本發(fā)明涉及一種利用冷卻介質(zhì)冷卻渦輪組件的至少一部分的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片和定子導(dǎo)葉等的翼型狀渦輪組件,和用在這樣的組成部件中以幫助冷卻和密封系統(tǒng)的跨接管(jumper tube)。
背景技術(shù):
現(xiàn)代的渦輪機(jī)經(jīng)常在極高的溫度下操作。溫度對(duì)渦輪機(jī)葉片、定子導(dǎo)葉和周圍組成部件的影響可能對(duì)渦輪機(jī)的高效操作是有害的,并且在極端情況下可能會(huì)導(dǎo)致這樣的組成部件的變形和可能的故障。為了克服該風(fēng)險(xiǎn),高溫渦輪機(jī)可以包括中空葉片或?qū)~,中空葉片或?qū)~結(jié)合有所謂的跨接管,以通過使冷卻和密封流動(dòng)內(nèi)的熱拾取最小化來幫助這些冷卻和密封流動(dòng)系統(tǒng),這可能對(duì)于翼型組件的盤區(qū)域尤其關(guān)鍵。
這些所謂的跨接管是在葉片或?qū)~內(nèi)徑向走向的中空管??諝獗黄冗M(jìn)入并沿著這些管。設(shè)計(jì)意圖是使流動(dòng)在通過管時(shí)的熱拾取最小化。為了防止從跨接管到翼型的熱傳遞,跨接管布置有關(guān)于翼型空腔壁的空氣間隙。空氣間隙創(chuàng)建了相對(duì)低的熱導(dǎo)率的隔熱層??缈諝忾g隙的熱傳遞很大程度上是通過輻射。
通過使高流動(dòng)速率通過跨接管操作,該設(shè)計(jì)工作得非常好。然而,通過跨接管的低流動(dòng)速率出現(xiàn)了問題,引起冷卻流的高的熱拾取。當(dāng)該溫度上升變得過大時(shí),可能會(huì)顯著地影響盤冷卻系統(tǒng)的整體性,并要求過量的冷卻來補(bǔ)償。
本發(fā)明的第一目的是提供一種用于利用冷卻介質(zhì)冷卻渦輪組件的至少一部分(尤其是盤區(qū)域)的方法,利用該方法可以減輕上述缺點(diǎn),并且尤其是有助于空氣動(dòng)力更加高效的翼型和燃?xì)鉁u輪機(jī)組成部件。
本發(fā)明的第二目的是提供一種諸如渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片和定子導(dǎo)葉等的有利的翼型狀渦輪組件。本發(fā)明的第三目的是提供一種出于冷卻的目的而用在這樣的組件中的有利的跨接管。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明提供了一種用于利用冷卻介質(zhì)冷卻渦輪組件的至少一部分、尤其是盤區(qū)域的方法,其中渦輪組件包括:基本中空的翼型,具有在翼型的跨度方向上跨越翼型的至少一個(gè)空腔;外平臺(tái)和內(nèi)平臺(tái),均包括至少一個(gè)空腔,至少一個(gè)空腔跨越沿著翼型的空腔的整個(gè)長度在跨度方向上延伸的至少一個(gè)跨接管彼此流動(dòng)連通;并且使基本密封的間隙布置在跨接管的外表面與翼型的空腔壁的內(nèi)表面之間。
提供的是,冷卻介質(zhì)的一部分直接鄰近于外平臺(tái)離開跨接管并進(jìn)入跨接管和翼型的空腔壁之間的間隙,其中冷卻介質(zhì)沿著間隙在跨度方向上基本不受妨礙且直線地行進(jìn)并且其中冷卻介質(zhì)直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)和/或在內(nèi)平臺(tái)處離開間隙。
歸因于發(fā)明方法,與跨接管的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(尤其是低跨接管流動(dòng)速率)相比,過度熱拾取可以被避免。發(fā)明是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)做出的簡單修改,因此節(jié)省成本和構(gòu)造努力。此外,可以容易地將現(xiàn)有設(shè)計(jì)改型。雖然一些冷卻流動(dòng)用來緩沖空氣間隙空腔,但是當(dāng)用來補(bǔ)償通過跨接管的過度流動(dòng)時(shí),量僅是降低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的熱拾取所要求的量的部分。
即使在權(quán)利要求和說明書中以單數(shù)或具體數(shù)字的形式使用了像翼型、平臺(tái)、空腔、跨接管、間隙、壁段或孔這樣的術(shù)語,但專利(申請(qǐng))的范圍不應(yīng)當(dāng)限于單數(shù)或具體數(shù)字的形式。具有布置一個(gè)或多個(gè)上述結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)處于發(fā)明的范圍中。
渦輪組件旨在是指設(shè)置用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(如燃?xì)鉁u輪機(jī))的組件,其中組件擁有至少一個(gè)翼型。優(yōu)選地,渦輪組件具有渦輪機(jī)葉輪和有著周向布置的翼型和布置在翼型(包括多個(gè))的相對(duì)端部處的外、內(nèi)平臺(tái)的渦輪機(jī)級(jí)聯(lián)(cascade)。渦輪組件的待冷卻的部分可以是在徑向方向上布置在翼型與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸線之間的任何部分并且優(yōu)選為盤。在渦輪機(jī)葉輪的情況中,若干翼型通過盤相互連接。這樣的盤和周圍的盤區(qū)域旨在由渦輪組件冷卻。
在渦輪機(jī)葉輪的情況中,盤區(qū)域由渦輪機(jī)葉輪的翼型冷卻。在渦輪機(jī)級(jí)聯(lián)的情況中,布置在渦輪機(jī)葉輪上游和下游的盤區(qū)域進(jìn)而被冷卻,其中術(shù)語上游和下游是指通過渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流動(dòng)和/或工作氣體流動(dòng)的流動(dòng)方向。因此,渦輪組件可以包括具有平臺(tái)的兩個(gè)翼型,其中翼型在工作氣體的流動(dòng)方向上一個(gè)接一個(gè)地布置,一個(gè)是渦輪機(jī)級(jí)聯(lián)(渦輪導(dǎo)葉)的翼型并且另一個(gè)是渦輪機(jī)葉輪(渦輪機(jī)葉片)的翼型。
