CN111271131A - 转子组件热衰减结构和系统 - Google Patents

Abstract

本公开的一方面涉及一种用于涡轮发动机的转子组件。转子组件包括翼型组件和毂，翼型组件附接到毂。壁组件在翼型组件和毂之间限定第一腔和第二腔。第一腔和第二腔通过壁组件至少部分地流体分离。第一腔与第一冷却流体的流流体连通，并且第二腔与第二冷却流体的流流体连通，第二冷却流体不同于第一冷却流体。

Description

转子组件热衰减结构和系统

技术领域

本主题大体上涉及用于热发动机的转子组件热衰减和流动结构。

背景技术

热发动机，例如燃气涡轮发动机，大体上包括冷却结构，以向涡轮叶片提供冷却流体，从而减少磨损和劣化。然而，用于向涡轮叶片提供冷却流体的已知结构和系统经常因为大压降以及与冷却流体和冷却流体源有关的高温而导致效率低下。因此，有需要用于改进向涡轮叶片提供冷却流体同时减轻与提供冷却流体有关的发动机处的损失和效率低下的结构和系统。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

本公开的一方面涉及一种用于涡轮发动机的转子组件。转子组件包括翼型组件和毂，翼型组件附接到毂。壁组件在翼型组件与毂之间限定第一腔和第二腔。第一腔和第二腔通过壁组件被至少部分地流体分离。第一腔与第一冷却流体的流流体连通，并且第二腔与第二冷却流体的流流体连通，第二冷却流体不同于第一冷却流体。

在一个实施例中，壁组件从翼型组件或毂延伸，以限定密封组件，密封组件限定第一腔和第二腔。

在另一个实施例中，壁组件在静态组件和转子组件之间从翼型组件延伸，以在其内限定与第一腔或第二腔中的一个或多个流体连通的气室。

在各种实施例中，转子组件包括在翼型组件内的壁，壁限定与第二气室流体分离的第一气室。在一个实施例中，第一气室与第一腔流体连通，并且第二气室与第二腔流体连通。

在一个实施例中，转子组件限定通过翼型组件的基座部分、与第一腔流体连通的第一入口开口。

在各种实施例中，翼型组件包括与第一腔和第二腔中的一个或多个流体连通的多个回路。在一个实施例中，多个回路包括与第一腔流体连通的第一回路，以及与第二腔流体连通的第三回路。在另一个实施例中，多个回路包括与第一腔流体连通的第二回路。在又一个实施例中，多个回路包括与第二腔流体连通的第二回路。

本公开的另一方面涉及一种热发动机。热发动机包括第一冷却流体源，第一冷却流体源被构造成提供第一冷却流体；第二冷却流体源，第二冷却流体源被构造成提供第二冷却流体，其中第一冷却流体和第二冷却流体各自限定相对于彼此的不同压力或温度中的一个或多个；和转子组件，转子组件包括翼型组件和毂，翼型组件附接到毂。转子组件在翼型组件与毂之间限定第一腔和第二腔，第一腔与第二腔至少部分地流体分离。第一腔与第一冷却流体源流体连通以接收第一冷却流体。第二腔与第二冷却流体源流体连通以接收第二冷却流体。

在各种实施例中，热发动机进一步包括第一静态组件，第一静态组件被设置成直接邻近转子组件。第一冷却流体源被设置成至少部分地通过第一静态组件。第一冷却流体源被构造成将通过其的第一冷却流体提供给转子组件的第一腔。热发动机进一步包括第二静态组件，第二静态组件被设置成直接邻近转子组件。第二冷却流体源被设置成至少部分地通过第二静态组件。第二冷却流体源被构造成将通过其的第二冷却流体提供给转子组件的第二腔。

在一个实施例中，转子组件包括壁，壁限定与第二气室流体分离的第一气室。第一气室与第一腔流体连通。第二气室与第二腔流体连通。

在另一个实施例中，壁组件从翼型组件的基座部分和毂延伸，以限定密封组件，密封组件在翼型组件与毂之间限定第一腔和第二腔。

在又一个实施例中，壁组件在转子组件与第一静态组件或第二静态组件中的一个或多个之间从翼型件组件延伸，以在其内限定第一气室或第二气室中的一个或多个。

在一个实施例中，转子组件限定通过基座部分、与第一腔流体连通的第一入口开口。

在各种实施例中，转子组件包括通过翼型组件、与第一腔和第二腔中的一个或多个流体连通的多个回路。在一个实施例中，通过转子组件的多个回路包括与第一腔流体连通的第一回路，以及与第二腔流体连通的第三回路。在另一个实施例中，通过转子组件的多个回路包括与第一腔流体连通的第二回路。在又一个实施例中，多个回路包括与第二腔流体连通的第二回路。

