[发明专利]用于涡轮发动机的膜孔布置

说明书

一种用于涡轮发动机的发动机构件的设备和方法，该发动机构件包括外壁，该外壁将发动机构件外部的热流体流与发动机构件内部的冷却流体流分离。冷却回路可设在具有冷却通路的构件内。至少两个膜孔可延伸穿过外壁，以用于沿着壁的外部提供冷却膜。膜孔可相对于热流体流彼此重叠。

背景技术

涡轮发动机(并且特别是燃气或燃烧涡轮发动机)为旋转式发动机，其从穿过发动机到多个旋转的涡轮叶片上的燃烧气体流抽取能量。

用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作，以最大化发动机效率，因此对某些发动机构件(如高压涡轮和低压涡轮)的冷却可为有益的。典型地，冷却通过将来自高压和/或低压压缩机的较冷的空气用导管输送至需要冷却的发动机构件来完成。高压涡轮的温度在1000℃到2000℃左右，并且来自压缩机的冷却空气在500℃到700℃左右。虽然压缩机空气为高温的，但是它相对于涡轮空气为较冷的，并且可用于冷却涡轮。

当前的涡轮叶片通常包括一个或更多个内部冷却回路，以用于引导冷却空气穿过叶片以冷却叶片的不同部分，并且可包括专用冷却回路，以用于冷却叶片的不同部分，如叶片的前缘、后缘以及末端。冷却回路可通过一个或更多个膜孔从叶片排出。

发明内容

在一个方面中，本公开涉及一种用于涡轮发动机的翼型件，其包括周边壁，该周边壁界限内部并且限定压力侧和吸力侧，它们在前缘与后缘之间延伸，以限定沿翼弦方向的方向，并且在根部与末端之间延伸，以限定沿翼展方向的方向。冷却回路定位在翼型件内并且具有至少部分地延伸穿过内部的冷却通路。至少一排膜孔限定排轴线并且流体地联接于冷却回路，其中膜孔中的至少一些在外部上具有出口，并且出口正交于排轴线彼此重叠。

在另一方面中，本公开涉及一种用于涡轮发动机的构件，其生成热流体流并且提供冷却流体流。壁将热流体流与冷却流体流分离，并且具有面向热流体流的热表面和面向冷却流体流的冷却表面。至少一排膜孔设置在壁中，其中膜孔具有入口和出口并且流体地联接于冷却流体流，其中膜孔的出口沿着出口的最长截面范围限定出口轴线。膜孔排布置有出口，该出口沿正交于出口轴线的方向与相邻出口的部分重叠。

在又一方面中，本公开涉及一种冷却用于燃气涡轮发动机的构件的热表面的方法，其包括将冷却空气流沿着热表面发射穿过限定排轴线的一排膜孔，使得来自一个膜孔的冷却空气在相邻膜孔的至少一部分上流动。

实施方案1. 一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：

周边壁，其界限内部并且限定外部，其中压力侧和吸力侧在前缘与后缘之间延伸，以限定沿翼弦方向的方向，并且在根部与末端之间延伸，以限定沿翼展方向的方向；

冷却回路，其位于所述翼型件内并且具有至少部分地延伸穿过所述内部的冷却通路；以及

至少一排膜孔，其限定排轴线并且流体地联接于所述冷却回路，其中所述膜孔中的至少一些在所述外部上具有出口，并且所述出口正交于所述排轴线彼此重叠。

实施方案2. 根据实施方案1所述的翼型件，其特征在于，所述出口为非圆形的。

实施方案3. 根据实施方案2所述的翼型件，其特征在于，所述出口为细长的，具有相对的端部。

实施方案4. 根据实施方案3所述的翼型件，其特征在于，所述出口在所述相对端部之间的方向穿过所述周边壁沿着所述膜孔的部分在深度上增加。

实施方案5. 根据实施方案1所述的翼型件，其特征在于，至少排包括多个排。

实施方案6. 根据实施方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个排沿着所述前缘定位。

实施方案7. 根据实施方案1所述的翼型件，其特征在于，所述出口为细长的并且限定主轴线，其中所述膜孔相对于所述排轴线以一角定向。