在該上下文中,“基本中空的翼型”是指具有殼體的翼型,其中殼體圍住至少一個(gè)空腔。將翼型中的不同空腔相互分開并且例如在翼型的跨度方向上延伸的結(jié)構(gòu)(例如裂口)不妨礙“基本中空的翼型”的限定。優(yōu)選地,翼型是中空的。特別地,在以下描述中稱作翼型的基本中空的翼型具有兩個(gè)冷卻區(qū)域,在翼型的前緣的跨接管冷卻區(qū)域和在后緣的現(xiàn)有技術(shù)水平的銷-翅/基座冷卻區(qū)域。這些區(qū)域可以通過裂口(rip)相互分開。
各平臺(tái)優(yōu)選均包括基本垂直于翼型的跨度方向布置的至少一個(gè)壁段,其中平臺(tái)的壁段布置在翼型的相反端部處并且朝向彼此基本平行。壁段旨在是指渦輪組件的限定空腔的至少一部分并且特別是翼型的空腔的至少一部分的區(qū)域。此外,壁段包括提供對(duì)翼型的空腔的訪問的孔并且可以部分地覆蓋該空腔。此外,插入的跨接管可以在跨度方向上至少跨越孔的一部分。
在壁段的布置的范圍中,如“基本垂直”于跨度方向也應(yīng)當(dāng)處于壁段關(guān)于跨度方向的大約30°發(fā)散內(nèi)。優(yōu)選地,壁段垂直于跨度方向布置。此外,“基本平行的布置”旨在是指壁段的布置關(guān)于彼此的從其嚴(yán)格平行的布置發(fā)散大約30°。翼型的跨度方向被限定為基本垂直于(優(yōu)選垂直于)從翼型的前緣到后緣的方向延伸的方向。
在該上下文中平臺(tái)的空腔旨在是指至少兩個(gè)、優(yōu)選四個(gè)側(cè)邊包圍成的空間,該空間在從平臺(tái)或其壁段在至少一個(gè)徑向側(cè)邊處徑向地圍成。相對(duì)的徑向側(cè)邊可以例如由殼體限制,如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝渦輪組件的殼體。通過側(cè)壁、殼體中或它們之間的狹槽或孔的流動(dòng)連通不應(yīng)當(dāng)妨礙包圍或圍住的含義。
在該上下文中跨接管旨在是指中空結(jié)構(gòu)(如管狀管),其首要功能是連接平臺(tái)的空腔和橋接翼型的跨度,以為冷卻介質(zhì)提供以最小熱拾取流動(dòng)的通道。雖然不是其最初功能,但它可以用來提供翼型自身的冷卻。因此,跨接管不是沖擊管,沖擊管的首要功能是通過離開多個(gè)孔并沖擊在空腔壁上的冷卻介質(zhì)的噴射來冷卻容納沖擊管的翼型的空腔的壁。
與沖擊管相比,跨接管具有或者很可能具有以下方面:
-通過跨接管的端部進(jìn)入跨接管的空氣部分更大。然而,所流過的流動(dòng)會(huì)顯著地取決于系統(tǒng)要求而變化。
-在跨接管的表面(壁)中的總孔/開口面積較小。
-在跨接管端部的截面顯著地大于在表面(壁)中的孔/開口面積。通過特定地設(shè)計(jì)入口和出口面積可以使得壓力下降最小化。
-較低或最小數(shù)量的孔/開口。
-孔/開口的位置是不同的,基本上、不均勻地沿著跨接管的跨度長度和/或輪廓/圓周分布。
-管與翼型壁之間很可能是較大距離。
-不遵循翼型的輪廓,跨接管與翼型空腔壁之間不大可能是相當(dāng)恒定的間隙。
-獨(dú)立于翼型輪廓(即,圓形)的輪廓。
-冷卻介質(zhì)將會(huì)以與進(jìn)入時(shí)相比與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線/軸線有關(guān)的較小半徑離開跨接管。換言之,由冷卻空氣行進(jìn)過的跨度長度較大。
“基本密封的間隙”旨在是指至少90%、優(yōu)選至少95%并且最優(yōu)選至少98%的空間關(guān)于其環(huán)境被密封。因此,允許與間隙周圍的環(huán)境流動(dòng)連通的孔或狹槽不應(yīng)當(dāng)妨礙密封的間隙的限定。間隙至少由跨接管的外表面與翼型的空腔壁的內(nèi)表面包圍并且優(yōu)選徑向上由平臺(tái)的壁段的部分包圍。
離開跨接管的冷卻介質(zhì)的部分是從外平臺(tái)的空腔進(jìn)入跨接管的冷卻介質(zhì)的小部分和/或小于10%。在間隙中行進(jìn)過的冷卻介質(zhì)的目的是使輻射熱傳遞或者更確切地說熱通量排走。所需要的進(jìn)入間隙并在間隙中行進(jìn)過的冷卻介質(zhì)的量例如取決于翼型和/或跨接管的所使用的方法。因此,熱通量可以例如發(fā)生在兩個(gè)金屬表面、或金屬與陶瓷表面之間。在陶瓷表面的情況中,陶瓷的低熱導(dǎo)率將會(huì)顯著地降低對(duì)吹掃流動(dòng)的需要并且將例如小于2%。因此,間隙提供了用于冷卻介質(zhì)關(guān)于沿著跨接管的主冷卻流動(dòng)的旁通。冷卻介質(zhì)的主流動(dòng)用于盤區(qū)域和周圍區(qū)域的冷卻。
短語“直接鄰近”應(yīng)當(dāng)理解為在緊密靠近和/或通過跨接管離開理解為“在間隙的徑向開始處”和通過內(nèi)平臺(tái)或在內(nèi)平臺(tái)處從間隙離開理解為“在間隙的徑向結(jié)束處”。此外,離開分別直接鄰近于外、內(nèi)平臺(tái)的壁段發(fā)生。此外,冷卻介質(zhì)的流動(dòng)離開間隙進(jìn)入氣體路徑并且特別是遠(yuǎn)離待冷卻的盤。
在該上下文中“基本不受妨礙且直線的”應(yīng)當(dāng)理解為在徑向方向上不受干擾或直線向前、和/或不創(chuàng)建不必要和/或充沛的壓力降,其中冷卻介質(zhì)圍繞跨接管(即在周向方向上)的流動(dòng)和/或例如由于與間隙的壁的碰撞或壁的不規(guī)則性引起的小湍流不應(yīng)妨礙實(shí)施例解釋為不受妨礙且直線的。
有利地,翼型包括單個(gè)空腔。但是發(fā)明也可以被實(shí)施用于包括兩個(gè)或更多空腔的翼型,例如它們中的每一個(gè)容納至少一個(gè)跨接管和/或是作為翅-銷/基座冷卻區(qū)域的一部分的空腔。
優(yōu)選地,沿著間隙在跨度方向上流動(dòng)的冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)為跨接管提供了隔熱,以防止跨接管與翼型的空腔壁之間的熱傳遞。因此,通過使用冷卻空氣的緩沖層來有效地屏蔽跨接管,可以使跨接管流動(dòng)的熱拾取最小化??缃庸芰鲃?dòng)的溫度上升可以通過改變通過緩沖空腔的流動(dòng)的量來調(diào)節(jié)。
