处截取的剖切视图，并且图4包括图1中的涡轮发动机的根部和根部下方通道的细节截面图。图5是在图4的细节5-5处截取的涡轮发动机的根部和根部下方通道的细节截面图。图6至图8是沿图4的截面线6-6截取的涡轮发动机的根部下方通道和分隔件的截面图。具体实施方式如图1至图8所示，公开了一种用于燃气涡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮发动机(10)，其特征在于：转子组件(18)，所述转子组件(18)具有围绕所述转子组件(18)周向地布置的第一排(68)翼型件；压缩机(12)，所述压缩机(12)位于所述转子组件(18)的上游；第一冷却流体供给系统(56)，所述第一冷却流体供给系统(56)与所述压缩机(12)的第一部分(62)流体连通，所述第一冷却流体供给系统(56)构造成将第一压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第一部分(62)供给至所述第一排(68)翼型件中的第一翼型件；以及第二冷却流体供给系统(58)，所述第二冷却流体供给系统(58)与所述压缩机(12)的第二部分(64)流体连通，所述第二冷却流体供给系统(58)构造成将第二压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第二部分(64)供给至所述第一排(68)翼型件中的所述第一翼型件，其特征在于，所述第二压力低于所述第一压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮发动机(10)，其特征在于：转子组件(18)，所述转子组件(18)具有围绕所述转子组件(18)周向地布置的第一排(68)翼型件；压缩机(12)，所述压缩机(12)位于所述转子组件(18)的上游；第一冷却流体供给系统(56)，所述第一冷却流体供给系统(56)与所述压缩机(12)的第一部分(62)流体连通，所述第一冷却流体供给系统(56)构造成将第一压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第一部分(62)供给至所述第一排(68)翼型件中的第一翼型件；以及第二冷却流体供给系统(58)，所述第二冷却流体供给系统(58)与所述压缩机(12)的第二部分(64)流体连通，所述第二冷却流体供给系统(58)构造成将第二压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第二部分(64)供给至所述第一排(68)翼型件中的所述第一翼型件，其特征在于，所述第二压力低于所述第一压力。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机(10)，其特征在于：所述第一冷却流体供给系统(56)进一步构造成将所述第一压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第一部分(62)供给至所述第一排(68)翼型件中的每个翼型件；以及所述第二冷却流体供给系统(58)进一步构造成将所述第二压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第二部分(64)供给至所述第一排(68)翼型件中的每个翼型件。3.根据权利要求1所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述第一排(68)翼型件包括从所述转子组件(18)径向向外延伸的周向对准的第一排(68)涡轮机动叶片(46)。4.根据权利要求1所述的涡轮发动机(10)，其特征在于，所述第一排(68)翼型件包括附接至静叶片承载件(42)的第一排(68)涡轮机静叶片(44)，所述第一排(68)涡轮机静叶片(44)围绕所述转子组件(18)的至少一部分周向地布置，其特征在于，所述第一排(68)涡轮机静叶片(44)中的涡轮机静叶片(44)各自径向向内延伸。5.根据权利要求1所述的涡轮发动机(10)，其特征还在于：第二排(70)翼型件，所述第二排(70)翼型件围绕所述转子组件(18)周向地布置；第三冷却流体供给系统(60)，所述第三冷却流体供给系统(60)与所述压缩机(12)的第三部分(66)流体连通，所述第三冷却流体供给系统(60)构造成将第三压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第三部分(66)供给至所述第二排(70)翼型件中的第一翼型件，其特征在于，所述第三压力低于所述第二压力；并且其特征在于，所述第二冷却流体供给系统(58)进一步构造成将所述第二压力下的冷却流体从所述压缩机(12)的所述第二部分(64)供给至所述第二排(70)翼型件中的所述第一翼型件。6.根据权利要求5所述的涡轮发动机(10)，其特征在于：所述第一排(68)翼型件包括从所述转子组件(18)径向向外延伸的周向对准的第一排(68)涡轮机动叶片(46)；并且所述第二排(70)翼型件包括从所述转子组件(18)径向向外延伸的周向对准的第二排(70)涡轮机动叶片(46)。7.根据权利要求5所述的涡轮发动机(10)，其特征在于：所述第一排(68)翼型件包括附接至静叶片承载件(42)的第一排(68)涡轮机静叶片(44)，所述第一排(68)涡轮机静叶片(44)围绕所述转子组件(18)的至少一部分周向地布置，其特征在于，所述第一排(68)涡轮机静叶片(44)中的涡轮机静叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬·H·马尔什，约翰·J·马拉，卡门·安德鲁·斯克里布纳，
申请(专利权)人：西门子能源有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US