膜冷却压力侧壁463。
[0075]穿过喷嘴段451的二次气流可以将排出内冷却孔467的冷却空气携带或引导至相邻于翼面460和下端壁457或翼面460的内根部之间的交汇处的下端壁457的表面(诸如下端壁表面447的一部分)以及携带或引导至相邻于后缘462的下端壁457的表面以用于冷却空气的第二阶段冷却或二次使用。相似地，穿过喷嘴段451的二次气流可以将排出外冷却孔468的冷却空气携带或引导至相邻于翼面460和上端壁453或翼面460的内根部之间的交汇处的上端壁453的表面(诸如上端壁表面446的一部分)以及携带或引导至相邻于后缘462的上端壁453的表面以用于冷却空气的第二阶段冷却或二次使用。
[0076]交替喷洒冷却孔465和成角度的冷却孔466的方向可以将冷却空气导向上护罩452的上端壁453和下护罩456的下端壁457，并且还可以降低上端壁453和下端壁457的温度，这样的方式可以进一步提高喷嘴段451的使用寿命。与排出内冷却孔467和外冷却孔468的冷却空气的使用相似，喷洒冷却孔465和成角度的冷却孔466的第一阶段冷却将可以薄膜冷却压力侧壁463，而第二阶段冷却将可以进一步降低上端壁453和下端壁457的温度。
[0077]可以引导冷却空气穿过涡轮外壳430、涡轮导流片440或这两者并引入入冷却腔体485。然后可以引导冷却空气穿过包括内冷却孔467、外冷却孔468、喷洒冷却孔465和成角度的冷却孔466的冷却孔。冷却空气也可以在穿过冷却孔之前用于内部冷却翼面460。可以包括第一阶段薄膜冷却、第二阶段端壁冷却和内部冷却的冷却空气的多次使用可以减少有效地冷却喷嘴段451所需要的冷却空气的量。减少冷却喷嘴段451所需要的冷却空气的量可以提高和增加燃气涡轮发动机100的效率。
[0078]将来自内冷却孔467和外冷却孔468的冷却孔的冷却空气用于冷却下端壁457和上端壁453也可以减少喷嘴段451中所需要的冷却孔的数量。由于冷却可以由内冷却孔467和外冷却孔468完成，因而喷嘴段451可以不需要任何或可以需要有限数量的冷却孔穿过下端壁457和上端壁453以冷却下端壁457和上端壁453。
[0079]可以以与翼面460的冷却孔使上端壁453和下端壁457的温度进一步降低以及减少有效地冷却每个喷嘴段451所需要的冷却空气的量相同或相似方式使用第二翼面470的冷却孔。
[0080]前述详细描述在本质上仅仅是示例性的，而非旨在限制本实用新型或本实用新型的应用和使用。所述实施例不限于与特定类型的燃气涡轮发动机结合使用。因此，虽然为了说明的方便，本实用新型描绘和描述了特定喷嘴段，但是应理解根据本实用新型的喷嘴段可以以各种其他构型实施、可以与各种其他类型的燃气涡轮发动机一起使用并且可以用在其他类型的机器中。另外，不期望受到前述背景或详细描述中所呈现的任何理论的限定。应当理解，除非另有明确说明，否则图示可以包括放大的尺寸以更好地示出所示的参考项目，而不能将其认为是限制性的。
【主权项】
1.一种燃气涡轮发动机(100)的喷嘴环(450)的喷嘴段(451)，其特征在于，所述喷嘴段(451)包括: 上端壁(453)； 下端壁(457);以及 翼面(460)，所述翼面(460)在所述上端壁(453)和所述下端壁(457)之间延伸， 所述翼面(460)包括 前缘(461)，所述前缘(461)从所述上端壁(453 )延伸至所述下端壁(457 )， 后缘(462)，所述后缘(462)从所述上端壁(453)延伸至远离所述前缘(461)的所述下端壁(457)， 压力侧壁(463)，所述压力侧壁(463)从所述前缘(461)延伸至所述后缘(462)， 吸力侧壁(464 )，所述吸力侧壁(464 )从所述前缘(461)延伸至所述后缘(462 )， 多个内冷却孔(467)，所述多个内冷却孔(467)延伸穿过所述压力侧壁(463)并且布置在所述前缘(461)和所述后缘(462)之间相邻于所述下端壁(457)的第一行中，以及 多个外冷却孔(468)，所述多个外冷却孔(468)延伸穿过所述压力侧壁(463)并且布置在所述前缘(461)和所述后缘(462)之间相邻于所述上端壁(453)的第二行中。
2.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述第一行平行于所述下端壁(457)并且所述第二行平行于所述上端壁(453)。
3.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述多个内冷却孔(467)的每个内冷却孔(467)与所述多个内冷却孔(467)中相邻的内冷却孔(467)间隔开3至5个直径间距，并且所述多个外冷却孔(468)的每个外冷却孔(468)与所述多个外冷却孔(468)中相邻的外冷却孔(468)间隔开3至5个直径间距。