在進(jìn)一步的有利實(shí)施例中,間隙的跨度長度的至少80%、優(yōu)選至少90%并且最優(yōu)選至少95%由冷卻介質(zhì)行進(jìn)過。這確保了翼型或其殼體與跨接管的適當(dāng)隔熱。翼型的金屬溫度可以沿著跨度長度而變化,并且溫度越高隔熱效果越重要。因此,優(yōu)選沿整個(gè)跨度長度的適當(dāng)?shù)母魺嵝Ч麑⑹亲钣幸娴摹?/p>
有利地,跨接管以如下方式布置在翼型的空腔中:使得冷卻介質(zhì)在全部圍繞跨接管的外輪廓的間隙中不受妨礙地流動(dòng)。換言之,間隙圍繞跨接管、優(yōu)選地通過沿著跨接管的圓周的圓形管延伸。因此,跨接管與空腔壁的表面的接觸被防止,使到翼型的熱傳遞最小化。跨接管可以與空腔軸線同軸布置或者可以關(guān)于軸線偏心地布置。換言之,只要超過最小距離,翼型壁與跨接管之間的距離不必圍繞其周向相等。
在有利的實(shí)施例中,冷卻介質(zhì)通過跨接管中的至少一個(gè)孔進(jìn)入間隙,提供了容易的離開。此外,冷卻介質(zhì)通過翼型的空腔壁中的至少一個(gè)孔和/或通過內(nèi)平臺(tái)中的至少一個(gè)孔離開間隙。結(jié)果,排放的冷卻介質(zhì)可以引導(dǎo)遠(yuǎn)離待由通過跨接管的主冷卻流動(dòng)冷卻的盤區(qū)域。
根據(jù)發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施,跨接管的至少一個(gè)孔和空腔壁和/或內(nèi)平臺(tái)的至少一個(gè)孔被以如下方式定向:使得冷卻介質(zhì)以不同方向進(jìn)入間隙并離開間隙。這確保了冷卻介質(zhì)的流動(dòng)在跨度方向上流動(dòng)以及圍繞跨接管或具體在間隙的周向方向上流動(dòng)。
當(dāng)跨接管的至少一個(gè)孔、與空腔壁和/或內(nèi)平臺(tái)的至少一個(gè)孔的定向相互相反時(shí),可以提供冷卻介質(zhì)在間隙中的均質(zhì)分布。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種以執(zhí)行發(fā)明的方法的方式實(shí)施的渦輪組件。
因此,一種渦輪組件,包括:基本中空的翼型,具有在翼型的跨度方向上跨越翼型的至少一個(gè)空腔;外平臺(tái)和內(nèi)平臺(tái),均優(yōu)選地包括基本垂直于跨度方向布置并且在翼型的相反端部處的至少一個(gè)壁段,并且其中外平臺(tái)和內(nèi)平臺(tái)均包括跨越沿著翼型的空腔的整個(gè)長度在跨度方向上延伸的至少一個(gè)跨接管而彼此流動(dòng)連通的至少一個(gè)空腔,并且基本密封的間隙被布置在跨接管的外表面與翼型的空腔壁的內(nèi)表面之間。
提供的是,跨接管包括直接鄰近于外平臺(tái)、優(yōu)選直接鄰近于外平臺(tái)的壁段布置的至少一個(gè)孔,以允許冷卻介質(zhì)的一部分到跨接管與翼型的空腔壁之間的間隙內(nèi)的訪問,并且其中翼型和/或內(nèi)平臺(tái)、優(yōu)選內(nèi)平臺(tái)的壁段的空腔壁包括直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)布置和/或在內(nèi)平臺(tái)中布置的至少一個(gè)孔,優(yōu)選地翼型的空腔壁的孔直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)的壁段和/或在內(nèi)平臺(tái)的壁段中,以允許冷卻介質(zhì)從跨接管與翼型的空腔壁之間的間隙離開,并且其中跨接管在跨度方向上沒有開口,以允許冷卻介質(zhì)沿著間隙在跨度方向上基本不受妨礙且直線的流動(dòng),和/或跨接管從跨接管的孔的水平軸線到外平臺(tái)處的孔和/或外平臺(tái)中的孔、優(yōu)選在內(nèi)平臺(tái)的壁段中的孔和/或在翼型的空腔壁中的孔在跨度方向上沒有孔。
歸因于發(fā)明的原因,與跨接管的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(尤其是低跨接管流動(dòng)速率)相比,過度熱拾取可以避免。發(fā)明是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的簡單修改,因此節(jié)省了成本和構(gòu)造努力。此外,可以容易地將現(xiàn)有設(shè)計(jì)改型。雖然一些冷卻流動(dòng)被用來緩沖空氣間隙空腔,但是當(dāng)用來補(bǔ)償通過跨接管的過度流動(dòng)時(shí),量僅是降低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的熱拾取所要求的量的部分。
在發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,跨接管與翼型的空腔壁之間的間隙是用于冷卻介質(zhì)在跨度方向上的冷卻流動(dòng)的緩沖空腔,在跨接管與翼型的空腔壁之間提供了隔熱體。因此,可以有利地使跨接管與翼型之間的熱傳遞最小化。
有益地,布置在跨接管的外表面與渦輪組件的翼型的空腔壁的內(nèi)表面之間的間隙全部圍繞跨接管的外輪廓(優(yōu)選周向)延伸。因此,跨接管與空腔壁的表面的接觸被防止,使到翼型的熱傳遞最小化。
為了使冷卻介質(zhì)沿著間隙在跨度方向上的無妨礙且直線的流動(dòng)的干擾最小化,翼型的空腔壁沿著間隙的整個(gè)跨度長度在跨度方向上沒有孔。換言之,翼型的空腔壁從在外平臺(tái)處的外平臺(tái)開始(優(yōu)選從外平臺(tái)的壁段)到在內(nèi)平臺(tái)處和/或內(nèi)平臺(tái)結(jié)束沒有孔。自然,冷卻流動(dòng)離開間隙所通過的孔是例外。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例,跨接管包括在間隙的徑向開始處(優(yōu)選直接鄰近于外平臺(tái)。例如直接鄰近于外平臺(tái)的壁段)在冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向上布置的多個(gè)孔。作為結(jié)果,冷卻介質(zhì)在若干位置處進(jìn)入間隙,使得冷卻介質(zhì)在跨度方向上的隔熱效果最大化。有利地,這些孔基本布置在跨接管的相同水平高度上,減少了間隙中的可能的湍流。
