專利名稱：用于渦輪發(fā)動機冷卻的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及燃氣渦輪發(fā)動機，并且更具體而言涉及其中的溫度和性能管理。
背景技術(shù)：
在燃氣渦輪發(fā)動機中，空氣在壓縮機中被加壓，并且在燃燒器中與燃料混合以產(chǎn) 生熱的燃燒氣體，熱的燃燒氣體向下游流過一個或多個渦輪級。渦輪級包括具有定子導(dǎo)葉 的固定式噴嘴，定子導(dǎo)葉引導(dǎo)燃燒氣體通過下游的渦輪轉(zhuǎn)子葉片排。渦輪轉(zhuǎn)子葉片從支承 轉(zhuǎn)子沿徑向向外延伸，通過從氣體中提取能量來對支承轉(zhuǎn)子供以動力。第一級渦輪噴嘴接收來自燃燒器的熱的燃燒氣體，并且將其引導(dǎo)到第一級渦輪轉(zhuǎn) 子葉片，以從該熱的燃燒氣體中提取能量。第二級渦輪噴嘴可設(shè)置在第一級渦輪轉(zhuǎn)子葉片 的下游，并且后面有一排第二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片，第二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片從燃燒氣體中提取額 外的能量。第二級渦輪轉(zhuǎn)子葉片的下游可設(shè)置渦輪噴嘴和渦輪轉(zhuǎn)子葉片的額外的級。當從燃燒氣體中提取能量時，氣體的溫度相應(yīng)地降低。但是，由于氣體溫度相對較 高，所以渦輪級典型地由冷卻劑(比如壓縮空氣，其從壓縮機轉(zhuǎn)移出來，并且被轉(zhuǎn)移通過空 心的導(dǎo)葉和葉片翼型件，以冷卻渦輪的這些內(nèi)部構(gòu)件)冷卻。但是，由于是從燃燒器的使用 中轉(zhuǎn)移出冷卻空氣的，所以從壓縮機中提取的冷卻空氣的量對發(fā)動機的整體效率具有直接 影響。因此，期望提高從渦輪級中移除熱量的效率，而沒有與壓縮機冷卻空氣相關(guān)聯(lián)的 花費，以便由此提高渦輪發(fā)動機的效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種渦輪發(fā)動機包括渦輪殼體、設(shè)置在渦輪殼體中且構(gòu)造 成以便接收熱的燃燒氣體的渦輪、經(jīng)受來自熱的燃燒氣體的熱能的渦輪構(gòu)件，以及設(shè)置在 渦輪殼體的外部且其中設(shè)置有冷卻介質(zhì)的冷卻系統(tǒng)。熱管具有與渦輪構(gòu)件連通的高溫端， 以及伸出渦輪殼體的低溫端，低溫端與冷卻系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)連通，以將熱能從構(gòu)件傳遞 到冷卻介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種渦輪發(fā)動機包括渦輪殼體、設(shè)置在渦輪殼體中且構(gòu) 造成以便接收熱的燃燒氣體的渦輪、從可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件沿徑向向外延伸且經(jīng)受來自熱的 燃燒氣體的熱能的渦輪翼型件，以及設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件中且其中設(shè)置有冷卻介質(zhì)的 冷卻系統(tǒng)。熱管具有與渦輪翼型件連通的高溫端，以及低溫端，該低溫端沿徑向向內(nèi)延伸， 以便以與可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件中的冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)連通的方式終止，以將熱能從渦輪翼 型件傳遞到冷卻介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，燃氣渦輪發(fā)動機包括渦輪、用于將熱的燃燒氣體輸送到 渦輪的燃燒器，以及具有噴嘴翼型件且構(gòu)造成以便接收來自燃燒器的熱的燃燒氣體的噴嘴 組件。噴嘴組件安裝在渦輪發(fā)動機殼體內(nèi)，并且相對于渦輪發(fā)動機殼體固定。多個固態(tài)超導(dǎo)熱管與噴嘴翼型件相關(guān)聯(lián)，并且具有與噴嘴翼型件連通的高溫端和在渦輪發(fā)動機殼體的 外部延伸的低溫端。冷卻系統(tǒng)(包含設(shè)置成在其中進行循環(huán)的冷卻介質(zhì))位于渦輪發(fā)動機 殼體的外部，并且構(gòu)造成以便接收該多個固態(tài)超導(dǎo)熱管的低溫端，其中，通過從熱管的高溫 端到低溫端的傳熱將來自熱的燃燒氣體的熱能從噴嘴翼型件傳遞到冷卻系統(tǒng)。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下描述，這些和其它優(yōu)點和特征將變得更加顯而易見。


在說明書結(jié)論部分處的權(quán)利要求書中特別指出和明確要求保護了被視為本發(fā)明 的主題。根據(jù)結(jié)合附圖得到的以下詳細描述，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點是顯而易見 的，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、通過示例性燃氣渦輪發(fā)動機的一部分的局部 示意性的軸向截面圖；圖2是通過圖1的燃氣渦輪發(fā)動機的一部分的放大截面圖；圖3是圖1的燃氣渦輪發(fā)動機的一個示例性渦輪構(gòu)件的放大視圖；圖4是圖1的燃氣渦輪發(fā)動機的熱管的一個示例性實施例的示意性截面圖；以及圖5是圖1的燃氣渦輪發(fā)動機的熱管的另一個示例性實施例的示意性截面圖。詳細描述參照附圖以實例的方式對本發(fā)明的實施例以及優(yōu)點和特征進行了闡述。
具體實施例方式圖1和2中所示出的是燃氣渦輪發(fā)動機10的一部分。該發(fā)動機關(guān)于縱向或軸向 中心線軸線軸對稱，并且以串聯(lián)流動連通的方式包括多級軸向壓縮機12、燃燒器14和多級 渦輪16。在燃氣渦輪發(fā)動機10的操作期間，來自壓縮機12的壓縮空氣18流到燃燒器14， 燃燒器14操作，以便燃燒燃料與壓縮空氣，以產(chǎn)生熱的燃燒氣體20。熱的燃燒氣體20向下 游流過多級渦輪16，多級渦輪16從熱的燃燒氣體20中提取能量。如圖2詳細地顯示，多級軸向渦輪16的一個實例可構(gòu)造成具有沿軸向設(shè)置成彼此 直接按序排列的六排翼型件22、24、沈、28、30、32的三個級，用來引導(dǎo)熱的燃燒氣體20通過 其中，且用來從熱的燃燒氣體20中提取能量。翼型件22構(gòu)造成第一級噴嘴導(dǎo)葉翼型件。這些翼型件彼此沿周向隔開，并且在 內(nèi)部導(dǎo)葉側(cè)壁34和外部導(dǎo)葉側(cè)壁36之間沿徑向延伸，以限定第一級噴嘴組件38。噴嘴組 件38在渦輪殼體40內(nèi)是固定的，并且操作以便接收和引導(dǎo)來自燃燒器14的熱的燃燒氣體 20。翼型件M從第一支承盤42的周邊沿徑向向外延伸而在第一級固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩44 的附近終止。翼型件對、支承盤42和第一級固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩44限定第一級渦輪轉(zhuǎn)子 組件46，第一級渦輪轉(zhuǎn)子組件46接收來自第一級噴嘴組件38的熱的燃燒氣體20，以使該 第一級渦輪轉(zhuǎn)子組件46旋轉(zhuǎn)，從而從熱的燃燒氣體中提取能量。翼型件沈構(gòu)造成第二級噴嘴導(dǎo)葉翼型件。這些翼型件彼此沿周向隔開，并且在內(nèi) 部導(dǎo)葉側(cè)壁48和外部導(dǎo)葉側(cè)壁50之間沿徑向延伸，以限定第二級噴嘴組件52。第二級噴 嘴組件52在渦輪殼體40內(nèi)是固定的，并且操作以便接收來自第一級渦輪轉(zhuǎn)子組件46的熱 的燃燒氣體20。翼型件28從第二支承盤M沿徑向向外延伸而在第二級固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩56的附近終止。翼型件觀、支承盤M和第二級固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩56限定第二級渦輪 轉(zhuǎn)子組件58，以直接接收來自第二級噴嘴組件52的熱的燃燒氣體20，以另外從熱的燃燒氣 體20中提取能量。類似地，翼型件30構(gòu)造成第三級噴嘴導(dǎo)葉翼型件，這些翼型件彼此沿周向隔開， 并且在內(nèi)部導(dǎo)葉側(cè)壁60和外部導(dǎo)葉側(cè)壁62之間沿徑向延伸，以限定第三級噴嘴組件64。 第三級噴嘴組件64在渦輪殼體40內(nèi)是固定的，并且操作以便接收來自第二級渦輪轉(zhuǎn)子組 件58的熱的燃燒氣體20。翼型件32從第三支承盤66沿徑向向外延伸而在第三級固定式 渦輪轉(zhuǎn)子護罩68的附近終止。翼型件32、支承盤66和第三級固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩68限定 第三級渦輪轉(zhuǎn)子組件70，以直接接收來自第三級噴嘴組件64的熱的燃燒氣體20，以另外從 熱的燃燒氣體20中提取能量。在多級渦輪16中使用的級的數(shù)量可取決于燃氣渦輪發(fā)動機 10的具體應(yīng)用而變化。如所指示的那樣，第一級噴嘴組件38、第二級噴嘴組件52和第三級噴嘴組件64相 對于渦輪殼體40是固定的，而渦輪轉(zhuǎn)子組件46、58和70安裝成以便在它們之中旋轉(zhuǎn)。渦 輪翼型件和固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩在渦輪發(fā)動機10的操作期間暴露于熱的燃燒氣體20和來 自熱的燃燒氣體20的熱能，其中最熱的構(gòu)件最接近燃燒器14的出口。為了確保這種內(nèi)部 構(gòu)件的期望耐用性，典型地對它們進行冷卻。如圖2和3詳細地示出的那樣，諸如噴嘴翼型 件熱管72、渦輪翼型件熱管74和固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩熱管75的熱管可用來從諸如翼型件 22、24J6、28、30、32和固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩44、56、68的內(nèi)部渦輪構(gòu)件中有效地移除熱量， 同時降低或消除對冷卻劑介質(zhì)(比如轉(zhuǎn)移的壓縮機空氣)的需要。在圖4中示意性地顯示的熱管72的一個示例性實施例中，各個熱管構(gòu)造成以便從 諸如翼型件22的渦輪構(gòu)件中移除熱能，并且將熱能傳遞到冷卻介質(zhì)。熱管72包括限定熱 管的外表面的外殼76。外殼76是密封的，以便限定內(nèi)部真空腔室。設(shè)置在外殼76的內(nèi)部 的是吸收劑芯78，吸收劑芯78包圍蒸氣腔體80。諸如水、鈉或其它適當?shù)牟牧系膫鳠崃黧w 82設(shè)置在蒸氣腔體80中。熱管72的高溫端84嵌在噴嘴翼型件22的主體86中，附連到該 主體86上，或者以別的方式在物理上與該主體86相關(guān)聯(lián)。為了改進來自噴嘴翼型件的主 體的傳熱，熱管72的高溫端84可具有由渦輪構(gòu)件的形狀限定的構(gòu)造，以便增大在其中與高 溫端84相接觸的翼型件表面積。這種構(gòu)造的一個示例性實施例由圖3中的高溫端84的盤 管式端部部分88顯示。熱管72的低溫端90設(shè)置在噴嘴翼型件22的主體86的外部，并且與冷卻系統(tǒng)92 相關(guān)聯(lián)。在熱管72的高溫端84處，來自翼型件22的主體86的熱能傳遞到熱管，導(dǎo)致高溫 端84處的吸收劑芯78中的傳熱流體82在蒸氣腔體80中蒸發(fā)成蒸氣94。該蒸氣移動到 低溫端90、冷凝并且由吸收劑芯78重新吸收，從而釋放熱能。當傳熱流體82通過吸收劑 芯78移動回到高溫端84時，冷卻系統(tǒng)92從熱管72中移除熱能，在高溫端84中重復(fù)該傳 熱過程。在圖5所示的另一個示例性實施例中，熱管72可為固態(tài)構(gòu)造，其中，來自翼型件22 的主體86的熱能由設(shè)置在外殼76 (例如固態(tài)超導(dǎo)熱管)的內(nèi)壁77上的高導(dǎo)熱性無機固態(tài) 傳熱介質(zhì)96吸收。以三個基本層將示例性的固態(tài)傳熱介質(zhì)96施用到內(nèi)壁77上。由暴露 于外殼76的內(nèi)壁77的溶液來制備前二層。最初，主要以離子的形式包含鈉、鈹、諸如錳或 鋁的金屬、鈣、硼和重鉻酸根的各種組合的第一層被吸收到外殼76的內(nèi)壁77中達0. 008mm至0.012mm的深度。隨后，主要以離子形式包含鈷、錳、鈹、鍶、銠、銅、B-鈦、鉀、硼、鈣、諸如 鋁的金屬和重鉻酸根的各種組合的第二層建立在第一層的頂上，并且在外殼76的內(nèi)壁77 上形成具有0. 008mm至0. 012mm的厚度的膜。最后，第三層是包含氧化銠、重鉻酸鉀、氧化 鐳、重鉻酸鈉、重鉻酸銀、單晶硅、氧化鈹、鉻酸鍶、氧化硼、B-鈦和諸如重鉻酸錳或重鉻酸鋁 的金屬重鉻酸鹽的各種組合的粉末，該粉末本身均勻地分布在內(nèi)壁77上。將這三個層施用 到外殼76上，然后熱極化這三個層，以形成超導(dǎo)熱管72，超導(dǎo)熱管72在很少或沒有凈熱損 耗的情況下傳遞熱能。用來構(gòu)造熱管72的過程可為任何適當?shù)姆椒?，比如例?000年10 月17日授權(quán)的名稱為“Superconducting Heat Transfer Medium(超導(dǎo)傳熱介質(zhì))”的美 國專利6，132，823中描述的方法。在這種應(yīng)用中使用的無機化合物在空氣中典型地是不穩(wěn)定的，但是在真空中具有 高的導(dǎo)熱性。來自翼型件22的熱能通過固態(tài)傳熱介質(zhì)96從熱管72的高溫端84移動到熱 管72的低溫端90，在低溫端90中，冷卻系統(tǒng)92從熱管中移除熱能。再次參看圖2，噴嘴翼型件熱管72 (示意性地顯示)可設(shè)置在噴嘴翼型件22 J6和 30的主體86內(nèi)，而固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩熱管75 (示意性地顯示)可設(shè)置在固定式渦輪轉(zhuǎn)子 護罩44、56、68內(nèi)。熱管可作為渦輪構(gòu)件的制造過程的一部分形成就位(例如鑄造就位)， 或者可在構(gòu)造之后以機械的方式安裝(例如焊接、結(jié)合)。各個熱管沿徑向向其相應(yīng)的噴嘴 翼型件或渦輪轉(zhuǎn)子護罩的外部延伸，并且通過渦輪殼體40。在一個示例性實施例中，接收熱 管72的低溫端90的冷卻系統(tǒng)92 (示意性地顯示)位于渦輪殼體的外部。諸如水110或其 它適當?shù)睦鋮s劑的冷卻介質(zhì)循環(huán)通過冷卻系統(tǒng)92，且操作以便從低溫端90中移除熱能。在另一個實施例中，渦輪翼型件熱管74 (示意性地顯示)可設(shè)置在渦輪翼型件24、 28和32 (在渦輪翼型件32中未顯示)的主體100內(nèi)。熱管74的高溫端102暴露于翼型件 主體100，并且從該翼型件主體100中移除熱能。渦輪翼型件熱管74的低溫端103沿徑向 向內(nèi)延伸，以與渦輪轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)104連通。該渦輪轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)可包括冷卻介質(zhì)供應(yīng)和 返回導(dǎo)管106和108 (分別)，供應(yīng)和返回導(dǎo)管106和108構(gòu)造成以便循環(huán)冷卻介質(zhì)，比如水 110。各個渦輪翼型件熱管74的低溫端103與由渦輪轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)104(示意性地顯示) 供應(yīng)的冷卻介質(zhì)110相關(guān)聯(lián)，渦輪轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)104構(gòu)造成且操作為以便從低溫端103中 移除熱能，并且因此從渦輪翼型件主體100中移除熱能。使用渦輪翼型件熱管74來從渦輪 翼型件中移除熱能可消除或降低對為了冷卻渦輪構(gòu)件而轉(zhuǎn)移壓縮機空氣的需要，從而導(dǎo)致 燃氣渦輪發(fā)動機10的效率提高。雖然針對主要涉及多級渦輪的渦輪和噴嘴翼型件以及固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩的應(yīng) 用對本發(fā)明的示例性實施例進行了描述，但是該描述僅是為了簡明的目的，而且本發(fā)明的 范圍不意在限于那些特定的應(yīng)用。所描述的本發(fā)明的應(yīng)用可應(yīng)用于類似的渦輪發(fā)動機組件 和遍及各個級的構(gòu)件。本書面描述使用實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的 可授予專利的范圍由權(quán)利要求書限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實例。如果 這種其它實例具有不異于權(quán)利要求書的字面語言的結(jié)構(gòu)元素，或者如果這種其它實例包括 與權(quán)利要求書的字面語言無實質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)元素，則這種其它實例意圖處于權(quán)利要 求書的范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種渦輪發(fā)動機(10)，包括渦輪殼體(40)；渦輪(16)，設(shè)置在所述渦輪殼體中且構(gòu)造成以便接收熱的燃燒氣體00)；渦輪構(gòu)件(22)，經(jīng)受來自所述熱的燃燒氣體的熱能；冷卻系統(tǒng)(92)，設(shè)置在所述渦輪殼體的外部且具有設(shè)置在該冷卻系統(tǒng)(9 中的冷卻 介質(zhì)(99)；以及熱管(72)，具有與所述渦輪構(gòu)件連通的高溫端(84)和伸出所述渦輪殼體的低溫端 (50)，所述低溫端與所述冷卻系統(tǒng)中的所述冷卻介質(zhì)連通，以將熱能從所述構(gòu)件傳遞到所 述冷卻介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述熱管進一步包括外殼(76)，限定了真空密封的內(nèi)部腔室(80)；以及傳熱介質(zhì)(82，96)，設(shè)置在所述外殼的所述真空密封的內(nèi)部腔室內(nèi)，并且構(gòu)造成以便將 熱能從所述熱管的高溫端傳遞到所述熱管的低溫端，以將熱能釋放到所述冷卻介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述傳熱介質(zhì)包括施用到所述外 殼的內(nèi)壁(77)上的一個或多個固體層(96)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪構(gòu)件是固定式渦輪噴嘴 (22)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪構(gòu)件是從可旋轉(zhuǎn)的輪轂 組件G6)沿徑向向外延伸的渦輪翼型件(M)，所述渦輪翼型件包含與其連通的熱管(74) 的高溫端(102)，且所述熱管的低溫端(10 沿徑向向內(nèi)延伸而在所述可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件 中終止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪發(fā)動機進一步包括冷卻系統(tǒng)(104)，設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件中，具有設(shè)置在其中的冷卻介質(zhì) (110)，并且與所述熱管的低溫端連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述渦輪發(fā)動機進一步包括循環(huán)系統(tǒng)(106，108)，與設(shè)置在所述可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件中的所述冷卻系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，并且 構(gòu)造成以便使所述冷卻介質(zhì)循環(huán)通過所述冷卻系統(tǒng)，以有利于將熱能從所述熱管傳遞到所 述冷卻介質(zhì)。
8.一種燃氣渦輪發(fā)動機(10)，包括渦輪(16)；燃燒器(14)，用于將熱的燃燒氣體00)輸送到所述渦輪；噴嘴組件(38)，具有噴嘴翼型件(22)，并且構(gòu)造成以便接收來自所述燃燒器的所述熱 的燃燒氣體，所述噴嘴組件安裝在渦輪發(fā)動機殼體GO)內(nèi)，并且相對于所述渦輪發(fā)動機殼 體(40)固定；多個固態(tài)超導(dǎo)熱管(72)，與所述噴嘴翼型件相關(guān)聯(lián)，并且具有與所述噴嘴翼型件連通 的高溫端(84)和在所述渦輪發(fā)動機殼體的外部延伸的低溫端(90)；以及冷卻系統(tǒng)(92)，包括設(shè)置成在其中進行循環(huán)的冷卻介質(zhì)(110)、位于所述渦輪發(fā)動機 殼體的外部并且構(gòu)造成以便接收所述多個固態(tài)超導(dǎo)熱管的低溫端，其中，通過從所述熱管 的高溫端到所述熱管的低溫端的傳熱將來自所述熱的燃燒氣體的熱能從所述噴嘴翼型件傳遞到所述冷卻系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃氣渦輪發(fā)動機，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括 轉(zhuǎn)子組件(46)，設(shè)置成以便在所述渦輪殼體中旋轉(zhuǎn)；渦輪翼型件(24)，從所述轉(zhuǎn)子組件沿徑向向外延伸，并且構(gòu)造成以便接收來自所述噴 嘴組件(38)的所述熱的燃燒氣體(20)；固態(tài)超導(dǎo)熱管(74)，與所述渦輪翼型件相關(guān)聯(lián)，并且具有與所述渦輪翼型件連通的高 溫端(102)和從所述渦輪翼型件沿徑向向內(nèi)延伸的低溫端(103)；以及轉(zhuǎn)子組件冷卻系統(tǒng)(104)，包括用于在其中進行循環(huán)的冷卻介質(zhì)(110)，構(gòu)造成以便接 收所述固態(tài)超導(dǎo)熱管的所述低溫端，其中，通過從所述熱管的高溫端到所述熱管的低溫端 的傳熱將來自所述熱的燃燒氣體的熱能從所述渦輪翼型件傳遞到所述轉(zhuǎn)子組件冷卻系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃氣渦輪發(fā)動機，所述燃氣渦輪發(fā)動機進一步包括 固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩(44)，構(gòu)造成以便接收來自所述燃燒器(14)的所述熱的燃燒氣體(20)，所述固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩安裝在所述渦輪殼體(40)內(nèi)，并且相對于所述渦輪殼體 (40)固定；固態(tài)超導(dǎo)熱管(74)，與所述固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩相關(guān)聯(lián)，并且具有與所述固定式渦輪 轉(zhuǎn)子護罩連通的高溫端和在所述渦輪發(fā)動機外殼的外部延伸的低溫端；以及冷卻系統(tǒng)(92)，包括設(shè)置成在其中以便進行循環(huán)的冷卻介質(zhì)(110)，位于所述渦輪發(fā) 動機外殼的外部并且構(gòu)造成以便接收所述熱管的低溫端，其中，通過從所述熱管的高溫端 到所述熱管的低溫端的傳熱將來自所述熱的燃燒氣體的熱能從所述固定式渦輪轉(zhuǎn)子護罩 傳遞到所述冷卻系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于渦輪發(fā)動機冷卻的裝置和方法。一種渦輪發(fā)動機(10)包括渦輪殼體(40)；設(shè)置在渦輪殼體中的渦輪(16)，其構(gòu)造成以便接收熱的燃燒氣體(20)；經(jīng)受來自熱的燃燒氣體的熱能的渦輪構(gòu)件(22)；以及設(shè)置在渦輪殼體的外部且具有設(shè)置在其中的冷卻介質(zhì)(99)的冷卻系統(tǒng)(92)。熱管(72，74)具有與渦輪構(gòu)件連通的高溫端和伸出渦輪殼體的低溫端，該低溫端與冷卻系統(tǒng)中的冷卻介質(zhì)連通，以將熱能從構(gòu)件傳遞到冷卻介質(zhì)。
文檔編號F02C7/12GK102052156SQ20101053848
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者Y·劉, 張華 申請人:通用電氣公司