[发明专利]用于冷却燃气涡轮发动机的部件的系统和方法

权利要求书

1.一种用于冷却包括压缩机区段和涡轮区段且限定径向方向的燃气涡轮发动机的部件的系统，所述部件定位在所述涡轮区段内，且所述系统包括：

涡轮转子叶片，所述涡轮转子叶片定位在所述涡轮区段内且限定用于提供穿过所述涡轮转子叶片的冷却气流的冷却通道，所述冷却通道具有与所述燃气涡轮发动机的所述压缩机区段气流连通的进口和沿着径向方向与所述进口间隔开的出口，所述涡轮转子叶片包括叶片尖端，所述冷却通道的出口形成在所述涡轮转子叶片的所述叶片尖端上；

壳体，所述壳体沿着径向方向与所述叶片尖端间隔开，所述壳体限定与所述冷却通道的出口气流连通的孔；以及

冷却剂管道组件，所述冷却剂管道组件与所述壳体的孔气流连通，用于从所述涡轮转子叶片中的所述冷却通道的出口接收所述冷却气流的至少一部分并且将所述冷却气流分配至所述燃气涡轮发动机的所述部件，所述冷却剂管道组件包括用于从要被提供至所述部件的所述冷却气流去除热的热交换器，所述热交换器定位在所述壳体的所述孔的下游且在所述燃气涡轮发动机的所述部件的上游；

其中所述部件包括第一轮叶和第二轮叶，所述第一轮叶定位于所述涡轮转子叶片的前方且所述第二轮叶定位于所述涡轮转子叶片的后方，其中所述冷却剂管道组件还包括各自在接头处汇合的第一管道和第二管道，所述第一管道将冷却气流的第一部分提供至所述第一轮叶，且所述第二管道将冷却气流的第二部分提供至所述第二轮叶，且其中所述热交换器在所述接头下游的位置处可与所述第一管道、所述第二管道或两者操作或定位在所述第一管道、所述第二管道或两者的上游。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述壳体限定凹部，以及其中，所述孔形成在所述凹部的内表面上。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述涡轮转子叶片的所述叶片尖端包括叶片尖端护罩。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述冷却通道的所述出口形成在所述叶片尖端护罩的表面上。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述部件还包括涡轮护罩。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二轮叶在所述涡轮区段内定位于所述涡轮转子叶片的后方。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一轮叶在所述涡轮区段内定位于所述涡轮转子叶片的前方。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述热交换器构造成空气-空气热交换器、油-空气热交换器和燃料-空气热交换器中的至少一者。

9.一种用于冷却燃气涡轮发动机的部件的方法，所述燃气涡轮发动机限定径向方向并且包括涡轮转子叶片和壳体，所述涡轮转子叶片限定冷却通道并且包括叶片尖端，所述方法包括：

使冷却气流流过所述涡轮转子叶片的所述冷却通道，所述冷却通道具有进口和形成在所述涡轮转子叶片的所述叶片尖端上的出口；

利用限定在所述燃气涡轮发动机的所述壳体中的孔接收离开所述冷却通道的所述出口的所述冷却气流的至少一部分，所述壳体沿着径向方向与叶片尖端间隔开；

通过所述燃气涡轮发动机的冷却剂管道组件向所述燃气涡轮发动机的所述部件提供利用限定在所述壳体中的孔接收的冷却气流；以及

在向所述部件提供所述冷却气流之前利用处于所述壳体的所述孔的下游的位置处的热交换器从利用限定在所述壳体中的所述孔接收的所述冷却气流去除热；

其中所述部件包括第一轮叶和第二轮叶，所述第一轮叶定位于所述涡轮转子叶片的前方且所述第二轮叶定位于所述涡轮转子叶片的后方，其中所述冷却剂管道组件还包括各自在接头处汇合的第一管道和第二管道，所述第一管道将冷却气流的第一部分提供至所述第一轮叶，且所述第二管道将冷却气流的第二部分提供至所述第二轮叶，且其中所述热交换器在所述接头下游的位置处可与所述第一管道、所述第二管道或两者操作或定位在所述第一管道、所述第二管道或两者的上游。