用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统。冲击板定位在喷嘴的内侧壁的径向内表面的径向内部。所述冲击板和所述内侧壁共同限定内室。所述冲击板包括限定一个或多个冲击孔的第一部分，以及限定一个或多个冲击后孔(post‑impingement aperture)的第二部分。槽板(duct plate)围封所述冲击板的所述第一部分。所述槽板、所述冲击板的所述第一部分以及内侧壁共同限定外室，所述外室经由一个或多个冲击孔与内室流体连通。来自外室的压缩空气经由一个或多个冲击孔流入内室中，并且经由一个或多个冲击后孔从所述内室排出。

Nozzle cooling system for gas turbine engine

The present invention relates to a nozzle cooling system for a gas turbine engine. The impact plate is located in the radial interior of the inner surface of the inner wall of the nozzle. The impact plate and the inner wall are jointly limited to the inner chamber. The impact plate includes defining one or a plurality of impingement holes of the first part and defines one or more holes after impact (post impingement aperture) the second part. Slot board (duct plate) of the enclosure and the impact plate part 1. The groove plate, the first part and the inner wall of the impact plate jointly define the external chamber, and the outer chamber is communicated with the inner chamber through one or more impact holes. Compressed air from the outer chamber flows into the inner chamber via one or more impact holes and is discharged from the inner chamber via one or more impacting holes.

【技术实现步骤摘要】
用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统
本专利技术大体上涉及一种燃气涡轮发动机。更确切地说，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的冷却系统。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括压缩机部分、燃烧部分、涡轮部分和排气部分。所述压缩机部分渐进地增大进入燃气涡轮发动机的工作流体的压力，并且将此压缩工作流体供应到燃烧部分。所述压缩工作流体和燃料(例如，天然气)在燃烧部分内混合并且在燃烧室内燃烧，以产生高压高温的燃烧气体。燃烧气体从燃烧部分流入涡轮部分中，在所述涡轮部分中，燃烧气体膨胀做功。例如，燃烧气体在涡轮部分中膨胀可以使连接到如发电机的转子轴旋转，从而发电。燃烧气体随后经由排气部分从燃气涡轮机排出。涡轮部分包括一个或多个涡轮喷嘴，所述一个或多个涡轮喷嘴将燃烧气体流输送到一个或多个涡轮转子叶片上。所述一个或多个涡轮转子叶片转而从所述燃烧气体中提取动能和/或热能，从而驱动转子轴。通常，一个或多个涡轮喷嘴中的每个涡轮喷嘴包括内侧壁，所述内侧壁具有与燃烧气体接触的径向外表面以及与燃烧气体相隔离的径向内表面。由于每个所述内侧壁的径向外表面与燃烧气体直接接触，因此可能有必要向其提供冷却空气。在特定配置中，燃气涡轮发动机可以包括将冷却空气引导到内侧壁的径向内表面的系统。用过的冷却空气通常经由延伸穿过内侧壁的一个或多个孔排出。