[发明专利]燃气涡轮发动机及用于其的冷却回路

说明书

技术领域

本公开内容大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的冷却回路。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括成串流顺序的入口区段、压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气进入入口区段且流至压缩机区段，在该处，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其达到燃烧区段。燃料与压缩空气混合，且在燃烧区段内焚烧，从而产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流动穿过限定在涡轮区段内的热气体通路，且然后经由排气区段流出涡轮区段。

在特定构造中，压缩机区段包括成串流顺序的低压压缩机("LP压缩机")和高压压缩机("HP压缩机")。LP压缩机和HP压缩机可包括一个或多个沿轴向间隔开的级。各个级均可包括一排沿周向间隔开的定子导叶，以及定位在该排定子导叶下游的一排沿周向间隔开的转子叶片。定子导叶将流过压缩机区段的空气引导到转子叶片上，转子叶片将动能给予空气以增大其压力。

大体上，期望的是燃气涡轮发动机具有高总体压力比("OPR"，压缩机区段的前部和后部处的停滞压力的比率)。通常，较高的OPR表示较高的燃气涡轮效率。然而，高OPR导致高压缩机排放温度和压缩机区段的后部或下游级中的高温。

转子叶片可由限制燃气涡轮发动机的OPR的材料构成。即，转子叶片的材料性质限制压缩机可经历的温度。在此方面，转子叶片的材料性质可妨碍燃气涡轮发动机的效率。因此，具有允许升高的压缩机温度的冷却回路的燃气涡轮发动机将是技术中受欢迎的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明理解到。

一方面，本公开内容针对一种用于燃气涡轮发动机的冷却回路。冷却回路包括具有连接部分的转子叶片以及具有第一轴向侧和第二轴向侧的转子盘。转子盘限定连接槽以及在第一轴向侧和第二轴向侧之间延伸的冷却通道。连接槽接纳连接部分以将转子叶片联接至转子盘。冷却空气流过冷却通道。

本公开内容的另一方面针对一种具有压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段的燃气涡轮发动机。压缩机区段包括限定压缩气体通路的一排定子导叶和一排转子叶片。各个转子叶片包括连接部分以及具有第一轴向侧和第二轴向侧的转子盘。转子盘限定在第一轴向侧与第二周向侧之间延伸的冷却通道以及接纳转子叶片的连接部分以将转子叶片联接至转子盘的一个或多个连接槽。间隔物联接至转子盘且与一排定子导叶滑动接触。间隔物限定与冷却通道流体连通的延伸穿过其间的进气端口。来自压缩气体通路的冷却空气流过进气端口到冷却通道中。

技术方案1. 一种用于燃气涡轮发动机的冷却回路，包括：

包括连接部分的转子叶片；以及

包括第一轴向侧和第二轴向侧的转子盘，所述转子盘限定连接槽和在所述第一轴向侧与所述第二轴向侧之间延伸的冷却通道；

其中所述连接槽接纳所述连接部分以将所述转子叶片联接至所述转子盘；且

其中冷却空气流过所述冷却通道。

技术方案2. 根据技术方案1所述的冷却回路，其中，所述转子叶片和所述转子盘定位在所述燃气涡轮发动机的高压压缩机部分中。

技术方案3. 根据技术方案1所述的冷却回路，其中，所述连接部分为燕尾部，且所述连接槽为燕尾槽。

技术方案4. 根据技术方案3所述的冷却回路，其中，所述燕尾槽为轴向燕尾槽。

技术方案5. 根据技术方案3所述的冷却回路，其中，所述燕尾槽为周向燕尾槽。

技术方案6. 根据技术方案5所述的冷却回路，其中，所述冷却通道包括在所述第一轴向侧与所述周向燕尾槽之间延伸的第一部分和在所述周向燕尾槽与所述第二轴向侧之间延伸的第二部分，且其中冷却空气流过所述冷却通道的第一部分、所述周向燕尾槽和所述冷却通道的第二部分。

技术方案7. 根据技术方案1所述的冷却回路，其中，所述冷却通道定位在所述连接槽的径向内侧。

技术方案8. 根据技术方案1所述的冷却回路，其中，所述冷却空气从所述燃气涡轮发动机的压缩机部分放出。

技术方案9. 根据技术方案1所述的冷却回路，其中，所述转子叶片包括多个沿周向间隔开的转子叶片；其中所述连接槽包括多个沿周向间隔开的连接槽，所述多个沿周向间隔开的连接槽中的每一个接纳所述沿周向间隔开的转子叶片中的一个；且其中所述冷却通道包括多个冷却通道。

技术方案10. 根据技术方案9所述的冷却回路，其中，所述多个冷却通道中的每一个沿周向间隔开。

技术方案11. 一种燃气涡轮发动机，包括：

燃烧区段；

涡轮区段；以及