本发明的这些以及其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求书变得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起，用于解释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中，针对本领域普通技术人员，阐述了本发明包括其最佳模式的完整且能够实现的公开。其中：

图1是根据本公开的方面的包括转子组件的示例性热发动机的示意性横截面视图；

图2是图1的发动机的涡轮区段和燃烧区段的示例性部分的示意性横截面视图；

图3是图2的涡轮区段和燃烧区段的一部分的示例性实施例的详细示意性横截面视图；

图4是图2的涡轮区段和燃烧区段的一部分的另一个示例性实施例的详细示意性横截面视图；

图5是关于图1-4描绘的转子组件的翼型组件的示例性实施例的立体视图；

图6是图5的翼型组件的示例性实施例的横截面视图；

图7是图5的翼型组件的示例性实施例的另一个横截面视图；

图8是图5-7的翼型组件的示例性实施例的示意性横截面视图；

图9是图5-7的翼型组件的另一个示例性实施例的示意性横截面视图；

图10是图5-7的翼型组件的又一个示例性实施例的示意性横截面视图；

图11是图5-7的翼型组件的再一个示例性实施例的示意性横截面视图；和

图12是图5-7的翼型组件的又再一个示例性实施例的示意性横截面视图。

在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施例，本发明的实施例的一个或多个实例在附图中示出。提供每个实施例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。

如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以使一个部件区别于另一个部件，并且不旨在表示单个部件的位置或重要性。

术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，以及“下游”是指流体向其流动的方向。

本文中叙述的近似值可以包括基于本领域中使用的一个以上测量装置的裕度，例如但不限于测量装置或传感器的满量程测量范围的百分比。替代地，本文叙述的近似值可以包括大于上限值的上限值的10％或小于下限值的下限值的10％的裕度。

大体上提供包括转子组件和翼型组件的发动机的实施例，其可以改进向转子叶片提供冷却流体，同时减轻与提供冷却流体有关的发动机处的损失和效率低下。本文所示和所述的实施例包括向转子组件的前向部分和后向部分提供不同压力和/或温度的两个以上的冷却流体。不同的冷却流体大体上可以包括冷却的冷却空气(CCA)回路，以便使压缩机区段空气穿过一个或多个热交换器并且穿过静态结构，从而将冷却流体提供给转子组件的翼型组件。其他流体大体可以包括较高压力和/或较高温度源，例如被导向通过燃烧区段。冷却流体的分离流经由减少通过燃烧区段提取出的流动并且提供通过转子组件的较低温度冷却流体的减小流动，来减少从发动机的空气动力和热力循环中提取出的冷却流体的总体流动。

现在参考附图，图1是示例性热发动机10的示意性局部截面侧视图，示例性热发动机10在本文中称为“发动机10”，可以结合本公开的各种实施例。尽管下面参考燃气涡轮发动机进行了进一步的描述，但是本发明大体上也适用于涡轮机械，包括限定涡轮风扇发动机、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴燃气涡轮发动机的燃气涡轮发动机，大体上包括船用和工业涡轮发动机和辅助动力单元，以及蒸汽涡轮发动机、内燃发动机、往复式发动机和布雷顿循环机。如图1所示，发动机10具有延伸通过其中以供参考的纵向或轴向中心线轴线12。大体上，发动机10可以包括风扇组件14和设置在风扇组件14下游的核心发动机16。

核心发动机16大体上可以包括基本上管状的外壳18，外壳18限定环形入口20。外壳18以串行流动关系包围或至少部分形成具有增压器或低压(LP)压缩机22、高压(HP)压缩机24的压缩机区段21，燃烧器扩散器组件26，包括高压(HP)涡轮28、低压(LP)涡轮30的涡轮区段31，和喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)转子轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)转子轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。LP转子轴36也可以连接到风扇组件14的风扇轴38。在特定实施例中，如图1所示，LP转子轴36可以通过减速齿轮40例如以间接驱动或齿轮驱动构造被连接至风扇轴38。在其他实施例中，发动机10可以进一步包括中压(IP)压缩机和能够与中压轴一起旋转的涡轮。