此外,多個(gè)孔在冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向上布置在間隙的徑向端部處(優(yōu)選地在內(nèi)平臺(tái)中和/或內(nèi)平臺(tái)處),并且尤其是在翼型的空腔壁中和/或直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)和/或在內(nèi)平臺(tái)的壁段中。這防止了冷卻介質(zhì)的背壓并允許快速離開。優(yōu)選地,這些孔基本分別布置在相同水平高度上,優(yōu)選地分別在翼型和/或直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)的空腔壁、或內(nèi)平臺(tái)壁段的空腔壁的相同水平高度上,防止間隙中的不同周向位置處的流動(dòng)改變。
在該上下文中“基本在相同水平高度上”應(yīng)當(dāng)理解為布置在垂直于跨度方向和/或平行于平臺(tái)的壁段延伸的軸線上。此外,應(yīng)當(dāng)以如下方式理解:使得一個(gè)孔或一組孔在它/它們的徑向位置上與關(guān)于一個(gè)孔的徑向延伸最大的另一孔或一組孔不同??變?yōu)選地分別沿著跨接管的對(duì)立面(counter)、或具體地圓周或翼型壁等間隔地分開,造成較小的壓力波動(dòng)。優(yōu)選地,間隙的兩個(gè)端部上的孔的數(shù)量是相同的。
在發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施中,提供的是,跨接管的孔和在內(nèi)平臺(tái)處和/或內(nèi)平臺(tái)中的、優(yōu)選在翼型的空腔壁中和/或在內(nèi)平臺(tái)的側(cè)壁中的孔將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在不同的方向上引導(dǎo)。這確保了冷卻介質(zhì)的流動(dòng)在跨度方向上以及圍繞跨接管或具體體在間隙的周向方向上流動(dòng)。
翼型包括吸引側(cè)和壓力側(cè),并且其中在外平臺(tái)處的孔和/或跨接管中的孔將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在吸引側(cè)的方向上引導(dǎo),和/或其中在內(nèi)平臺(tái)處和/或內(nèi)平臺(tái)中的空腔壁、優(yōu)選在翼型的空腔壁中和/或在內(nèi)平臺(tái)的壁段中的孔將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在壓力側(cè)的方向上引導(dǎo)。結(jié)果,冷卻介質(zhì)在壓力側(cè)離開翼型。歸因于此,冷卻流動(dòng)將在翼型的將出現(xiàn)最高熱傳遞的位置處離開。這是由所謂的二次動(dòng)效應(yīng)引起的,在該效應(yīng)中,在鄰近的翼型之間通過的主氣體流動(dòng)也轉(zhuǎn)動(dòng)、沿著一個(gè)翼型的壁運(yùn)動(dòng)到相對(duì)的翼型。此外,由于在壓力側(cè)的翼型表面具有較大區(qū)域,所以能夠以較小的空氣動(dòng)力損失丟棄該流動(dòng)。進(jìn)而,必須在喉部區(qū)域之前朝向前緣丟棄吸引側(cè)流動(dòng)。
當(dāng)跨接管的孔和在內(nèi)平臺(tái)處和/或內(nèi)平臺(tái)中的空腔壁、優(yōu)選在翼型的空腔壁中和/或在內(nèi)平臺(tái)的壁段中的孔具有圓形形狀時(shí),可以容易地制造孔。通常,孔可以具有對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說適合的任何形狀,像三角形、矩形或橢圓形。
如以上所陳述的,翼型包括前緣和后緣。當(dāng)跨接管布置在前緣附近時(shí),可以提供用于盤區(qū)域的冷卻的充分的冷卻介質(zhì)流動(dòng)。因?yàn)榕c翼型的其他區(qū)域相比,前緣具有相對(duì)大的截面,所以可以在跨接管中提供低的壓力降。這造成冷卻介質(zhì)在跨接管上行進(jìn)的低速度。此外,低速度在跨接管內(nèi)側(cè)創(chuàng)建了低的對(duì)流熱傳遞,有助于使熱拾取最小化。
在進(jìn)一步的有利實(shí)施例中,翼型是渦輪機(jī)葉片,并且尤其是噴嘴導(dǎo)向?qū)~。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種在一端具有至少一個(gè)孔的跨接管,其中跨接管的尺寸以如下方式選擇:使得當(dāng)安裝在翼型的空腔中時(shí),該孔分別直接鄰近于外平臺(tái)或其壁段或靠近外平臺(tái)或其壁段定位。
本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)施它們的方式結(jié)合以下與附圖有關(guān)地說明的示例性實(shí)施例的描述是清楚的并且被清楚地理解。
附圖說明
將參照以下附圖描述本發(fā)明,其中:
圖1:示出包括若干發(fā)明的渦輪組件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意截面圖,
圖2:示出具有被插入到圖1的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的翼型內(nèi)的跨接管的渦輪組件的立體圖,
圖3:示出沿著圖2中的線III-III穿過渦輪組件的截面,
圖4:示出描繪了來自圖2的跨接管中的孔的沿著圖3中的線IV-IV的截面,
圖5:示出描繪了來自圖2的渦輪組件的翼型的空腔壁中的孔的沿著圖3中的線V-V的截面,
圖6:示意性地示出來自圖4的跨接管中的孔的可選定向,
圖7:示意性地示出可選翼型的空腔壁中的孔的可選定向,
