用于冷却燃气涡轮发动机的部件的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107339125A(43)申请公布日2017.11.10(21)申请号201710293959.2(22)申请日2017.04.28(30)优先权数据15/1448572016.05.03US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人R.S.班克R.C.格罗夫斯二世(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军李强(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图7页(54)发明名称用于冷却燃气涡轮发动机的部件的系统和方法(57)摘要本发明涉及一种用于冷却燃气涡轮发动机的部件的方法，其包括使冷却气流流过涡轮转子叶片的冷却通道，其中，冷却通道包括进口和形成在涡轮转子叶片的叶片尖端上的出口。该方法还包括利用限定在燃气涡轮发动机的壳体中的孔接收离开冷却通道的出口的冷却气流的至少一部分，其中，壳体沿着径向方向与叶片尖端间隔开。另外，该方法包括通过燃气涡轮发动机的冷却剂管道组件向燃气涡轮机的部件提供利用限定在壳体中的孔所接收的冷却气流。CN107339125ACN107339125A权利要求书1/2页1.一种用于冷却限定径向方向的燃气涡轮发动机的部件的系统，所述系统包括：涡轮转子叶片，所述涡轮转子叶片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。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，其中所述部件是涡轮护罩。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述部件是轮叶。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述轮叶定位于所述涡轮转子叶片的尾部。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述轮叶定位于所述涡轮转子叶片的前方。9.根据权利要求1所述的系统，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，所述第二轮叶定位于所述涡轮转子叶片的尾部。10.根据权利要求1所述的系统，其中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。11.根据权利要求10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-空气热交换器或燃料-空气热交换器中的至少一者。12.一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；以及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。13.根据权利要求12所述的方法，其中还包括：在向所述部件提供所述冷却气流之前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。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述冷却剂管道组件包括热交换器，所述热交换器用于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。2CN107339125A权利要求书2/2页15.根据权利要求13所述的方法，其中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包括使所述冷却气流与来自定位在所述涡轮转子叶片的前方的所述燃气涡轮发动机的压缩机的冷却气流合并。16.根据权利要求12所述的方法，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，所述第二轮叶定位于所述涡轮转子叶片的尾部。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述冷却剂管道包括第一管道和第二管道，第一管道将冷却气流的第一部分提供至所述第一轮叶，第二管道将冷却气流的第二部分提供至第二轮叶。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一管道包括用于从所述冷却气流的第一部分去除热的热交换器。19