如图1所示，风扇组件14包括多个风扇叶片42，多个风扇叶片42联接到风扇轴38并且从风扇轴38径向向外延伸。环形风扇壳体或机舱44周向围绕风扇组件14和/或核心发动机16的至少一部分。在一个实施例中，机舱44可以通过多个周向间隔开的出口导向轮叶或支柱46相对于核心发动机16被支撑。此外，机舱44的至少一部分可以在核心发动机16的外部分上延伸，以便限定其之间的旁路气流通道48。

应当理解的是，HP涡轮28、HP轴34和HP压缩机24可以一起限定能够相对于中心线轴线12旋转的发动机10的转子组件90。在其他实施例中，本文进一步描述的转子组件90可以一起包括LP涡轮30、LP轴36和LP压缩机22，或者替代地，包括风扇轴38。在未示出的还有的其他实施例中，转子组件90可以包括中压涡轮、轴和压缩机组件。

在发动机10的操作期间，如箭头74示意性地指示的一定量的氧化剂通过机舱44和/或风扇组件14的相关入口76进入发动机10。当氧化剂74穿过风扇叶片42时，如箭头78示意性地指示的一部分氧化剂被引导或导向到旁路气流通道48中，而如箭头80示意性地指示的另一部分氧化剂被引导或导向到LP压缩机22中。氧化剂80在其朝向燃烧区段26流过LP压缩机22和HP压缩机24时逐渐被压缩。

在燃烧区段26处产生的燃烧气体86流入涡轮区段31，例如流到HP涡轮28，因而使得HP转子轴34旋转，从而支撑HP压缩机24的操作。如图1所示，燃烧气体86然后被导向通过LP涡轮30，因而使得LP转子轴36旋转，从而支撑LP压缩机22的操作和/或风扇轴38的旋转。然后，通过核心发动机16的喷射排气喷嘴区段32排出燃烧气体86，以提供推进力。

典型地，LP压缩机22和HP压缩机24向燃烧区段26提供比用于产生燃烧气体86的氧化剂更多的氧化剂。因此，如箭头83示意性地指示的一部分氧化剂82可以用作第一冷却流体。例如，如图2所示，第一冷却流体83可以被导向通过第一导管66，以向转子组件90的较热部分，例如在HP涡轮28和/或LP涡轮30处，提供热衰减(例如，大体上为热传递，或具体为冷却)。在各种实施例中，第一导管66被限定在燃烧区段26和/或涡轮区段31处，例如至少部分在图2示出。第一导管66大体上可以经由一个或多个壁301提供第一冷却流体83，一个或多个壁301在壁301与转子组件90处的至少一个部件之间限定通道65。第一导管66在转子组件90处与第一腔116(图3-7)流体连通，以便向转子组件90提供第一冷却流体83的流动，如下面关于图3-12进一步描述的。

发动机10大体上可以包括第一静态组件310，第一静态组件310沿着轴向方向A邻近转子组件90设置，例如直接设置在转子组件90的前方。第一静态组件310可以包括在HP涡轮28上游的燃烧区段26，HP涡轮28包括转子组件90。更进一步地，第一静态组件310可以至少部分地限定第一导管66，来自第一冷却流体源200的第一冷却流体83通过第一导管66被提供到转子组件90的第一腔116(图3-7)。

仍然参考图2，通过第一导管66的第一冷却流体83大体上可以通过第一冷却流体源200提供，第一冷却流体源200被构造成提供第一冷却流体83。在各种实施例中，第一冷却流体源200可以限定压缩机区段21的一个或多个部分，例如形成在LP压缩机22或HP压缩机24处的压缩机引气。在一个实施例中，第一冷却流体源200被限定在压缩机区段21的出口处(例如，在燃烧区段26处)。在各种实施例中，第一冷却流体源200从压缩机出口64(图1)上游的压缩机区段21内的一个或多个级被限定。

