具有被区别地冷却的叶片的用于涡轮发动机的喷嘴扇形部制造技术

本发明专利技术涉及一种用于涡轮发动机的喷嘴扇形部(22)。喷嘴扇形部包括径向外平台(24)、径向内平台(26)、第一端部叶片(81)、第二端部叶片(84)以及沿平台的周向方向(Z‑Z)处于端部叶片(81，84)之间的至少一个第一中心叶片(82，83)。叶片(81，82，83，84)沿所述叶片的叶展方向(X‑X)在平台(24，26)之间径向地延伸。扇形部(22)包括用于冷却叶片的装置(44，46)，该装置被构造成通过使冷却空气在叶片的每个上流通来冷却叶片(81，82，83，84)中的每个。冷却装置(44，46)被构造成相比端部叶片(81，84)中的至少一个更多地冷却一个或多个中心叶片(82，83)。

Fan sector with turbine blades for cooling turbine blades.

The invention relates to a nozzle sector sector (22) for a turbine engine. The nozzle sector section includes a diameter outward platform (24), a radial inner platform (26), a first end blade (81), a second end blade (84), and at least one first central blade (82, 83) between the end blade (81, 84) along the end blade (81, 84) along the platform. The blades (81, 82, 83, 84) extend radially along the leaf direction (X X) of the blade at the platform (24, 26). The sector part (22) includes a device (44, 46) used to cool the blade, which is configured to cool each of the blades (81, 82, 83, 84) by making the cooling air flow through each upflow of the blade. The cooling device (44, 46) is constructed to cool more than one or more central blades (82, 83) at least one of the end blades (81, 84).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有被区别地冷却的叶片的用于涡轮发动机的喷嘴扇形部
本专利技术涉及对用于涡轮机的涡轮的喷嘴扇形部的冷却。本专利技术适用于任何类型的陆用涡轮机或航空涡轮机，并且尤其适用于诸如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机的飞机涡轮机。
技术介绍
飞机涡轮机的涡轮喷嘴通常沿着它们的周向方向分成多个扇形部。喷嘴扇形部包括两个平台以及在平台之间径向延伸的多个轮叶。这些轮叶沿扇形部的周向方向彼此间隔开。冷却空气在轮叶内部流通以等同地对轮叶进行冷却。喷嘴扇形部轮叶经受显著的机械载荷，这些机械载荷可能会导致这些轮叶被破坏。因此，需要减小轮叶的机械载荷。
技术实现思路
本专利技术旨在至少部分地解决现有技术的解决方案中所遇到的问题。在这方面，本专利技术的一个目的是用于涡轮机的涡轮的喷嘴扇形部。喷嘴扇形部包括用于支撑轮叶的径向外平台和用于支撑轮叶的径向内平台。扇形部还包括第一端部轮叶、第二端部轮叶以及沿平台的周向方向处于端部轮叶之间的至少一个第一中心轮叶，轮叶沿这些轮叶的叶展方向在平台之间径向地延伸。喷嘴扇形部还包括用于冷却轮叶的装置，该装置被构造成通过使冷却空气在轮叶的每个中流通来冷却轮叶中的每个。根据本专利技术，冷却装置被构造成至少相对于第一端部轮叶有区别地冷却所述或每个中心轮叶。轮叶中的至少一个的冷却装置包括冷却孔，冷却孔穿过轮叶的外壁和/或轮叶内的冷却套。第一冷却孔穿过端部轮叶中的第一端部轮叶，第二冷却孔穿过第一中心轮叶，第二冷却孔的总面积大于第一冷却孔的总面积。通过相对于彼此有区别地冷却轮叶，冷却装置使得轮叶能够更好地适应更具刚性的平台内的或平台之间的有区别的热膨胀。