[发明专利]具有流动增强器的发动机部件

说明书

本发明提供了关于涡轮发动机的翼型件和翼型件内的冷却通道的设备和方法。翼型件包括外壁，外壁限定内部，并由压力侧和吸力侧界定，压力侧和吸力侧在限定弦向方向的前缘和后缘之间轴向地延伸，并在限定展向方向的根部和尖端之间径向地延伸。而且，翼型件包括位于内部中的肋和在肋之间延伸的流动增强器。

技术领域

本公开涉及涡轮发动机，特别是燃气或燃烧涡轮发动机是从通过发动机到众多旋转涡轮叶片上的燃烧气体流提取能量的旋转发动机。

背景技术

用于飞行器的涡轮发动机(例如燃气涡轮发动机)常常设计成在高温下运行以最大化发动机效率，所以冷却某些发动机部件(例如高压涡轮和低压涡轮)可能是有益的。通常，冷却是通过用管道将较冷空气从高压和/或低压压缩机送到需要冷却的发动机部件来完成的。高压涡轮中的温度大约1000℃到2000℃，来自压缩机的冷却空气大约500℃到700℃。尽管压缩机空气为高温，但相对于涡轮空气则较冷，可用来冷却涡轮。

现代的涡轮部件(例如翼型件)可以包括一个或多个内部冷却回路，以用于将冷却空气传送通过翼型件，以冷却翼型件的不同部分，并且现代的涡轮部件可以包括专用冷却回路，以用于冷却翼型件的不同部分，例如前缘、后缘或尖端。

发明内容

在一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：外壁，所述外壁限定内部，并由压力侧和吸力侧界定，所述压力侧和吸力侧在限定弦向方向的前缘和后缘之间轴向地延伸，并在限定展向方向的根部和尖端之间径向地延伸；至少两个肋，所述至少两个肋位于所述内部中并在所述压力侧和所述吸力侧之间延伸，并呈间隔关系布置，以至少部分地限定所述内部中的冷却通道；以及流动增强器，所述流动增强器在所述至少两个肋之间延伸并与所述压力侧和吸力侧隔开。

可选地，翼型件还包括在展向方向上沿所述压力侧和吸力侧延伸的所述至少两个肋。至少一个流动增强器是在所述至少两个肋之间延伸并在展向方向隔开的多个流动增强器。所述多个流动增强器在所述展向方向上对齐。可选地，至少两个肋包括多个肋，所述多个肋在所述弦向方向上隔开，并至少部分地限定在所述弦向方向上隔开的多个冷却通道。所述至少一个流动增强器包括在所述至少两个肋之间延伸并位于所述多个冷却通道内的多个流动增强器。所述多个流动增强器中的至少一些布置在弦向方向上。所述多个流动增强器中的至少一些沿拱弧线布置在所述弦向方向上。可选地，所述至少一个流动增强器沿拱弧线延伸，所述拱弧线在所述翼型件的轴向中心。可选地，所述至少一个流动增强器相对于与所述展向方向正交的平面形成0度到80度之间的角。

在另一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的发动机部件，所述发动机部件包括：外壁，所述外壁限定内部，并由压力侧和吸力侧界定，所述压力侧和吸力侧在限定弦向方向的前缘和后缘之间轴向地延伸，并在限定展向方向的根部和尖端之间径向地延伸；至少两个肋，所述至少两个肋位于所述内部中并在所述压力侧和所述吸力侧之间延伸，并呈间隔关系布置，以至少部分地限定所述内部中的冷却通道；以及流动增强器，所述流动增强器在所述至少两个肋之间延伸并与所述压力侧和吸力侧隔开。

可选地，发动机部件包括沿着所述压力侧和吸力侧在展向方向延伸的所述至少两个肋。发动机部件还包括在所述至少两个肋之间延伸并在展向方向隔开的多个流动增强器。多个流动增强器在所述展向方向对齐。可选地，至少两个肋包括多个肋，所述多个肋在所述弦向方向隔开并至少部分地限定在所述弦向方向隔开的多个冷却通道。流动增强器包括在所述至少两个肋之间延伸并位于所述多个冷却通道内的多个流动增强器。所述多个流动增强器中的至少一些布置在弦向方向上。所述多个流动增强器中的至少一些沿拱弧线布置在所述弦向方向上。可选地，所述流动增强器沿拱弧线延伸，所述拱弧线在所述发动机部件的轴向中心。可选地，所述流动增强器相对于与所述展向方向正交的平面形成0度到80度之间的角。

在又一方面，本公开涉及一种提高在用于涡轮发动机的部件中的冷却通道处的冷却流体的流速的方法，所述部件具有外壁和在所述部件中心的拱弧线，所述方法包括：使空气沿着所述冷却通道的外壁以及在流动增强器周围流动，所述流动增强器在跨越所述外壁之间的一对隔开的内部壁之间延伸。