在各种实施例中，发动机10进一步包括第二冷却流体源300，第二冷却流体源300被构造成从一部分氧化剂流82提供第二冷却流体，例如经由箭头84所示的。第二冷却流体源300可以另外地从压缩机区段21获得第二冷却流体84。但是，第二冷却流体源300可以进一步包括一个或多个流动路径，该流动路径限定相对于第一冷却流体83具有不同压力或温度中的一个或多个的第二冷却流体84。在各种实施例中，第二冷却流体源300可以进一步包括一个或多个热交换器。例如，第二冷却流体源300可以提供第二冷却流体84，第二冷却流体84与旁路空气流(例如，氧化剂流78)、液体和/或气态燃料流、润滑剂流、液压流体流、低温流体流、超临界流体、或其他冷却剂或制冷剂、或其他散热剂中的一个或多个热连通，以便相对于氧化剂流82降低第二冷却流体84的温度。

发动机10大体上可以包括第二静态组件320，第二静态组件320沿着轴向方向A邻近转子组件90设置，例如直接设置在转子组件90的后方。第二静态组件320可以包括在涡轮区段31的一个或多个转子下游的HP涡轮的一部分，例如壳体、框架或轮叶组件。更进一步地，第二静态组件320可以至少部分地限定第二通道67，来自第二冷却流体源300的第二冷却流体84通过第二通道67被提供到转子组件90的第二腔117(图3-7)，如本文中进一步描述的。

现在参考图2-3，大体上提供了发动机10的示意性横截面视图。图2-3大体上示出了例如HP涡轮28的部分涡轮区段，以及例如在涡轮喷嘴组件68处的燃烧区段26的出口部分。发动机10包括转子组件90，转子组件90包括翼型组件100以及毂140，翼型组件100附接到毂140。翼型组件100包括联接至毂140的基座部分110。在各种实施例中，翼型组件100可拆卸地联接至毂140。例如，毂140可以限定例如燕尾槽的槽，翼型组件100可以通过该槽来被可拆卸地联接。然而，在其他实施例中，翼型组件100可以与毂140成一体，例如限定一体地带叶片的转子或带叶片的盘。

参考图3，转子组件90可以包括从翼型组件100的基座部分110延伸到毂140的密封组件130。密封组件130限定第一腔116和第二腔117，第一腔116和第二腔117通过密封组件130彼此分开。在各种实施例中，第一腔116和第二腔117由毂140、基座部分110和密封组件130共同限定。密封组件130使第一腔116和第二腔117在翼型组件100与轮毂140之间流体分离。例如，密封组件130使流体分离的冷却流体83、84的流能够从它们各自的腔116、117进入到翼型组件100的基座部分110中，例如关于图8-12进一步描绘的。在各种实施例中，密封组件130可限定迷宫式密封、刷式密封、叶形密封、箔或其他单壁或多壁密封、或其他适当的密封布置。

在各种实施例中，密封组件130包括联接至转子组件90的壁组件135。壁组件135联接至翼型组件100，并且从翼型组件100延伸，以使冷却流体83、84的流彼此流体分离。参考图3，在一个实施例中，包括壁组件135的密封组件130被联接到翼型组件100的基座部分110。壁组件135限定与第二腔117流体隔离的第一腔116。应当理解的是，密封组件130分离或断开第一腔116与第二腔117之间的流体流。然而，在各种实施例中，一定量的流可以在第一腔116和第二腔117之间流动。

在各种实施例中，例如关于图3-4所描绘的，壁组件135包括第一壁131，第一壁131从翼型组件100的基座部分110延伸并且与毂140接触。在另一个实施例中，例如关于图3所描绘的，壁组件135进一步包括第二壁132，第二壁132从毂140延伸而与翼型组件100的基座部分110接触。第一壁131和第二壁132处于直接相邻布置，以便提供使第一腔116和第二腔117流体断开的密封布置。例如，第一壁131和第二壁132可以各自相对于翼型组件100沿着弦向方向91(图3)处于直接相邻布置。密封组件130可以进一步包括交替的多个第一壁131和第二壁132，以便在其之间限定腔，从而限制第一腔116与第二腔117之间的流动或流体连通。