尽管如此，形成由内侧壁限定的孔十分昂贵，并且会增加燃气涡轮发动机的总成本。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优点将在以下说明中部分地阐明，或者可以从本说明书中显而易见地了解，或者可以通过实践本专利技术习得。在一个方面中，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统，喷嘴冷却系统包括具有内侧壁的喷嘴。所述内侧壁包括径向内表面和径向外表面。冲击板定位在所述内侧壁的所述径向内表面的径向内部。所述冲击板和所述内侧壁共同限定内室。所述冲击板包括限定一个或多个冲击孔的第一部分，以及限定一个或多个冲击后孔(post-impingementaperture)的第二部分。槽板(ductplate)围封所述冲击板的第一部分。所述槽板、所述冲击板的第一部分以及内侧壁共同限定外室，所述外室经由一个或多个冲击孔与内室流体连通。来自外室的压缩空气经由一个或多个冲击孔流入内室中，并且经由一个或多个冲击后孔从所述内室排出。基于上述一个方面，本专利技术还提供以下技术方案：技术方案1：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述喷嘴包括外侧壁以及从所述外侧壁延伸到所述内侧壁的翼型，并且其中所述翼型限定与所述外室流体连通的翼型通道。技术方案2：根据技术方案1的喷嘴冷却系统，其中所述压缩空气经由所述翼型通道进入所述外室中。技术方案3：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中从所述一个或多个冲击后孔排出的所述压缩空气流入隔膜腔中。技术方案4：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述槽板限定一个或多个出口孔，所述一个或多个出口孔提供所述外室与隔膜腔之间的流体连通。技术方案5：根据技术方案4的喷嘴冷却系统，其中所述一个或多个出口孔与所述一个或多个冲击孔以及所述一个或多个冲击后孔周向隔开。技术方案6：根据技术方案5的喷嘴冷却系统，其中所述一个或多个出口孔与所述一个或多个冲击孔以及所述一个或多个冲击后孔由所述翼型周向隔开。技术方案7：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述冲击板的所述第一部分包括比所述冲击板的所述第二部分更大的区域。技术方案8：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述冲击板至少部分与所述内侧壁的所述径向内表面由一个或多个柱隔开。技术方案9：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述冲击板包括曲线表面。技术方案10：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述一个或多个冲击孔轴向地定位在所述一个或多个冲击后孔与所述内侧壁的所述后表面之间。技术方案11：根据上述一个方面的喷嘴冷却系统，其中所述冲击板由金属板形成。本专利技术的另一方面涉及一种燃气涡轮发动机，包括压缩机部分、燃烧部分以及涡轮部分。所述涡轮部分包括喷嘴，所述喷嘴具有内侧壁、外侧壁和翼型，所述翼型在所述内侧壁与所述外侧壁之间延伸。所述内侧壁包括径向内表面和径向外表面。冲击板定位在所述内侧壁的所述径向内表面的径向内部。所述冲击板和所述内侧壁共同限定内室。所述冲击板包括限定一个或多个冲击孔的第一部分，以及限定一个或多个冲击后孔(post-impingementaperture)的第二部分。槽板(ductplate)围封所述冲击板的第一部分。所述槽板、所述冲击板的第一部分以及内侧壁共同限定外室，所述外室经由一个或多个冲击孔与内室流体连通。来自外室的压缩空气经由一个或多个冲击孔流入内室中，并且经由一个或多个冲击后孔从所述内室排出。基于上述另一方面，本专利技术还提供以下技术方案：技术方案12：根据上述另一方面的燃气涡轮发动机，其中所述翼型限定翼型通道，所述翼型通道与所述外室流体连通，并且其中所述压缩空气经由所述翼型通道进入所述外室。技术方案13：根据上述另一方面的燃气涡轮发动机，其中从所述一个或多个冲击后孔排出的所述压缩空气流入隔膜腔中。技术方案14：根据上述另一方面的燃气涡轮发动机，其中所述槽板限定一个或多个出口孔，所述一个或多个出口孔提供所述外室与隔膜腔之间的流体连通。技术方案15：根据技术方案14的燃气涡轮发动机，其中所述一个或多个出口孔与所述一个或多个冲击孔以及所述一个或多个冲击后孔周向隔开。技术方案16：根据技术方案15的燃气涡轮发动机，其中所述一个或多个出口孔与所述一个或多个冲击孔以及所述一个或多个冲击后孔由所述翼型周向隔开。技术方案17：根据上述另一方面的燃气涡轮发动机，其中所述冲击板的所述第一部分所包括比所述冲击板的所述第二部分更大的区域。技术方案18：根据上述另一方面的燃气涡轮发动机，其中所述冲击板至少部分与所述内侧壁的所述径向内表面由一个或多个柱隔开。参考以下说明和所附权利要求书可以更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，其中示出了本专利技术的各个实施方式，并与本说明一起解释本专利技术的原理。附图说明本说明书参考附图，针对所属领域的普通技术人员，完整且可实现地公开了本专利技术，包括其最佳模式，在附图中：图1是可包括本说明书中所公开的多个实施方式的示例性燃气涡轮发动机的示意图；图2是可包括在图1所示的燃气涡轮发动机中并且可包括本说明书中所公开的多个实施方式的示例性涡轮部分的截面图；图3是可包括在图2所示的涡轮部分中并且可包括本说明书中所公开的多个实施方式的示例性喷嘴的透视图；图4是图3所示的喷嘴的内侧壁的仰视图，其中示出了本说明书中所公开的喷嘴冷却系统的一个实施方式；图5是图3所示的喷嘴的内侧壁的替代仰视图，其中进一步示出了喷嘴冷却系统的特征；图6是喷嘴冷却系统的冲击板的仰视图，其中示出了一个或多个冲击孔以及一个或多个冲击后孔；图7是大体上围绕图6中的线7-7截取的冲击板的截面图，其中进一步示出了冲击板的特征；图8是大体上围绕图5中的线8-8截取的喷嘴冷却系统的截面图，其中示出了喷嘴冷却系统的运行；以及图9是大体上围绕图5中的线9-9截取的喷嘴冷却系统的截面图，其中示出了喷嘴冷却系统的运行。本说明书和附图中重复使用的附图标记用于指代本专利技术的相同或类似的特征或元件。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统，所述喷嘴冷却系统包括：喷嘴，所述喷嘴包括内侧壁，所述内侧壁包括径向内表面和径向外表面；冲击板，所述冲击板定位在所述内侧壁的所述径向内表面的径向内部，并且所述冲击板和所述内侧壁共同限定内室，其中所述冲击板包括限定一个或多个冲击孔的第一部分以及限定一个或多个冲击后孔的第二部分；以及槽板，所述槽板围封所述冲击板的所述第一部分，其中所述槽板、所述冲击板的所述第一部分以及所述内侧壁共同限定外室，所述外室经由所述一个或多个冲击孔与所述内室流体连通；其中来自所述外室的压缩空气经由所述一个或多个冲击孔流入所述内室中，并且经由所述一个或多个冲击后孔从所述内室排出。

【技术特征摘要】
2016.06.02 US 15/1711721.一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴冷却系统，所述喷嘴冷却系统包括：喷嘴，所述喷嘴包括内侧壁，所述内侧壁包括径向内表面和径向外表面；冲击板，所述冲击板定位在所述内侧壁的所述径向内表面的径向内部，并且所述冲击板和所述内侧壁共同限定内室，其中所述冲击板包括限定一个或多个冲击孔的第一部分以及限定一个或多个冲击后孔的第二部分；以及槽板，所述槽板围封所述冲击板的所述第一部分，其中所述槽板、所述冲击板的所述第一部分以及所述内侧壁共同限定外室，所述外室经由所述一个或多个冲击孔与所述内室流体连通；其中来自所述外室的压缩空气经由所述一个或多个冲击孔流入所述内室中，并且经由所述一个或多个冲击后孔从所述内室排出。2.根据权利要求1所述的喷嘴冷却系统，其中所述喷嘴包括外侧壁以及从所述外侧壁延伸到所述内侧壁的翼型，并且其中所述翼型限定与所述外室流体连通的翼型通道。3.根据权利要求2所述的喷嘴冷却系统，其中所述压缩空气经由所述翼型通道进入所述外室中。4.根据权利要求1所述的喷嘴冷却系统，其中从所述一个或多个冲击后孔排出的所述压缩空气流入隔膜腔中。5.根据权利要求1所述的喷嘴冷却系统，其中所述槽板限定一个或多个出口孔，所述一个或多个出口孔提供所述外室与隔膜腔之间的流体连通。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：TM高尔登，GM伊策尔，RC迈尔，JJ马尔多纳多，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US