4.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述多个内冷却孔(467)的每个内冷却孔(467)和所述多个外冷却孔(468)的每个外冷却孔(468)具有至少0.5毫米的直径。
5.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述多个内冷却孔(467)的每个内冷却孔(467)和所述多个外冷却孔(468)的每个外冷却孔(468)包括15度到50度范围的喷射角(441)。
6.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，还包括: 多个喷洒冷却孔(465)，所述多个喷洒冷却孔(465)延伸穿过所述前缘(461)并且布置在所述上端壁(453)和所述下端壁(457)之间延伸的第一组中；以及 多个成角度的冷却孔(466)，所述多个成角度的冷却孔(466)延伸穿过所述压力侧壁(463)并且布置在所述多个内冷却孔(467)和所述多个外冷却孔(468)之间延伸的第二组中，所述多个成角度的冷却孔(466)的每个成角度的冷却孔(466)包括15度到45度范围的复合角(486)。
7.根据权利要求6所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述多个喷洒冷却孔(465)的每个喷洒冷却孔(465)包括20度到45度范围的喷洒复合角(486)，并且其中所述多个喷洒冷却孔(465)和所述多个成角度的冷却孔(466)在方向性上可替换，使得所述喷洒复合角(486)和所述复合角(486)在相反的径向方向上。
8.根据权利要求1所述的喷嘴段(451)，其特征在于，所述多个内冷却孔(467)的每个内冷却孔(467)与所述下端壁(457)间隔，最大间隔距离是所述内冷却孔(467)的直径的7倍，并且所述多个外冷却孔(468)的每个外冷却孔(468)与所述上端壁(453)间隔，最大间隔距离是所述外冷却孔(468)的直径的7倍。
9.根据权利要求8所述的喷嘴段(451)，其特征在于，还包括: 第二翼面(470)，所述第二翼面(470)在所述上端壁(453)和与所述翼面(460)周向偏置的所述下端壁(457)之间径向延伸，所述第二翼面(470)包括 第二前缘(471)，所述第二前缘(471)从所述上端壁(453 )延伸至所述下端壁(457 )， 第二后缘(472)，所述第二后缘(472)从所述上端壁(453)延伸至与所述第二前缘(471)轴向偏置的所述下端壁(457)， 第二压力侧壁(473)，所述第二压力侧壁(473)从所述第二前缘(471)延伸至带有第二凹面形状的所述第二后缘(472)并且从所述上端壁(453)延伸至所述下端壁(457)， 第二吸力侧壁(474)，所述第二吸力侧壁(474)从所述第二前缘(471)延伸至带有第二凸面形状的所述第二后缘(472)并且从所述上端壁(453)延伸至所述下端壁(457)， 第二多个内冷却孔(477)，所述第二多个内冷却孔(477)延伸穿过所述第二压力侧壁(473)并且布置在所述第二前缘(471)和所述第二后缘(472)之间延伸的第三行中，所述第二后缘(472)沿所述下端壁(457)的径向向外分布，且距离为所述第二多个内冷却孔(477)之一的第三直径3至7倍，以及 第二多个外冷却孔(478)，所述第二多个外冷却孔(478)延伸穿过所述第二压力侧壁(473)并且布置在所述第二前缘(471)和所述第二后缘(472)之间的第四行中，所述第二后缘(472 )沿所述上端壁(453 )的径向向内分布，且距离为所述第二多个外冷却孔(478 )之一的第四直径的3至7倍。
10.—种燃气涡轮发动机(100)，其特征在于，包括权利要求8所述的喷嘴段(451)，所述喷嘴段(451)位于所述燃气涡轮发动机(100)的第一级涡轮喷嘴中。
【专利摘要】本实用新型涉及一种燃气涡轮发动机的喷嘴环的喷嘴段及燃气涡轮发动机。喷嘴段包括上端壁、下端壁和在上端壁和下端壁之间延伸的翼面。翼面包括压力侧壁、多个内冷却孔和多个外冷却孔。多个内冷却孔延伸穿过压力侧壁并且布置在相邻于下端壁的第一行中。多个外冷却孔延伸穿过压力侧壁并且布置在相邻于上端壁的第二行中。本实用新型减少了有效地冷却每个喷嘴段所需要的冷却空气的量。
【IPC分类】F01D9-02, F02C7-12
【公开号】CN204419276
【申请号】CN201420854196
【发明人】尹娟, 文熙辜, 张璐曾
【申请人】索拉透平公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月30日
【公告号】US20150184516