[发明专利]用于具有冷却孔的涡轮发动机的部件

说明书

一种涉及用于涡轮发动机的翼型件的装置和方法，涡轮发动机具有外壁，外壁界定内部并且限定压力侧和吸入侧，压力侧和吸入侧在前缘和后缘之间延伸以限定弦向方向并且在根部和尖端之间延伸以限定跨度方向。翼型件包括第一冷却通道和第二冷却通道，第一冷却通道在内部中在跨度方向上延伸，第二冷却通道限定冲击表面并且位于第一冷却通道附近，内部壁将第一冷却通道与第二冷却通道分离，并且至少一个冷却孔穿过内部壁。

相关申请的交叉引用

该申请要求于2018年7月19日提交的美国专利申请No.16/039,646的优先权和权益，其整体并入文中。

技术领域

本公开涉及发动机部件中的冷却孔，并且更特别地涉及沿着部件的前缘的冷却孔。

背景技术

涡轮发动机，并且更特别地燃气或燃烧涡轮发动机，是旋转发动机，其将能量从经过发动机的燃烧气体流中提取到多个旋转涡轮叶片上。

发动机效率随着燃烧气体的温度而增加。然而，燃烧气体沿着它们的流动路径加热各种部件，这反过来需要冷却它们以实现长的发动机寿命。通常，通过来自压缩机的引气来冷却热气路径部件。这种冷却处理减少发动机效率，因为引出的空气不被使用在燃烧过程中。

涡轮发动机冷却技术是成熟的，并且应用到各种热气路径部件中的冷却回路和特征的各种方面。例如，燃烧器包括径向外衬套和内衬套，其在操作期间需要冷却。涡轮喷嘴包括支撑在外带和内带之间的中空轮叶，其也需要冷却。涡轮转子叶片是中空的并且通常在其中包括冷却回路，其中通过涡轮护罩围绕叶片，涡轮护罩也需要冷却。热燃烧气体通过排出口排出，排出口也可以是有衬套的，并且被适当地冷却。

在所有的这些示范性涡轮发动机部件中，高强度的超合金金属的薄金属壁典型地被用于增强耐久性，同时最小化对其冷却的需要。各种冷却回路和特征是对发动机中其对应环境中的这些单独部件而定制的。

现代的涡轮叶片大体包括用于通过叶片输送冷却空气以冷却叶片的不同部分的一个以上内部冷却回路，并且可以包括用于冷却叶片的不同部分的专用冷却回路，诸如叶片的前缘、后缘和尖端。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的翼型件，翼型件包含外壁、第一冷却通道、第二冷却通道、内部壁和至少一个冷却孔，外壁界定内部并且限定压力侧和吸入侧，压力侧和吸入侧在前缘和后缘之间延伸以限定弦向方向并且在根部和尖端之间延伸以限定跨度方向，第一冷却通道在内部中在跨度方向上延伸并且限定拐角，第二冷却通道限定冲击表面并且位于第一冷却通道附近，内部壁将第一冷却通道与第二冷却通道分离，至少一个冷却孔穿过内部壁并且具有在拐角处的入口、在第二冷却通道处的出口以及在入口和出口之间延伸的连接通道，其中连接通道具有至少通过在第一方向上延伸的第一部分以及在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二部分限定的弯曲部。

在另一方面，本公开涉及一种生成热气流体流并且提供冷却流体流的涡轮发动机的部件，部件包含壁、第一冷却通道、第二冷却通道、内部壁和至少一个冷却孔，壁将热气流体流与冷却流体流分离，形成内部并且具有加热表面和冷却表面，热气流体流沿着加热表面流动，并且冷却表面面向冷却流体流，第一冷却通道限定冷却表面并且形成在内部中并且具有拐角，第二冷却通道限定冲击表面并且位于第一冷却通道附近，内部壁将第一冷却通道与第二冷却通道分离，至少一个冷却孔穿过内部壁并且具有在拐角处的入口、在第二冷却通道处的出口以及在入口和出口之间延伸的连接通道，其中连接通道具有至少通过在第一方向上延伸的第一部分以及在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二部分限定的弯曲部。

在又一方面，本公开涉及一种用于冷却具有内部冷却通道和冲击腔的发动机部件的方法，该方法包含使流体流动通过冷却孔，冷却孔通过使流体在第一方向上且然后在不同于第一方向的第二方向上流动通过冷却孔来连接内部冷却通道和冲击腔，以及在流体穿过冷却孔时使流体加速。

附图说明

在附图中：