圖8:示意性地示出具有來自圖4的跨接管可選地實(shí)施的翼型,具有在第一定向上的橢圓形空腔,
圖9:示意性地示出具有來自圖4的跨接管的可選地實(shí)施的翼型,具有在第二定向上的橢圓形空腔,
圖10:示意性地示出來自圖8的翼型,具有被布置在橢圓形空腔中的兩個(gè)來自圖4的跨接管,
圖11:示意性地示出可選地實(shí)施的翼型,具有來自圖9的在第二定向上的兩個(gè)橢圓形空腔,在各橢圓形空腔中布置有來自圖4的跨接管,
圖12:示意性地示出在第一定向上的可選地實(shí)施的跨接管,
圖13:示意性地示出來自圖12的在第二定向上的跨接管,
圖14:示意性地示出可選地實(shí)施的具有四個(gè)出口孔的翼型和具有四個(gè)孔的可選跨接管,和
圖15:示意性地示出可選地實(shí)施的具有四個(gè)出口孔的翼型和具有四個(gè)孔的可選跨接管。
具體實(shí)施方式
在本描述中,為了簡單起見將僅對(duì)導(dǎo)葉進(jìn)行參考,但應(yīng)當(dāng)理解的是,發(fā)明可應(yīng)用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片和導(dǎo)葉兩者。術(shù)語上游和下游是指通過發(fā)動(dòng)機(jī)60的空氣流動(dòng)和/或工作氣體流動(dòng)的流動(dòng)方向,除非另有說明。如果使用,則術(shù)語軸向、徑向和周向是參照發(fā)動(dòng)機(jī)60的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線70進(jìn)行的。
圖1以截面圖示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的示例。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60按流動(dòng)序列包括入口62、壓氣機(jī)部64、燃燒裝置部66和渦輪機(jī)部68,它們總體上按流動(dòng)序列布置并且大體上在縱向或轉(zhuǎn)動(dòng)軸線70的方向上布置。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60進(jìn)一步包括軸72,該軸72可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線70轉(zhuǎn)動(dòng)并且縱向地延伸穿過燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60。軸72將渦輪機(jī)部68驅(qū)動(dòng)地連接地壓氣機(jī)部64。
在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的操作中,通過空氣入口62吸入的空氣74由壓氣機(jī)部64壓縮并輸送至燃燒裝置部或燃燒器部66。燃燒器部66包括燃燒器增壓室76、由雙壁筒80限定的包括多個(gè)燃燒室78和固定至各燃燒室78的至少一個(gè)燃燒器82。燃燒室78和燃燒器82位于燃燒器增壓室76內(nèi)。通過壓氣機(jī)部64的壓縮空氣進(jìn)入擴(kuò)散器84并從擴(kuò)散器84排放到燃燒器增壓室76中,空氣的一部分從那里進(jìn)入燃燒器82并與氣體或液體燃料混合??諝?燃料混合物接著被燃燒并且來自燃燒的燃燒氣體86或工作氣體經(jīng)由過渡管道88被沿通道引導(dǎo)至渦輪機(jī)部68。
渦輪機(jī)部68包括附接至軸72的多個(gè)葉片承載盤90或渦輪機(jī)葉輪。在本示例中,渦輪機(jī)部68包括兩個(gè)盤90,各盤90承載著渦輪組件12的環(huán)形陣列,該渦輪組件12均包括實(shí)施為渦輪機(jī)葉片的翼型14。然而,葉片承載盤90的數(shù)量可以是不同的,即,僅一個(gè)盤90或多于兩個(gè)的盤90。另外,渦輪機(jī)級(jí)聯(lián)92布置在渦輪機(jī)葉片之間。各渦輪機(jī)級(jí)聯(lián)92承載著渦輪組件12的環(huán)形陣列,該渦輪組件12均包括呈固定至燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的定子94上的導(dǎo)向?qū)~形式的翼型14。在燃燒室78的出口與居前的渦輪機(jī)葉片入口之間設(shè)置了導(dǎo)向?qū)~或噴嘴導(dǎo)向?qū)~96。
來自燃燒室78的燃燒氣體86進(jìn)入渦輪機(jī)部58并驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)葉片,該渦輪機(jī)葉片進(jìn)而使軸72轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)向?qū)~96用于使燃燒或工作氣體86到渦輪機(jī)葉片上的角度優(yōu)化。壓氣機(jī)部64包括導(dǎo)向?qū)~級(jí)98和轉(zhuǎn)子葉片級(jí)100的軸向系列,導(dǎo)向?qū)~級(jí)98和轉(zhuǎn)子葉片級(jí)100分別具有包括翼型14、或渦輪機(jī)葉片或?qū)~96的渦輪組件12。在圍繞渦輪組件12的周向方向102上,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)60包括固定的殼體104。
圖2以立體圖示出了燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的渦輪組件12。渦輪組件12包括實(shí)施為噴嘴導(dǎo)向?qū)~96的基本中空的翼型14,具有兩個(gè)冷卻區(qū)域,具體是跨接件冷卻區(qū)域106和翅-銷/基座冷卻區(qū)域108。前者位于翼型14的前緣56,而后者位于翼型14的后緣58。在翼型14的相對(duì)端部110、110'處,布置了外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22。外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22兩者均包括基本垂直于翼型14的跨度方向18定向的壁段112、112'。各壁段112、112'具有提供了對(duì)翼型14訪問的插入孔114(在圖3中僅可以看到壁段112的插入孔)。在未示出的渦輪機(jī)葉輪的周向方向102上,可以布置若干翼型14,其中所有翼型14在那里通過外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22相互連接。