返回参考图3，在各种实施例中，密封组件130沿着径向方向R在基座部分110和毂140之间限定第一腔116。在另一个实施例中，密封组件130沿着径向方向R在基座部分110和毂140之间限定第二腔117。在还有的各种实施例中，第一入口开口111和第二入口开口112在其之间各自通过密封组件130分离。在各种实施例中，第一入口开口111和第二入口开口112沿着与发动机10的轴向方向A相对应的弦向方向91通过密封组件130被分离。在一个实施例中，基座部分110限定与第一腔116直接流体连通的第一入口开口111。在另一个实施例中，限定第二入口开口112与第二腔117直接流体连通。

现在参考图4，大体上提供了发动机10的另一个示例性实施例。关于图4所提供的实施例被构造成基本上类似于关于2-3示出和描述的实施例。在还有的各种实施例中，壁组件135进一步包括从翼型组件100延伸的第三壁133。在一个实施例中，第三壁133从与翼型组件100的前缘123相对应的前端延伸。在另一个实施例中，第三壁133可以从与翼型组件100的后缘124相对应的后端延伸。在一个实施例中，第一腔116被限定在第三壁133与第一壁131之间，第一壁131在翼型组件100与毂140之间延伸。

在还有的各种实施例中，第三壁133可以在转子组件90与第一静态组件310之间限定的通道65内从翼型件组件100延伸，例如从其基座部分110延伸。在另一个实施例中，第三壁133可以从转子组件90的后端延伸，以便在第二静态组件与转子组件90的后侧之间在第二通道67内延伸。在各种实施例中，第三壁133可以在第三壁133与转子组件90之间限定开口134。在一个实施例中，第三壁133与转子组件90之间的开口134可以被限定在转子组件90的毂140与第三壁133之间。在各种实施例中，第三壁133朝向毂140径向向内延伸，以在第三壁133与转子组件90之间限定开口134，从而准许冷却流体流通过其中到达翼型组件100。

在各种实施例中，基座部分110限定与第一腔116流体连通的第一入口开口111。在一个实施例中，限定第一入口开口111通过翼型组件100的前端而与第一腔116流体连通。

现在参考图5-7，提供了翼型组件100的详细的示例性实施例。图5提供了翼型组件100的示例性实施例的立体图。图6提供了图5的示例性翼型组件100的横截面视图。图7提供了关于图5-6提供的翼型组件100的示例性实施例的俯视图。共同参考图5-7，翼型组件100限定压力侧121、吸力侧122、前缘123和后缘124。

参考图5-7，在各种实施例中，翼型组件100的基座部分110包括设置在基座部分110内的基座部分壁115。基座部分壁115限定了第一气室(plenum)113和第二气室114，第一气室113和第二气室114通过基座部分壁115彼此分离。在一个实施例中，基座部分110中的第一气室113与第一腔116流体连通。在另一个实施例中，基座部分110中的第二气室114与第二腔117流体连通。

在各种实施例中，翼型组件100进一步包括翼型结构120，翼型结构120沿着径向方向R从基座部分110延伸并且附接到基座部分110。例如，翼型结构120和基座部分110可以一起被一体形成为翼型组件100(例如，铸造、锻造、机加工、增材制造等，或其组合)。翼型组件100限定与第一气室113和第二气室114中的一个或多个流体连通的多个回路126、127、128、129。在各种实施例中，翼型组件100限定第一回路126，第一回路126以热连通被至少设置在翼型组件100的前缘123处。在还有的各种实施例中，翼型组件100限定第二回路127，第二回路127以热连通被至少设置在翼型组件100的后缘124处。在另一个实施例中，翼型组件100限定沿着弦向方向91设置在第一回路126与第二回路127之间的一个或多个第三回路128。应当理解的是，在各种实施例中，翼型组件100可以限定多个第一回路126、第二回路127或第三回路128。

在一个实施例中，翼型组件100限定与第一开口101流体连通的第一回路126。在另一个实施例中，翼型组件100限定与第二开口102流体连通的第二回路127。第一回路126和第二回路127各自至少部分地延伸通过翼型结构120。

仍参考图5-7，在各种实施例中，翼型组件100进一步限定沿着弦向方向91在第一回路126与第二回路127之间的第三回路128。在还有的各种实施例中，第三回路128与第一气室113流体连通。在再还有的各种实施例中，第三回路128限定通过翼型结构120的基本上蛇形的通道或导管，以便在翼型结构120的前缘123与后缘124之间提供冷却。

在一个实施例中，第一开口101可以设置在翼型结构120的前缘123处。在另一个实施例中，第二开口102可以设置在翼型结构120的后缘124处。在还有的其它实施例中，例如关于图5大体上描绘的，翼型结构120可以限定通过翼型结构120的压力侧121、吸力侧122、径向向外尖端125(图6)或其组合中的一个或多个的第三开口103。在各种实施例中，第一回路126、第二回路127或第三回路128中的一个或多个可以与第三开口103流体连通。

在各种实施例中，第一回路126可以在翼型组件100的前缘123处延伸，并且进一步经由连接回路129(图8-12)流体联接到后缘124处的第二回路127，流体联接到前缘123与后缘124之间的第三回路128，或流体联接到两者。第一回路126可以与第一开口101、第二开口102、或第三开口103、或其组合中的一个或多个流体连通。在其他实施例中，第二回路127可以在翼型组件100的后缘124处延伸，并且进一步经由连接回路129(图8-12)流体联接到前缘123处的第一回路126，流体联接到其之间的第三回路127，或流体联接到两者。第二回路127可以与第一开口101、第二开口102、或第三开口103、或其组合中的一个或多个流体连通。

现在参考图8-12，大体上提供了翼型组件100的示意性横截面视图。关于图8-12提供的实施例被构造成基本上类似于关于图1-7示出和描述的实施例。应当理解的是，例如关于图6大体上描绘的一个或多个壁、气室、腔可以被结合以限定例如关于图8-12示意性地描绘的多个回路126、127、128、129。

参考图8，在一个实施例中，第一回路126和第三回路127各自与第一气室113流体连通。第一气室113从第一腔116和第一导管66接收第一冷却流体83的流，例如关于图2-4所描述。关于图8所提供的实施例可以经由第一冷却流体83向翼型结构120的前缘123提供冷却，第一冷却流体83相对于第二冷却流体84限定较高的温度和/或压力。另外，第二回路127与第二气室114流体连通，以接收来自第二腔117的第二冷却流体84的流。另外地或替代地，关于图8所提供的实施例可以经由第二冷却流体84向翼型结构120的后缘124提供冷却，第二冷却流体84相对于第一冷却流体83限定较低的压力和/或温度。作为又一个实例，关于图8所提供的实施例可以经由减少从例如压缩机出口64处的第一冷却流体源200的相对较高压力和较高温度源(例如，压缩机出口64处的燃烧区段26处的温度和压力)提取出的冷却流的量，来提高发动机效率。

现在参考图9-11，在各种实施例中，第一回路126和第二回路127各自与第二气室114流体连通。第一回路126和第二回路127经由连接回路129流体连通地联接在一起。在一个实施例中，连接回路129跨越翼型结构120的弦向方向91延伸，以流体连通地联接第一回路126和第二回路127。在各种实施例中，连接回路129被限定在翼型结构120内，以联接多个第一回路126、第二回路127或第三回路128的多个室、腔等。在一个实施例中，连接回路129被限定成与第三回路128流体分离，从而将第二冷却流体84的流提供至翼型结构120的前缘123和后缘124。第三回路128与第一气室113流体连通。在各种实施例中，第三回路128与第一回路126和第二回路127流体分离或断开，从而提供通过前缘123和后缘124之间的翼型结构120的第一冷却流体83的流。

特别地参考图10，在一个实施例中，连接回路129被限定在翼型组件100的径向向内或根部分处。在一个实施例中，连接回路129设置在翼型组件100的基座部分110中。在各种实施例中，连接回路129设置在翼型组件100的翼型结构120中。在另一个实施例中，翼型结构120进一步包括第二连接回路129(a)，第二连接回路129(a)被限定在翼型结构120的径向向外或尖端部分处。在各种实施例中，翼型结构120可以限定一个或多个连接回路129、129(a)，一个或多个连接回路129、129(a)设置在根部分处、尖端部分处或在其间径向设置通过翼型结构120。

参考图9-10，第二气室114可以设置在翼型组件100内的前方(例如，对应于前缘123)，并且第一气室113可以设置在第二气室114的后方(例如，对应于后缘124)，其中，每个气室通过基座部分壁115被分离。第二冷却流体84的流可以在第二气室114处被接收，并且从第一回路126向后导向通过翼型组件100。第二冷却流体84的流可以在第二气室114处被接收，并且从第一回路126向后导向通过翼型组件100到第二回路127。

参考图11，第一气室113可以设置在翼型组件100内的前方(例如，对应于前缘123)，并且第二气室114可以设置在第一气室113的后方(例如，对应于后缘124)，其中，每个气室通过基座部分壁115被分离。第二冷却流体84的流可以在第二气室114处被接收，并且从第二回路127向前导向通过翼型组件100到第一回路126。

参考图9-11，到前缘123和后缘124的第二冷却流体84的流，以及在其之间沿着弦向方向91的第一冷却流体83的流使得能够向翼型结构120的可能由于燃烧气体而更易于劣化和损坏的部分，提供冷却流体的较低温度和/或较低压力源。另外地或替代地，来自第二冷却流体源300的较低温度和/或较低压力的第二冷却流体84使得流速能够降低，从而减少在压缩机区段21的出口处或在燃烧区段26处的阻塞。

参考图12，在另一个实施例中，翼型组件100可以包括与第一腔116和第二腔117流体连通的基座部分110中的第一气室113，从而将第一气室113限定为与第一腔116和第二腔117流体连通的混合室。翼型组件100可以进一步包括与第一气室113流体连通的第二气室114。在各种实施例中，基座部分壁115可以限定通过基座部分壁115的一个或多个基座部分孔118，从而将来自第一气室113的流体85的组合流接收到第二气室114中。流体85的组合流包括在第一气室113处混合的第一冷却流体83和第二冷却流体84，第一气室113限定混合室。

在各种实施例中，翼型组件100可以在基座部分110处包括混合器组件119，以促进第一冷却流体83与第二冷却流体84的混合。例如，混合器组件119可以限定旋流器、喷射器装置、喷嘴等，以调节进入限定混合室的第一气室113的流体83、84的流，从而促进混合以将流体85的组合流提供给第二气室114。第二气室114可以进一步与第一回路126、第二回路127和第三回路128流体连通，以提供通过前缘123、后缘124以及翼型结构120之间的部分的流体85的组合流。

发动机10的部分，例如本文中描述的以及关于图1-12描绘的转子组件90和翼型组件100，可以被构造成机械接合或布置的各种部件的组件，以便产生本文示出和描述的转子组件90和翼型组件100的实施例。转子组件90和翼型组件100分开地或一起，可以替代地各自或共同地构造成单个整体部件，并且通过本领域技术人员通常已知的任何数量的处理来被制造。例如，转子组件90和翼型组件100可以被构建成单个整体部件。这些制造处理包括但不限于被称为“增材制造”或“3D打印”的那些处理。另外，可以利用任何数量的铸造、机械加工、焊接、铜焊或烧结处理，或机械紧固件，或其任意组合来构造转子组件90和翼型组件100。此外，转子组件90和翼型组件100可以由用于涡轮发动机转子组件和翼型组件，或更具体地，用于高压或低压涡轮转子组件的任何合适的材料构造，包括但不限于镍基和钴基合金。更进一步地，流路表面和通道可以包括表面精加工或其他制造方法，以减少阻力或以其他方式促进流体流动，例如但不限于滚筒精加工、滚磨、膛线、抛光或涂层。

本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及进行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这些其他实例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他实例旨在权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种用于涡轮发动机的转子组件，其特征在于，所述转子组件包括：翼型组件和毂，所述翼型组件附接到所述毂，其中壁组件在所述翼型组件与所述毂之间限定第一腔和第二腔，并且其中所述第一腔和所述第二腔通过所述壁组件被至少部分地流体分离，并且其中所述第一腔与第一冷却流体的流流体连通，并且所述第二腔与第二冷却流体的流流体连通，所述第二冷却流体不同于所述第一冷却流体。

2.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述壁组件从所述翼型组件或所述毂延伸，以限定密封组件，所述密封组件限定所述第一腔和所述第二腔。

3.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述壁组件在静态组件和所述转子组件之间从所述翼型组件延伸，以在其内限定与所述第一腔或所述第二腔中的一个或多个流体连通的气室。

4.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述转子组件包括在所述翼型组件内的壁，所述壁限定与第二气室流体分离的第一气室。

5.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述第一气室与所述第一腔流体连通，并且其中所述第二气室与所述第二腔流体连通。

6.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述转子组件限定通过所述翼型组件的基座部分且与所述第一腔流体连通的第一入口开口。

7.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述翼型组件包括与所述第一腔和所述第二腔中的一个或多个流体连通的多个回路。

8.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第一回路，以及与所述第二腔流体连通的第三回路。

9.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第二回路。

10.根据任何在前条项的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第二腔流体连通的第二回路。

11.一种热发动机，其特征在于，所述热发动机包括：第一冷却流体源，所述第一冷却流体源被构造成提供第一冷却流体；第二冷却流体源，所述第二冷却流体源被构造成提供第二冷却流体，其中所述第一冷却流体和所述第二冷却流体各自限定相对于彼此的不同压力或温度中的一个或多个；和转子组件，所述转子组件包括翼型组件和毂，所述翼型组件附接到所述毂，其中所述转子组件在所述翼型组件与所述毂之间限定第一腔和第二腔，所述第一腔与所述第二腔至少部分地流体分离，并且其中所述第一腔与所述第一冷却流体源流体连通以接收所述第一冷却流体，并且其中所述第二腔与所述第二冷却流体源流体连通以接收所述第二冷却流体。

12.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，进一步包括：第一静态组件，所述第一静态组件被设置成直接邻近所述转子组件，其中所述第一冷却流体源被设置成至少部分地通过所述第一静态组件，并且其中所述第一冷却流体源被构造成将通过其的所述第一冷却流体提供给所述转子组件的所述第一腔；和第二静态组件，所述第二静态组件被设置成直接邻近所述转子组件，其中所述第二冷却流体源被设置成至少部分地通过所述第二静态组件，并且其中所述第二冷却流体源被构造成将通过其的所述第二冷却流体提供给所述转子组件的所述第二腔。

13.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述转子组件包括壁，所述壁限定与第二气室流体分离的第一气室，并且其中所述第一气室与所述第一腔流体连通，并且其中所述第二气室与所述第二腔流体连通。

14.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述壁组件从所述翼型组件的基座部分和所述毂延伸，以限定密封组件，所述密封组件在所述翼型组件与所述毂之间限定所述第一腔和所述第二腔。

15.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述壁组件在所述转子组件与所述第一静态组件或所述第二静态组件中的一个或多个之间从所述翼型组件延伸，以在其内限定所述第一气室或所述第二气室中的一个或多个。

16.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述转子组件限定通过所述基座部分、与所述第一腔流体连通的第一入口开口。

17.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述转子组件包括通过所述翼型组件、与所述第一腔和所述第二腔中的一个或多个流体连通的多个回路。

18.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中通过所述转子组件的所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第一回路，以及与所述第二腔流体连通的第三回路。

19.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中通过所述转子组件的所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第二回路。

20.根据任何在前条项的热发动机，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第二腔流体连通的第二回路。

Claims (10)

1.一种用于涡轮发动机的转子组件，其特征在于，所述转子组件包括：

翼型组件和毂，所述翼型组件附接到所述毂，其中壁组件在所述翼型组件与所述毂之间限定第一腔和第二腔，并且其中所述第一腔和所述第二腔通过所述壁组件被至少部分地流体分离，并且其中所述第一腔与第一冷却流体的流流体连通，并且所述第二腔与第二冷却流体的流流体连通，所述第二冷却流体不同于所述第一冷却流体。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述壁组件从所述翼型组件或所述毂延伸，以限定密封组件，所述密封组件限定所述第一腔和所述第二腔。

3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述壁组件在静态组件和所述转子组件之间从所述翼型组件延伸，以在其内限定与所述第一腔或所述第二腔中的一个或多个流体连通的气室。

4.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述转子组件包括在所述翼型组件内的壁，所述壁限定与第二气室流体分离的第一气室。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，其中所述第一气室与所述第一腔流体连通，并且其中所述第二气室与所述第二腔流体连通。

6.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述转子组件限定通过所述翼型组件的基座部分且与所述第一腔流体连通的第一入口开口。

7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，其中所述翼型组件包括与所述第一腔和所述第二腔中的一个或多个流体连通的多个回路。

8.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第一回路，以及与所述第二腔流体连通的第三回路。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第一腔流体连通的第二回路。

10.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，其中所述多个回路包括与所述第二腔流体连通的第二回路。

Images