一种用于燃气涡轮发动机(10)的发动机构件(80)包括膜冷却的基底(82)，该基底(82)具有面对热燃烧气体的热表面(84)和面对冷却流体流的冷却表面(86)。该基底(82)包括一个或更多个膜孔(90、130、160)，膜孔具有限定计量直径的计量区段(98、138、168)和限定罩盖长度的扩散区段(100、140、170)。
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
涡轮发动机，且特别是燃气或燃烧涡轮发动机，是从穿过发动机流至多个涡轮叶片上的燃烧气体获取能量的旋转发动机。燃气涡轮发动机用于陆地和航海移动和发电，但最常用于航空应用，诸如飞行器，包括直升机。在飞行器中，燃气涡轮发动机用于飞行器的推进。在陆地应用中，涡轮发动机通常用于发电。用于飞行器的燃气涡轮发动机设计成在高温下操作，以使发动机效率最大化，所以可能需要某些发动机构件如高压涡轮和低压涡轮的冷却。一些发动机构件包括膜孔，膜孔在发动机构件的热表面上提供冷却流体的薄层或膜，以相对于热燃烧气体保护发动机构件。
技术实现思路
本专利技术的实施例宽泛地涉及膜冷却发动机构件，具体而言是在燃气涡轮发动机中的。一方面，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件，燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，具有：基底，其具有面对热燃烧气流的热表面，以及面对冷却流体流的冷却表面，热燃烧气体大体上相对于热表面限定上游方向和下游方向；和膜孔，其延伸穿过基底且限定中心线。膜孔包括限定计量直径D的计量区段和具有下游边界表面和上游边界表面的扩散区段，其中，扩散区段作为计量区段的下游端与热表面之间沿上游边界表面的距离限定罩盖长度(hooded length)L，且其中，1≤L/D≤6。另一方面，本专利技术涉及一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件，燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，具有：基底，其具有面对热燃烧气流的热表面，以及面对冷却流体流的冷却表面，热燃烧气流大体上相对于热表面限定上游方向和下游方向；和膜孔，其延伸穿过基底且限定中心线。膜孔包括具有设在冷却表面上的入口限定计量直径D的计量区段，以及具有下游边界表面、上游边界表面、和设在热表面上的出口的扩散区段，其中，扩散区段作为计量区段的下游端与设在热表面上的出口之间沿上游边界表面的距离限定罩盖长度L，且其中，罩盖长度L与计量直径D之比近似等于膜孔的吹送比(blowing ratio)。一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，包括：基底，其具有面对所述热燃烧气流的热表面和面对冷却流体流的冷却表面，所述热燃烧气流大体上相对于所述热表面限定上游方向和下游方向；和膜孔，其延伸穿过所述基底且限定中心线，且包括：计量区段，其限定计量直径D；和扩散区段，其具有下游边界表面和上游边界表面；其中，所述扩散区段作为在所述计量区段的下游端与所述热表面之间沿所述上游边界表面的距离限定罩盖长度L；且其中，1≤L/D≤6。优选地，2≤L/D≤4。优选地，所述扩散区段在所述热表面处限定所述膜孔的出口。优选地，所述计量区段在所述冷却表面处限定所述膜孔的入口。优选地，所述下游边界表面在所述出口的下游边缘处与所述热表面相交，且所述上游边界表面在所述出口的上游边缘处与所述热表面相交，且所述罩盖长度L为在所述计量区段的下游端与所述上游边缘之间沿所述上游边界表面的距离。优选地，所述上游边界表面基本上平行于所述中心线。优选地，所述下游边界表面远离所述中心线而发散。优选地，所述上游边界表面远离所述中心线而发散。优选地，所述上游边界表面相对于所述中心线基本上为平面的。优选地，所述上游边界表面沿所述中心线在轴向方向上基本上为直线的。优选地，所述计量直径D沿所述计量区段基本上为恒定的。优选地，所述计量区段基本上为圆柱形的。优选地，所述中心线向下游方向倾斜，使得所述中心线不正交于所述冷却表面和所述热表面。优选地，发动机构件还包括限定上涂层表面的所述热表面上的涂层，其中，所述罩盖长度L为在所述计量区段的下游端与所述上涂层表面之间的距离。优选地，所述发动机构件包括叶片、导叶、围带、燃烧器偏转器、或燃烧器衬套中的一者。优选地，所述基底包括限定内部的所述发动机构件的外部壁，所述冷却流体流被供应到该内部。优选地，L/D近似等于所述膜孔的吹送比。一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，包括：基底，其具有面对所述热燃烧气流的热表面和面对冷却流体流的冷却表面，所述热燃烧气流大体上相对于所述热表面限定上游方向和下游方向；和膜孔，其延伸穿过所述基底且限定中心线，且包括：计量区段，其具有设在所述冷却表面上的入口，限定计量直径D；和扩散区段，其具有下游边界表面、上游边界表面、和设在所述热表面上的出口；其中，所述扩散区段作为在所述计量区段的下游端与设在所述热表面上的出口之间沿所述上游边界表面的距离限定罩盖长度L；且其中，所述罩盖长度L与所述计量直径D之比近似等于所述膜孔的吹送比。优选地，1≤L/D≤6。优选地，2≤L/D≤4。