[发明专利]用于燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴段和系统

说明书

本公开提供了用于燃气涡轮发动机的燃料喷嘴段和系统。举例来说，一种涡轮喷嘴段包括：在前边缘与后边缘之间轴向延伸的翼型件；界定流径内部边界的部分的内部带；以及界定流径外部边界的部分的外部带。翼型件后边缘部分界定所述后边缘，并轴向地延伸超出所述内部带和所述外部带，使得所述后边缘轴向地界定于所述内部带和外部带后端后面。一种示范性涡轮喷嘴系统包括：所述涡轮喷嘴段；外部部件，所述外部部件在所述后边缘部分外端处定位于所述外部带后面以沿着所述后边缘部分界定所述流径外部边界；以及内部部件，所述内部部件在所述后边缘部分内端处定位于所述内部带后面以沿着所述后边缘部分界定所述流径内部边界。

技术领域

本公开主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更确切地说，本公开主题涉及燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。另外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括呈串流次序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气从风扇提供到压缩机区段的入口，在所述压缩机区段中，一个或多个轴向压缩机渐进地压缩空气，直到空气到达燃烧区段为止。燃料与压缩空气混合并在燃烧部段内燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被传送到涡轮区段。通过涡轮机区段的燃烧气体流驱动涡轮机区段，并接着被传送通过排气区段，例如传送到大气环境。

更具体地说，燃烧段包括燃烧器，其具有由燃烧器衬里界定的燃烧腔室。在燃烧器下游，涡轮段包括一个或多个级，例如，每个级可含有布置于涡轮喷嘴组合件中的多个静止的喷嘴翼型件，以及附接到由燃烧气体流驱动远离叶片翼型件的转子的多个叶片翼型件。涡轮段还可具有其它配置。在任何情况下，典型涡轮喷嘴组合件包括大体上被称作内部带的内部边界和大体上被称作外部带的外部边界，且多个喷嘴翼型件从内部带延伸到外部带。

典型的涡轮喷嘴内部带和外部带的后端，即，内部带和外部带的接近每个喷嘴翼型件的后边缘的部分，会经历压迫力并降低所述带的耐久性的高温。举例来说，用于冷却空气的膜的孔必须界定于翼型件之间的喉部上游，以最小化空气动力学效率损失。因此，大部分冷却膜在到达带的后区域之前耗散，使得冷却膜很大程度上不会有益于内部带和外部带的后区域。作为另一实例，施加到内部带和外部带的热屏障涂层（TBC）易于散裂，这会降低TBC的有效性，且TBC通常在相对表面的冷却最小的区域中，例如在内部和外部涡轮喷嘴带中的后区域中，具有有限的效果。

因此，改善型涡轮喷嘴后带部分将合乎需要。举例来说，在涡轮喷嘴内部带的后区域和涡轮喷嘴外部带的后区域中利用例如陶瓷基质复合（ceramic matrix composite，CMC）材料等高温材料的涡轮喷嘴组合件将是有益的。作为特定实例，包括以下各项的涡轮喷嘴系统将是有利的：具有轴向裁剪的内部带和外部带的涡轮喷嘴段、形成内部带的后部分的CMC内部部件、和形成外部带的后部分的CMC外部部件。此外，具有包括CMC外部部件的CMC防护罩的涡轮喷嘴系统将是有用的。

发明内容

本公开的各方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或可从所述描述显而易见，或可通过本公开的实践得知。

在本公开主题的一个示范性实施例中，提供一种用于燃气涡轮发动机的涡轮喷嘴段。所述涡轮喷嘴段包括：在前边缘与后边缘之间轴向延伸的翼型件；界定流径的内部边界的部分的内部带；以及界定所述流径的外部边界的部分的外部带。所述翼型件包括界定所述后边缘的后边缘部分，且所述翼型件的所述后边缘部分轴向地延伸超出所述内部带和所述外部带，使得所述后边缘轴向地界定于所述内部带的后端和所述外部带的后端后面。