翼型14的殼體116包括或形成了在跨度方向18上跨越翼型14的空腔16,其中空腔16位于前緣56的區(qū)域中。出于冷卻的目的,跨接管26經(jīng)由插入孔114被插入空腔16內(nèi)側(cè)。
如可以在示出了沿著圖2中的線III-III的渦輪組件12的截面的圖3中看到,外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22均包括至少一個(gè)空腔24、24'。該空腔24、24'在外平臺(tái)20的壁段112與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的外殼體104之間延伸或者在內(nèi)平臺(tái)22的壁段112'與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的內(nèi)殼體104'之間延伸。此外,空腔24、24'跨越跨接管26彼此流動(dòng)連通。
跨接管26沿著翼型14的整個(gè)長度L在跨度方向18上延伸并且在該示例中穿過外平臺(tái)20的壁段112'和內(nèi)平臺(tái)22的壁段112'。長度L從外平臺(tái)20或外表面37到內(nèi)平臺(tái)22的外表面39。此外,在渦輪組件12的操作期間,跨接管26為從外平臺(tái)20的空腔24到內(nèi)平臺(tái)22的空腔24'的冷卻介質(zhì)31(如空氣74)的部分36的流動(dòng)提供流動(dòng)路徑,在那里冷卻介質(zhì)離開進(jìn)入氣體路徑以冷卻鄰近布置的渦輪機(jī)葉片(未詳細(xì)示出)的盤區(qū)域中的翼型組件的一部分10(如盤90)。
跨接管26以如下方式布置在翼型14的空腔16中:使得基本密封的間隙28布置在跨接管26的外表面30與翼型14的空腔壁34的內(nèi)表面32之間。間隙28全部圍繞跨接管26的外輪廓40延伸或在周向方向102上延伸(還參見圖4和5)。因此,冷卻介質(zhì)在全部圍繞跨接管26的外輪廓40的間隙28中不受妨礙地流動(dòng)。
跨接管具有用于冷卻介質(zhì)31的主要部分118流過的主入口33和主出口35??缃庸芫哂形挥谕馄脚_(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22中的一個(gè)的0.2L(即長度L的20%)內(nèi)處的至少一個(gè)入口孔42、38。入口孔38被限定在平臺(tái)20、22的壁段112、112'中并且將空腔24、24'直接連接至間隙28。渦輪組件可以具有在跨接管中的或者在平臺(tái)中的入口孔(包括多個(gè));可選地,在跨接管和平臺(tái)中兩者中可以有至少兩個(gè)入口孔。
渦輪組件進(jìn)一步具有位于外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22中的另一個(gè)的0.2L(即長度L的20%)內(nèi)處的至少一個(gè)出口孔44、46,用于使冷卻介質(zhì)31的部分36通過間隙28。特別地,入口孔42和/或至少一個(gè)出口孔44、46位于它們相應(yīng)的外平臺(tái)20或和內(nèi)平臺(tái)22的0.1L內(nèi)處。翼型與平臺(tái)之間的交叉點(diǎn)可能特別熱,并且因此入口孔42和/或至少一個(gè)出口孔44、46可以布置定位在它們相應(yīng)的外平臺(tái)20或和內(nèi)平臺(tái)22的0.05L內(nèi)處,使得給間隙充分地通風(fēng)并且使通過跨接管的主流動(dòng)很好地隔熱。
為了防止冷卻流動(dòng)的部分在間隙中的滯留區(qū),至少一個(gè)入口通道42和/或至少一個(gè)出口通道44、46在從主入口33到主出口35的方向上成角度。
應(yīng)當(dāng)理解的是,入口孔(包括多個(gè))42、38和出口孔(包括多個(gè))44、46應(yīng)當(dāng)位于存在用以驅(qū)動(dòng)冷卻介質(zhì)的部分36通過間隙28的正壓力的位置處。
跨接管26包括在冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向上布置在間隙28的徑向開始48處的或直接鄰近于外平臺(tái)20的壁段112的孔42。這允許了冷卻介質(zhì)的部分36訪問進(jìn)入間隙28內(nèi)。此外,為了允許冷卻介質(zhì)從間隙28離開,翼型14的空腔壁34包括在冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向上布置在間隙28的徑向結(jié)束50處的或直接鄰近于內(nèi)平臺(tái)22或內(nèi)平臺(tái)22的壁段112'的孔44??缃庸?6的孔42和空腔壁34中的孔44具有圓形形狀(未詳細(xì)示出)。
可選地或附加地,內(nèi)平臺(tái)22的壁段112'可以包括孔46,其在圖3中用虛線示出。
從孔42的徑向內(nèi)端部(或孔42的水平軸線)到孔44的徑向外端部,跨接管26沒有其它的孔,以允許冷卻介質(zhì)沿著間隙28在跨度方向18的基本不受妨礙且直線的流動(dòng)。
跨接管26的孔42的定位可以在示出了沿著圖3中的線IV-IV的截面的圖4中看到???2將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在翼型14的吸引側(cè)52的方向上引導(dǎo)。此外,空腔壁34中的孔44的定位可以在示出了沿著圖3中的線V-V的截面的圖5中看到。空腔壁34中的孔44將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在翼型14的壓力側(cè)54的方向上引導(dǎo)。因此,跨接管26的孔42和空腔壁34的孔44將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在不同方向上引導(dǎo)。