结果，减小了被施加在这些轮叶上的机械应力，尤其是减小在它们各自的叶片处被施加的机械应力。可选地，本专利技术可以包括如下的可以彼此组合或不进行组合的特征中的一个或多个。有利地，冷却装置被构造成相比中心轮叶更少地冷却第一端部轮叶。根据特定的实施例，冷却装置被构造成等同地冷却第一端部轮叶和第二端部轮叶。根据有利的实施例，喷嘴扇形部包括至少四个轮叶，该至少四个轮叶沿平台的周向方向在端部轮叶之间包括至少一个第二中心轮叶，冷却装置被构造成等同地冷却第一中心轮叶和第二中心轮叶。根据另一个有利的实施例，冷却装置包括用于喷嘴扇形部的轮叶中的每个的相同的冷却空气供给装置。本专利技术还涉及包括至少一个如上定义的喷嘴扇形部的用于涡轮机的涡轮。优选地，该涡轮为用于涡轮机的低压涡轮。优选地，如上定义的喷嘴扇形部是位于涡轮最上游处的第一涡轮级的一部分。本专利技术还涉及一种涡轮机，该涡轮机包括如上定义的涡轮。该涡轮机尤其是飞机涡轮机。最后，本专利技术涉及一种对用于涡轮机的喷嘴扇形部进行冷却的方法，包括相对于第一端部轮叶有区别地冷却第一中心轮叶的步骤。根据有利的实施例，有区别的冷却的步骤通过相比第一中心轮叶更少地冷却第一端部轮叶而达成。附图说明通过参照附图阅读示例性实施例的说明将更好地理解本专利技术，该示例性实施例通过纯说明性而决非限制性的目的给出，在附图中：-图1为根据本专利技术的第一实施例的、用于涡轮机的涡轮的局部示意图；-图2是根据第一实施例的、从涡轮喷嘴扇形部的下游观察到的局部正视示意图；-图3是沿着根据第一实施例的喷嘴扇形部的箭头A的侧视图；-图4是沿着喷嘴扇形部的轮叶的线IV-IV的横截面局部示意图；-图5是位于根据第一实施例的喷嘴轮叶中的一个喷嘴轮叶内部的冷却套的侧视图；以及-图6示出了用于对根据第一实施例的喷嘴扇形部的轮叶进行有区别地冷却的方法的实施。具体实施方式不同附图中的相同、相似或等同部件具有相同的附图标记，以便从一幅附图切换到另一附图。图1表示用于飞机涡轮机的低压涡轮2。低压涡轮2关于涡轮机的纵向轴线3是环形的。该轴线也是涡轮机1的旋转轴线。涡轮机1的纵向轴线3的方向(也称为轴向方向)是涡轮机1内的气体的主法向流动方向F的方向。在整个说明书中，应注意的是，术语上游和下游是关于该气体流动方向F(从上游到下游)考虑的。涡轮机的径向方向是垂直于涡轮机1的纵向轴线3的、朝向涡轮机外部的方向。围绕纵向轴线3的周向方向Z-Z是正交的径向方向。此外，除非另有说明，形容词和副词：轴向、径向、周向、轴向地和径向地均可参考上述的轴向、径向和周向方向来使用。在一方面，形容词：内和外以及在另一方面的形容词：下和上也取决于它们距纵向轴线3的距离而被定义。低压涡轮2包括被容置在涡轮外壳5中的多个级4。每个级4包括叶轮10和喷嘴20。叶轮10在被固定到外壳5的扇形化的环12内围绕纵向轴线3可旋转地移动。叶轮包括可移动轮叶9和盘11的环形排，可移动轮叶9通过从盘11径向延伸而被机械地接合在该盘中。喷嘴20是涡轮机定子的一部分。该喷嘴被分成环形扇形部22(图2)，每个环形扇形部包括彼此间隔开的固定轮叶8，并且固定轮叶轴向地夹在可移动轮叶9的环形排之间。固定轮叶8各自包括上平台24(也被称为径向外平台24)、下平台26(也被称为径向内平台26)以及在上平台24和下平台26之间径向延伸的叶片80。这些喷嘴轮叶8经由它们的上平台24通过图3中示出的上游紧固边缘32和下游紧固边缘30被紧固到外壳5。喷嘴20的固定轮叶8经受高的机械载荷，这些机械载荷尤其是通过这些轮叶8内的不同膨胀产生的。这些不同膨胀在第一喷嘴级21处被增强，因为第一喷嘴级中普遍存在尤其高的温度梯度。该第一喷嘴级21是在低压涡轮2中位于最上游的级的一部分。为了减小固定轮叶8的机械载荷，它们在喷嘴扇形部22内被有区别地冷却，以便更好地遵循更为刚性的平台24、26的机械变形。这种扇形部22尤其适用于第一喷嘴级21。参照图2，喷嘴扇形部22包括在上平台24和下平台26之间径向延伸的四个固定轮叶81、82、83、84。这些轮叶81、82、83、84沿周向方向Z-Z彼此间隔开。这些轮叶包括第一端部轮叶81、第二端部轮叶84以及第一中心轮叶82和第二中心轮叶83。中心轮叶82、83沿周向方向Z-Z位于端部轮叶81、84之间。同时参照图2和图3，扇形部22的固定轮叶8通过冷却管道37被供给冷却空气。管道37沿着固定轮叶的基本上对应于径向方向的叶展方向X-X完全地穿过固定轮叶。管道37在一方面通向上平台24，并且在另一方面通向喷嘴扇形部22的根部36处。