技术方案1：一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件80，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，包括：基底82，其具有面对所述热燃烧气流的热表面84和面对冷却流体流的冷却表面86，所述热燃烧气流大体上相对于所述热表面84限定上游方向和下游方向；和膜孔90、130、160，其延伸穿过所述基底82且限定中心线102、142、172，且包括：计量区段98、138、168，其限定计量直径D；和扩散区段100、140、170，其具有下游边界表面110、150、180和上游边界表面108、148、178；其中，所述扩散区段100、140、170作为在所述计量区段98、138、168的下游端106、146、176与所述热表面84之间沿所述上游边界表面108、148、178的距离限定罩盖长度L；且其中，1≤L/D≤6。技术方案2：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，2≤L/D≤4。技术方案3：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，所述扩散区段100、140、170在所述热表面84处限定所述膜孔90、130、160的出口94、134、164。技术方案4：根据技术方案3所述的发动机构件80，其中，所述计量区段98、168在所述冷却表面86处限定所述膜孔90、160的入口92、162。技术方案5：根据技术方案3所述的发动机构件80，其中，所述下游边界表面110、150、180在所述出口94、134、164的下游边缘118、158、188处与所述热表面84相交，且所述上游边界表面108、148、178在所述出口94、134、164的上游边缘116、156、186处与所述热表面84相交，且所述罩盖长度L为在所述计量区段98、138、168的下游端106、146、176与所述上游边缘116、156、186之间沿所述上游边界表面108、148、178的距离。技术方案6：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，所述上游边界表面108基本上平行于所述中心线108或者远离所述中心线142、172而发散。技术方案7：根据技术方案6所述的发动机构件80，其中，所述下游边界表面110、180远离所述中心线102、172而发散。技术方案8：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，所述上游边界表面108相对于所述中心线102基本上为平面的，并且/或者其中，所述上游边界表面108沿所述中心线102在轴向方向上基本上为直线的。技术方案9：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，所述计量直径D沿所述计量区段98、138、168基本上为恒定的。技术方案10：根据技术方案1所述的发动机构件80，其中，所述中心线102、142、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件(80)，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，包括：基底(82)，其具有面对所述热燃烧气流的热表面(84)和面对冷却流体流的冷却表面(86)，所述热燃烧气流大体上相对于所述热表面(84)限定上游方向和下游方向；和膜孔(90、130、160)，其延伸穿过所述基底(82)且限定中心线(102、142、172)，且包括：计量区段(98、138、168)，其限定计量直径D；和扩散区段(100、140、170)，其具有下游边界表面(110、150、180)和上游边界表面(108、148、178)；其中，所述扩散区段(100、140、170)作为在所述计量区段(98、138、168)的下游端(106、146、176)与所述热表面(84)之间沿所述上游边界表面(108、148、178)的距离限定罩盖长度L；且其中，1≤L/D≤6。
【技术特征摘要】
2015.03.17 US 14/6596401. 一种用于燃气涡轮发动机的发动机构件(80)，所述燃气涡轮发动机生成热燃烧气流，包括：基底(82)，其具有面对所述热燃烧气流的热表面(84)和面对冷却流体流的冷却表面(86)，所述热燃烧气流大体上相对于所述热表面(84)限定上游方向和下游方向；和膜孔(90、130、160)，其延伸穿过所述基底(82)且限定中心线(102、142、172)，且包括：计量区段(98、138、168)，其限定计量直径D；和扩散区段(100、140、170)，其具有下游边界表面(110、150、180)和上游边界表面(108、148、178)；其中，所述扩散区段(100、140、170)作为在所述计量区段(98、138、168)的下游端(106、146、176)与所述热表面(84)之间沿所述上游边界表面(108、148、178)的距离限定罩盖长度L；且其中，1≤L/D≤6。2.根据权利要求1所述的发动机构件(80)，其中，2≤L/D≤4。3.根据权利要求1所述的发动机构件(80)，其中，所述扩散区段(100、140、170)在所述热表面(84)处限定所述膜孔(90、130、160)的出口(94、134、164)。4.根据权利要求3所述的发动机构件(80)，其中，所述计量区段(98、168)在所述冷却表面(86)处限定所述膜孔(90、160)的入口(92、162)。5.根据权利要求3所述的发动机...
【专利技术属性】
技术研发人员：RS班克，FA巴克，RD布里格斯，GS布赖恩奇，KR费尔德曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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