將在以下文本中針對(duì)圖3來說明用于利用冷卻介質(zhì)冷卻渦輪組件12的一部分10、特別是盤90的方法。
冷卻介質(zhì)從外平臺(tái)20的空腔24流到跨接管26內(nèi)。冷卻介質(zhì)的部分36通過孔42離開跨接管26,并在間隙28的徑向開始48處或鄰近于外平臺(tái)20的壁段112進(jìn)入間隙28。在間隙28內(nèi)側(cè),冷卻介質(zhì)沿著間隙28在跨度方向18上基本不受妨礙且直線地行進(jìn)。歸因于間隙28的圍繞跨接管26的周向延伸,冷卻介質(zhì)還沿著間隙28在周向方向102上分布。然而,總體方向仍然是從外平臺(tái)20在朝向內(nèi)平臺(tái)22的方向上沿跨度方向18的流動(dòng)。在間隙28的徑向端部50處或鄰近內(nèi)平臺(tái)22處,冷卻介質(zhì)通過翼型14的空腔壁34中的孔44離開間隙28,以排出到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)60的流動(dòng)介質(zhì)的流動(dòng)路徑內(nèi)。
沿著間隙28在跨度方向18上建立的冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)36為跨接管26提供了隔熱,以防止跨接管26與翼型14的空腔壁34之間的熱傳遞。優(yōu)選地,跨接管26的孔42和翼型14的空腔壁34的孔44以如下方式定位:使得間隙28的跨度長度L的至少80%、優(yōu)選至少90%并且最優(yōu)選至少95%被冷卻介質(zhì)行進(jìn)過。
冷卻介質(zhì)的主要部分118沿著翼型14的整個(gè)跨度在跨接管26的內(nèi)部行進(jìn),并且離開到內(nèi)平臺(tái)22的空腔24'中。從那里它被以如下方式排出:使得它冷卻鄰近的渦輪機(jī)葉輪的在上游和下游布置的盤90中的盤90。
因此,操作渦輪組件的方法包括將作為進(jìn)入主入口33的冷卻流體的總量的冷卻介質(zhì)31的達(dá)20%(為進(jìn)入主入口33的冷卻流體的總量的)引導(dǎo)通過至少一個(gè)入口孔42并進(jìn)入間隙28中的步驟。然而,在大多數(shù)操作環(huán)境中,入口孔42的大小將被做成并且被布置成允許冷卻介質(zhì)31的5%與10%之間的量通過至少一個(gè)入口孔42并進(jìn)入間隙28中。因此,冷卻介質(zhì)31的至少80%被引導(dǎo)通過跨接管,即圖3中的箭頭118,但是使冷卻介質(zhì)31的90%至95%通過跨接管是優(yōu)選的。
方法可以包括將冷卻介質(zhì)31的部分36在翼型的外表面43和/或平臺(tái)(包括多個(gè))112、112'的外表面37、39上面排出的步驟。這里,冷卻介質(zhì)的部分36可以在外表面上形成冷卻膜以附加地冷卻氣體流動(dòng)路徑的特別熱的區(qū)域。此外,冷卻介質(zhì)的部分36的能量中的一些可以返回到工作氣體流動(dòng)中。
方法可以進(jìn)一步包括將冷卻介質(zhì)31的部分36排出到外平臺(tái)20或內(nèi)平臺(tái)22的平臺(tái)空腔24、24'中的步驟。將部分36排出到空腔24、24'中可以單獨(dú)完成或與將部分36在翼型和/或平臺(tái)37、39的外表面上排出結(jié)合地完成。
在圖6至圖15中,示出了孔42、44的定向和翼型空腔34以及跨接管26的形狀的可選實(shí)施例。保持相同的組成部件、特征和功能原則上基本上由相同的附圖標(biāo)記表示。然而,為了在實(shí)施例之間進(jìn)行區(qū)分,在圖5中的實(shí)施例的不同附圖標(biāo)記上添加了字母“a”至“g”。以下描述基本上限于與圖1至5中的實(shí)施例的不同之處,其中對(duì)于保持相同的組成部件、特征和功能來說,可以參考對(duì)圖1至圖5中的實(shí)施例的描述。
圖6以合并視圖示出了來自圖1至5的跨接管26中的孔42和翼型14的空腔壁34中的孔44的截面位置。在該圖和相應(yīng)的下圖中,該合并視圖示出了在不代表各自翼型的實(shí)際平面的虛擬平面中沿著圖3的線IV-IV和V-V的截面。來自圖6的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至圖5的實(shí)施例的不同之處在于,兩個(gè)孔42、44都朝向翼型14的壓力側(cè)54定向??缃庸?6可以與圖1至圖5中示出的相同,但在其位置上旋轉(zhuǎn)。
圖7以合并視圖示出了跨接管26中的孔42和可選地實(shí)施的翼型14a的空腔壁34中的孔44的截面位置。來自圖7的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至5的實(shí)施例的不同之處在于,兩個(gè)孔42、44都朝向翼型14a的吸引側(cè)52定向。
圖6和圖7中所示的孔42、44的示例性實(shí)施例將孔42、44描繪為朝向彼此稍微偏置。然而,如果孔42、44彼此大致背離開(未詳細(xì)示出)而不是如圖所示的幾乎對(duì)齊,則通風(fēng)效果會(huì)更好。孔42、44的例如大約45°(未詳細(xì)示出)的錯(cuò)位有益于增強(qiáng)間隙28中的流動(dòng)循環(huán),創(chuàng)建了更均勻的溫度分布。
圖8和圖9示出了與圖4中的截面類似地描繪的第二可選翼型14b和第三可選翼型14c的截面,其中來自圖1至圖5的跨接管26被定位在翼型14b、14c中。來自圖8和圖9的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至圖5的實(shí)施例的不同之處在于,翼型14b、14c的空腔16b、16c具有橢圓形形狀。根據(jù)圖8中的實(shí)施例,空腔16b被定向?yàn)槭蛊漭^長延伸120垂直于從翼型14b的吸引側(cè)52到壓力側(cè)54的方向。而根據(jù)圖9中的實(shí)施例,空腔16c被定向?yàn)槭蛊漭^長延伸120平行于從翼型14c的吸引側(cè)52到壓力側(cè)54的方向。
圖10示出了與圖4中的截面類似地描繪的來自圖8的翼型14b的截面。來自圖10的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至圖5的實(shí)施例的不同之處在于,來自圖1至圖5的兩個(gè)跨接管26被定位在翼型14b中。
圖11示出了與圖4中的截面類似地描繪的第四可選翼型14d的截面。來自圖11的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至圖5的實(shí)施例的不同之處在于,翼型14d包括來自圖9的兩個(gè)橢圓形空腔16c,其中在各空腔16c中定位有來自圖1至5的跨接管26。
圖12和13示出了與圖4中的截面類似地描繪的可選跨接管26e的截面,其中跨接管26e被定位在來自圖1至圖5的翼型14中。來自圖12和13的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至5的實(shí)施例的不同之處在于,跨接管26e具有橢圓形形狀。根據(jù)圖12中的實(shí)施例,跨接管26e被定向?yàn)槭蛊漭^長延伸120平行于從吸引側(cè)52到壓力側(cè)54的方向。而根據(jù)圖13中的實(shí)施例,跨接管26e被定向?yàn)槭蛊漭^長延伸120垂直于從吸引側(cè)52到壓力側(cè)54的方向。
圖14以合并視圖示出了在可選地實(shí)施的跨接管26f中的孔42、42'和在可選地實(shí)施的翼型14f的空腔壁34中的孔44、44'的截面位置。來自圖14的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至5的實(shí)施例的不同之處在于,跨接管26f以及翼型14f包括四個(gè)孔42、42'、44、44'。這些孔42、42'基本上分別布置在跨接管26f的相同水平高度上,或者孔44、44'基本上分別布置在翼型14f的空腔壁34的相同水平高度上。各水平高度是沿著圖3中示出的截面IV-IV和V-V的平面。
為了防止通過孔44、44'在翼型14f的吸引側(cè)52與壓力側(cè)54之間的大的連通,必須特定地調(diào)節(jié)和/或選擇組成部件的特性。例如,為了防止來自壓力側(cè)54的熱氣體通過孔44進(jìn)入翼型14f并經(jīng)由孔44'離開,必須使從跨接管26f出來的流動(dòng)最小化。為孔44選擇與孔44'相比不同的孔大小(較小)可能具有一些效果,但孔42、42'和44、44'之間的面積差連同跨跨接管26f的壁的壓力降和跨翼型壁34的壓力降將是在設(shè)計(jì)過程中必須小心選擇的主導(dǎo)因素。
圖14的實(shí)施例的在吸引側(cè)52的孔44'與在壓力側(cè)54的孔44之間的直接流動(dòng)連通的風(fēng)險(xiǎn)可以通過圖15中示出的實(shí)施例被最小化。在圖15中,以合并視圖示出了可選地實(shí)施的跨接管26g的孔42和可選地實(shí)施的翼型14g的空腔壁34中的孔44的截面位置。來自圖15的實(shí)施例相對(duì)于根據(jù)圖1至圖5的實(shí)施例的不同之處在于,跨接管26g以及翼型14g包括四個(gè)孔42、44。這些孔42基本上分別布置在跨接管26g的相同水平高度上,或者孔44基本上分別布置在翼型14g的空腔壁34的相同水平高度上。各水平高度是沿著圖3中示出的截面IV-IV和V-V的平面。此外,所有四個(gè)孔42將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在翼型14g的吸引側(cè)52的方向上引導(dǎo)。此外,空腔壁34中的所有四個(gè)孔44將冷卻介質(zhì)的冷卻流動(dòng)在翼型14g的壓力側(cè)54的方向上引導(dǎo)。
通常,跨接管(包括多個(gè))的孔(包括多個(gè))和翼型(包括多個(gè))的空腔壁的孔(包括多個(gè))的所有示出的定向可以與各示出的空腔形狀或定向組合。此外,翼型(包括多個(gè))的空腔壁的孔(包括多個(gè))的所有示出的特征可以分別附加地或可選地實(shí)施在內(nèi)平臺(tái)或其壁段處。
應(yīng)當(dāng)注意的是,術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟,并且“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。也可以將與不同實(shí)施例相關(guān)聯(lián)地描述的元件組合。還應(yīng)當(dāng)注意的是,權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
雖然發(fā)明通過優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行了圖示和描述,但是本發(fā)明不受所公開的示例的限制,并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由此導(dǎo)出其他變化而不脫離本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的一個(gè)重要方面是,在跨接管中的設(shè)置入口孔和出口孔的區(qū)域外側(cè)可以沒有孔。換言之,跨接管僅具有位于外平臺(tái)20和內(nèi)平臺(tái)22中的一個(gè)或兩者的0.2L內(nèi)處的孔。在跨接管的至少0.6L中沒有孔,優(yōu)選地在跨接管的至少0.8L中沒有孔,在跨接管的至少90%內(nèi)沒有孔。
因此,本文所公開的跨接管和渦輪組件設(shè)計(jì)成跨熱工作氣體流動(dòng)路徑傳輸相對(duì)冷的冷卻介質(zhì)而不會(huì)引起顯著的熱拾取。如上所述,從一個(gè)平臺(tái)空腔24至平臺(tái)空腔24'(或反之亦然)傳到跨接管內(nèi)的大部分冷卻介質(zhì)旨在冷卻諸如渦輪機(jī)盤等的發(fā)動(dòng)機(jī)組成部件而不是該渦輪組件。該跨接管和渦輪組件布置與并入有使用大部分冷卻介質(zhì)經(jīng)由沖擊噴射來冷卻組成部件本身的沖擊管的其他組成部件設(shè)計(jì)形成鮮明對(duì)比。在這些設(shè)計(jì)中很少或沒有冷卻介質(zhì)被跨工作氣體流動(dòng)路徑傳遞。