对于喷嘴扇形部22的轮叶81、82、83、84中的每个来说，这些管道是相同的，对于该轮叶中的每个来说，这些管道形成冷却空气供给装置。喷嘴扇形部的轮叶81、82、83、84中的每个包括冷却孔44、46以将在其中流通的空气的一部分排出到涡轮机1的通道中。如在图4中可见的，一些冷却孔46在其前缘BA附近穿过轮叶的外壁40。如在图4中可见的，其他冷却孔44在其后缘BF附近穿过轮叶的外壁40。这些冷却孔沿叶展方向X-X基本上对齐并彼此间隔开。第一中心轮叶82的冷却孔44、46具有的横截面与第二中心轮叶83的冷却孔44、46的横截面基本上相同。另一方面，中心轮叶82、83的冷却孔44、46具有比端部轮叶81、84的冷却孔44、46更大的横截面，例如大出10％到50％的横截面，优选地，大出10％到15％的横截面。因此，中心轮叶82、83相比端部轮叶81、84被更多地冷却。由此，端部轮叶81、84在通过涡轮机的通道的热气体的作用下进一步膨胀，以更好地随同平台24、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于涡轮机(1)的涡轮(2)的喷嘴扇形部(22)，包括：用于支撑轮叶的径向外平台(24)，用于支撑轮叶的径向内平台(26)，第一端部轮叶(81)、第二端部轮叶(84)以及沿所述平台的周向方向(Z‑Z)处于所述端部轮叶(81，84)之间的至少一个第一中心轮叶(82，83)，所述轮叶(81，82，83，84)沿这些轮叶的叶展方向(X‑X)在所述平台(24，26)之间径向地延伸，用于冷却所述轮叶的冷却装置(37，50，44，46，54，56)，所述冷却装置被构造成通过使冷却空气在所述轮叶中的每个中流通来冷却所述轮叶(81，82，83，84)中的每个，其特征在于，所述冷却装置(37，50，44，46，54，56)被构造成至少相对于所述第一端部轮叶(81，84)有区别地冷却所述或每个中心轮叶(82，83)，所述冷却装置(37，50，44，46，54，56)包括冷却孔(44，46，54，56)，所述冷却孔穿过所述轮叶中的至少一个的外壁和/或所述轮叶内的冷却套，第一冷却孔(44，46，54，56)穿过所述端部轮叶中的第一端部轮叶(81，84)的外壁(40)，第二冷却孔(44，46，54，56)穿过所述第一中心轮叶(82，83)的外壁(40)，所述第二冷却孔的总面积大于所述第一冷却孔的总面积。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 FR 15587591.用于涡轮机(1)的涡轮(2)的喷嘴扇形部(22)，包括：用于支撑轮叶的径向外平台(24)，用于支撑轮叶的径向内平台(26)，第一端部轮叶(81)、第二端部轮叶(84)以及沿所述平台的周向方向(Z-Z)处于所述端部轮叶(81，84)之间的至少一个第一中心轮叶(82，83)，所述轮叶(81，82，83，84)沿这些轮叶的叶展方向(X-X)在所述平台(24，26)之间径向地延伸，用于冷却所述轮叶的冷却装置(37，50，44，46，54，56)，所述冷却装置被构造成通过使冷却空气在所述轮叶中的每个中流通来冷却所述轮叶(81，82，83，84)中的每个，其特征在于，所述冷却装置(37，50，44，46，54，56)被构造成至少相对于所述第一端部轮叶(81，84)有区别地冷却所述或每个中心轮叶(82，83)，所述冷却装置(37，50，44，46，54，56)包括冷却孔(44，46，54，56)，所述冷却孔穿过所述轮叶中的至少一个的外壁和/或所述轮叶内的冷却套，第一冷却孔(44，46，54，56)穿过所述端部轮叶中的第一端部轮叶(81，84)的外壁(40)，第二冷却孔(44，46，54，56)穿过所述第一中心轮叶(82，83)的外壁(40)，所述第二冷却孔的总面积大于所述第一冷却孔的总面积。2.根据前一项权利要求所述的喷嘴扇形部(22)，其中，所述冷却装置(37，50，44，46，54，56)被构造成相比所述中心轮叶(82，83)更少地冷却所述第一端部轮叶(81，84)。3.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴扇形部(22)，其中，所述冷却装置(37，50，44，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维尔·让·丹尼尔·巴马斯，安玛丽·阿莱特兹，安东尼·皮埃尔·比津，普拉加什·道格拉斯，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR