背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且特別是燃?xì)饣蛉紵郎u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，是從通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)行進(jìn)到多個(gè)旋轉(zhuǎn)渦輪葉片上的燃燒氣體流提取能量的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于陸上和海上機(jī)動(dòng)和功率生成，但最常用于航空應(yīng)用，諸如用于飛機(jī)，包括直升機(jī)。在飛機(jī)中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于飛機(jī)的推進(jìn)。在陸地應(yīng)用中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常用于功率生成。

用于飛機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括設(shè)計(jì)為具有多個(gè)葉片帶的多個(gè)壓縮機(jī)級(jí)構(gòu)成，葉片帶大體上周向地布置在形成轉(zhuǎn)子的盤上，通過(guò)轉(zhuǎn)子和配置在旋轉(zhuǎn)葉片之間的靜止靜葉帶而旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)級(jí)壓縮空氣，空氣隨后移動(dòng)至燃燒器和渦輪。在帶和轉(zhuǎn)子之間提供有密封，從而限制空氣流泄露至壓縮機(jī)的上游區(qū)域，這可能降低系統(tǒng)效率。另外，在渦輪中的通常實(shí)踐，冷卻或吹掃空氣流可被引入轉(zhuǎn)子中以冷卻轉(zhuǎn)子，且阻礙熱氣體路徑空氣通過(guò)轉(zhuǎn)子中或盤與靜止帶之間的開(kāi)口或間隙進(jìn)入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括：轉(zhuǎn)子，其具有至少一個(gè)盤，其中轉(zhuǎn)子限定軸向面；定子，其具有至少一個(gè)環(huán)，該至少一個(gè)環(huán)具有面對(duì)轉(zhuǎn)子軸向面的定子軸向面；凹部，其形成在軸向面中的一者中，以限定緩沖腔；翼，其從軸向面中的另一者延伸到該緩沖腔中并且具有相反的徑向內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面；冷卻流體路徑，其在轉(zhuǎn)子和定子之間延伸，該流體路徑通過(guò)緩沖腔在翼的外側(cè)表面上方延伸，并在軸向面的在外側(cè)表面的徑向上方的終端部分之間引出；和流反向部，其設(shè)在外側(cè)表面或翼從中延伸的一個(gè)終端部分中的至少一者內(nèi)。

在另一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括：轉(zhuǎn)子，其具有至少一個(gè)盤，其中轉(zhuǎn)子限定軸向面；定子，其具有至少一個(gè)環(huán)，該至少一個(gè)環(huán)具有面對(duì)轉(zhuǎn)子軸向面的定子軸向面，其中軸向面的終端部分在其之間形成流體出口；凹部，其形成在軸向面中的一者中，以限定緩沖腔；翼，其從軸向面中的另一者延伸到緩沖腔中并且具有面對(duì)流體出口的表面；和流反向部，其設(shè)在表面或軸向面中的另一者的終端部分中的至少一者內(nèi)。

在又一方面中，本發(fā)明的實(shí)施例涉及阻礙燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱空氣流流動(dòng)通過(guò)在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的終止于流體出口中的冷卻流體路徑的方法，該方法包括在熱空氣流進(jìn)入邊緣密封腔中之后使熱空氣流反向。

技術(shù)方案1.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：

轉(zhuǎn)子，其具有至少一個(gè)盤，其中轉(zhuǎn)子限定軸向面；

定子，其具有至少一個(gè)環(huán)，所述至少一個(gè)環(huán)具有面對(duì)轉(zhuǎn)子軸向面的定子軸向面；

凹部，其形成在軸向面中的一者中，以限定緩沖腔；

翼，其從軸向面中的另一者延伸到所述緩沖腔中且具有相反的徑向內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面；

冷卻流體路徑，其在所述轉(zhuǎn)子和所述定子之間延伸，所述流體路徑穿過(guò)所述緩沖腔在所述翼的外側(cè)表面上方延伸并且在軸向面的在所述外側(cè)表面的徑向上方的終端部分之間引出；和

流反向部，其設(shè)在所述外側(cè)表面或所述翼從中延伸的一個(gè)終端部分中的至少一者內(nèi)。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部位于所述外側(cè)表面與所述一個(gè)終端部分之間的接合部附近。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部位于所述外側(cè)表面與所述一個(gè)終端部分之間的接合部處。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部包括形成在所述一個(gè)終端部分中的凹部。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部包括形成在所述外側(cè)表面中的凹部。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部與所述翼從中延伸的軸向面軸向地偏移。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述外側(cè)表面具有平滑的弧形、波形、或起伏的輪廓中的至少一種。

技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述外側(cè)表面具有周向不均勻的形狀，所述周向不均勻的形狀為周期的，變化的或正弦的中的至少一種。

技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述翼從所述轉(zhuǎn)子的軸向面延伸且所述凹部形成于所述定子的軸向面中。

技術(shù)方案10.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括：

轉(zhuǎn)子，其具有至少一個(gè)盤，其中轉(zhuǎn)子限定軸向面；

定子，其具有至少一個(gè)環(huán)，所述至少一個(gè)環(huán)具有面對(duì)轉(zhuǎn)子軸向面的定子軸向面，其中軸向面的終端部分在其之間形成流體出口；

凹部，其形成在軸向面中的一者中，以限定緩沖腔；

翼，其從軸向面中的另一者延伸到所述緩沖腔中并且具有面對(duì)所述流體出口的表面；

流反向部，其設(shè)在所述表面或軸向面中的另一者的終端部分中的至少一者內(nèi)。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部位于所述表面和軸向面中的另一者的終端部分之間的接合部附近。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部位于所述表面和軸向面中的另一者的終端部分之間的接合部處。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部包括形成在軸向面中的另一者的終端部分中的凹部。

技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部包括形成在所述表面中的凹部。

技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述流反向部與軸向面中的另一者的終端部分軸向地偏移。

技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述表面具有平滑的弧形、波形、或起伏的輪廓中的至少一種。

技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述外側(cè)表面具有周向不均勻的形狀，所述周向不均勻的形狀為周期的，變化的或正弦的中的至少一種。

技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案10所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述翼從所述轉(zhuǎn)子的軸向面延伸且所述凹部形成于所述定子的軸向面中。

技術(shù)方案19.一種阻礙燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱空氣流流動(dòng)通過(guò)在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的終止于流體出口中的冷卻空氣流路徑的方法，所述方法包括在所述熱空氣流進(jìn)入邊緣密封腔后使所述熱空氣流反向。

技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案19所述的方法，其中，反向包括用利用流反向部使所述熱空氣流轉(zhuǎn)向，所述流反向部流體地聯(lián)接于所述冷卻空氣流路徑。

技術(shù)方案21.根據(jù)技術(shù)方案20所述的方法，其中，反向包括使所述冷卻空氣流路徑在所述流體出口的下游和所述流反向部的上游轉(zhuǎn)向。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1是用于飛機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意截面圖。

圖2是圖1的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪區(qū)段的截面圖。

圖3是圖2的截面的放大圖，例示了配置在上游定子的通道中的轉(zhuǎn)子翼。

圖4是圖3的相同的放大截面，例示了流路徑。

圖5是圖2的轉(zhuǎn)子翼的第二實(shí)施例。

圖6是圖2的轉(zhuǎn)子翼的第三實(shí)施例。

部件列表

10發(fā)動(dòng)機(jī)

12中心線

14前部

16后部

18風(fēng)扇區(qū)段

20風(fēng)扇

22壓縮機(jī)區(qū)段

24lp壓縮機(jī)

26hp壓縮機(jī)

28燃燒區(qū)段

30燃燒器

32渦輪區(qū)段

34hp渦輪

36lp渦輪

38排氣區(qū)段

40風(fēng)扇殼體

42風(fēng)扇葉片

44核心

46核心殼體

48hp轉(zhuǎn)軸

50lp轉(zhuǎn)軸

51轉(zhuǎn)子

52hp壓縮機(jī)級(jí)

53盤

54hp壓縮機(jī)級(jí)

56lp壓縮機(jī)葉片

58hp壓縮機(jī)葉片

60lp壓縮機(jī)靜葉

61盤

62hp壓縮機(jī)靜葉

63定子

64hp渦輪級(jí)

66lp渦輪級(jí)

68hp渦輪葉片

70lp渦輪葉片

71盤

72hp渦輪靜葉

73盤

74lp渦輪靜葉

76加壓的環(huán)境空氣

77放出空氣

78空氣流

80出口導(dǎo)向靜葉組件

82翼型件導(dǎo)向靜葉

84風(fēng)扇排氣側(cè)

100葉片平臺(tái)

102轉(zhuǎn)子軸向面

104內(nèi)帶

106徑向外帶

108環(huán)

110定子軸向面

112徑向密封

114盤

116邊緣密封腔

118冷卻流體路徑

119凹部

120緩沖腔

121流體出口

122終端部分

123終端部分

124翼

126流反向部

127接合部

128外側(cè)表面

129徑向內(nèi)側(cè)表面

130凹部

132不均勻幾何形狀

202轉(zhuǎn)子軸向面

210定子軸向面

212徑向密封

214盤

216邊緣密封腔

218冷卻流體路徑

219凹部

220緩沖腔

221流體出口

222終端部分

223終端部分

224翼

226流反向部

227接合部

228外側(cè)表面

229徑向內(nèi)側(cè)表面

230凹部

231凹部

232不均勻幾何形狀

302轉(zhuǎn)子軸向面

310定子軸向面

312徑向密封

314盤

316邊緣密封腔

318冷卻流體路徑

319凹部

320緩沖腔

321流體出口

322終端部分

323終端部分

324翼

326流反向部

327接合部

328外側(cè)表面

329徑向內(nèi)側(cè)表面

331凹部

332不均勻幾何形狀。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的所描述的實(shí)施例涉及冷卻流體路徑，該冷卻流體路徑形成在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪區(qū)段的轉(zhuǎn)子和定子部分之間。為了例示，將關(guān)于用于飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪來(lái)描述本發(fā)明。然而，將理解的是，本發(fā)明不由此受限，且可具有在發(fā)動(dòng)機(jī)(包括壓縮機(jī))內(nèi)以及在非飛機(jī)應(yīng)用（諸如其他移動(dòng)應(yīng)用和非移動(dòng)行業(yè)、商業(yè)、和居住應(yīng)用）中的普遍適應(yīng)性。

圖1是用于飛機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意截面圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10具有大體上縱向地延伸的軸線或從前部14到后部16延伸的中心線12。發(fā)動(dòng)機(jī)10以向下游串聯(lián)流動(dòng)的關(guān)系包括：包括風(fēng)扇20的風(fēng)扇區(qū)段18、包括增壓機(jī)或低壓(lp)壓縮機(jī)24和高壓(hp)壓縮機(jī)26的壓縮機(jī)區(qū)段22、包括燃燒器30的燃燒區(qū)段28、包括hp渦輪34和lp渦輪36的渦輪區(qū)段32、和排氣區(qū)段38。

風(fēng)扇區(qū)段18包括包圍風(fēng)扇20的風(fēng)扇殼體40。風(fēng)扇20包括圍繞中心線12徑向地配置的多個(gè)風(fēng)扇葉片42。hp壓縮機(jī)26、燃燒器30、和hp渦輪34形成發(fā)動(dòng)機(jī)10的核心44，核心44產(chǎn)生燃燒氣體。核心44由可與風(fēng)扇殼體40聯(lián)接的核心殼體46包圍。

圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地配置的hp軸或轉(zhuǎn)軸48將hp渦輪34驅(qū)動(dòng)地連接到hp壓縮機(jī)26。在更大直徑的環(huán)形hp轉(zhuǎn)軸48內(nèi)圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地配置的lp軸或轉(zhuǎn)軸50將lp渦輪36驅(qū)動(dòng)地連接到lp壓縮機(jī)24和風(fēng)扇20。

lp壓縮機(jī)24和hp壓縮機(jī)26分別包括多個(gè)壓縮機(jī)級(jí)52、54，其中一組壓縮機(jī)葉片56、58相對(duì)于對(duì)應(yīng)組的靜止壓縮機(jī)靜葉60、62(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn)，以壓縮或加壓行進(jìn)通過(guò)該級(jí)的流體射流。在單個(gè)壓縮機(jī)級(jí)52、54中，多個(gè)壓縮機(jī)葉片56、58可以以環(huán)的形式提供，且可從葉片平臺(tái)到葉片末梢相對(duì)于中心線12徑向向外延伸，而對(duì)應(yīng)的靜止壓縮機(jī)靜葉60、62定位在旋轉(zhuǎn)葉片56、58的上游并鄰近旋轉(zhuǎn)葉片56、58。應(yīng)注意的是，圖1中所示的葉片、靜葉和壓縮機(jī)級(jí)的數(shù)量?jī)H是出于例示目的而選擇的，且其他數(shù)量是可能的。

壓縮機(jī)級(jí)的葉片56、58可安裝于盤59，盤59安裝于hp和lp轉(zhuǎn)軸48、50中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)，其中各級(jí)具有其自身的盤59、61。壓縮機(jī)級(jí)的靜葉60、62可以以周向布置安裝于核心殼體46。

hp渦輪34和lp渦輪36分別包括多個(gè)渦輪級(jí)64、66，其中一組渦輪葉片68、70相對(duì)于對(duì)應(yīng)組的靜止渦輪靜葉72、74(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn)，以從行進(jìn)通過(guò)級(jí)的流體射流提取能量。在單個(gè)渦輪級(jí)64、66中，多個(gè)渦輪靜葉72、74可以以環(huán)的形式提供，且可相對(duì)于中心線12徑向向外延伸，而對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)葉片68、70定位在靜止渦輪靜葉72、74的下游并鄰近靜止渦輪靜葉72、74的下游，并也可從葉片平臺(tái)到葉片末梢相對(duì)于中心線12徑向向外延伸。應(yīng)注意的是，圖1中所示的葉片、靜葉和渦輪級(jí)的數(shù)量?jī)H是出于例示目的而選擇的，且其他數(shù)量是可能的。

渦輪級(jí)的葉片68、70可安裝于盤71，盤71安裝于hp和lp轉(zhuǎn)軸48、50中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)，其中各級(jí)具有其自身的盤71、73。壓縮機(jī)級(jí)的靜葉72、74可以以周向的布置安裝于核心殼體46。

發(fā)動(dòng)機(jī)10的安裝于轉(zhuǎn)軸48、50中的一者或二者并與其一起旋轉(zhuǎn)的部分也單獨(dú)或共同地稱為轉(zhuǎn)子53。發(fā)動(dòng)機(jī)10的包括安裝于核心殼體46的部分的固定部分也單獨(dú)或共同地稱為定子63。

在操作中，離開(kāi)風(fēng)扇區(qū)段18的空氣流分開(kāi)，使得空氣流的一部分被導(dǎo)送入lp壓縮機(jī)24中，lp壓縮機(jī)24然后將加壓的環(huán)境空氣76供應(yīng)至hp壓縮機(jī)26，hp壓縮機(jī)26進(jìn)一步加壓環(huán)境空氣。來(lái)自hp壓縮機(jī)26的加壓空氣76在燃燒器30中與燃料混合并被點(diǎn)燃，從而生成燃燒氣體。一些功由hp渦輪34從這些氣體中提取，hp渦輪34驅(qū)動(dòng)hp壓縮機(jī)26。燃燒氣體被排放到lp渦輪36中，lp渦輪36提取額外的功以驅(qū)動(dòng)lp壓縮機(jī)24，且排氣氣體最終從發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由排氣區(qū)段38排放。lp渦輪36的驅(qū)動(dòng)對(duì)lp轉(zhuǎn)軸50進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使風(fēng)扇20和lp壓縮機(jī)24旋轉(zhuǎn)。

空氣流78的剩余部分繞過(guò)lp壓縮機(jī)24和發(fā)動(dòng)機(jī)核心44，并在風(fēng)扇排氣側(cè)84處通過(guò)固定靜葉排，并更具體而言通過(guò)出口導(dǎo)向靜葉組件80(包括多個(gè)翼型件導(dǎo)向靜葉82)，離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)組件10，更具體而言，在風(fēng)扇區(qū)段18附近利用徑向地延伸的翼型件導(dǎo)向靜葉82的周向排來(lái)施加空氣流78的一些方向控制。

由風(fēng)扇20供應(yīng)的環(huán)境空氣中的一些可繞過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)核心44并用于發(fā)動(dòng)機(jī)10的部分(尤其是熱的部分)的冷卻，并且/或者用來(lái)冷卻飛機(jī)的其他方面或?qū)ζ涮峁﹦?dòng)力。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的背景下，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱的部分通常是燃燒器30和在燃燒器30下游的構(gòu)件，尤其是渦輪區(qū)段32，其中hp渦輪34是最熱的部分，因?yàn)槠湓谌紵齾^(qū)段28的正下游。冷卻流體的其他源可以是但不限于從lp壓縮機(jī)24或hp壓縮機(jī)26排放的流體。該流體可以是放出空氣77，放出空氣77可包括從lp或hp壓縮機(jī)24、26吸入的空氣，該空氣繞過(guò)燃燒器30以作為用于渦輪區(qū)段32的冷卻源。這是普遍的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，并不表示為限制。

圖2描繪了渦輪區(qū)段32的包括定子63和轉(zhuǎn)子53的一部分，轉(zhuǎn)子53具有至少一個(gè)盤71。雖然本文中的描述是關(guān)于渦輪而書(shū)寫的，但應(yīng)理解的是，本文所公開(kāi)的概念可等同地適用于壓縮機(jī)區(qū)段。各葉片68安裝于葉片平臺(tái)100，葉片平臺(tái)100進(jìn)一步安裝于盤71。葉片平臺(tái)100和盤71共同為轉(zhuǎn)子53的限定轉(zhuǎn)子軸向面102的部分。轉(zhuǎn)子53可圍繞中心線12旋轉(zhuǎn)，使得葉片68圍繞中心線12周向地旋轉(zhuǎn)。

定子63包括多個(gè)靜葉72，它們各自安裝在徑向內(nèi)帶104與徑向外帶106之間，限定具有定子軸向面110的環(huán)108。徑向密封112可安裝于鄰近內(nèi)帶104的定子盤114。各靜葉72與彼此周向地隔開(kāi)，以至少部分地限定用于主流空氣流m的路徑。轉(zhuǎn)子和定子軸向面102、110二者位于與中心線12正交的平面中，且包括用于靜葉、葉片和相關(guān)硬件的裝配目的的接口、間隙、和其他密封。

主流空氣流m沿從前到后的方向移動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)渦輪葉片68。邊緣密封腔116形成在轉(zhuǎn)子和定子軸向面102、110之間。邊緣密封腔116可具有攝入路徑，通過(guò)該攝入路徑，來(lái)自主流空氣流m的一些熱氣體空氣流可進(jìn)一步徑向向內(nèi)泄露到邊緣密封腔116中，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子53和定子63的部分的不需要的加熱。示范冷卻流體路徑118在轉(zhuǎn)子53和定子63的面對(duì)的軸向面102、110之間通過(guò)用于抵消這些部分的加熱的邊緣密封腔116而延伸。

轉(zhuǎn)向圖3，部分iii的放大視圖更清楚詳細(xì)地描繪了徑向密封116，徑向密封116包括在軸向面102、110中的一者中形成的凹部119，以限定緩沖腔120。在示范實(shí)施例中，凹部119形成在定子軸向面110中，且翼124從轉(zhuǎn)子軸向面102延伸。翼124可從軸向面中的另一個(gè)110延伸。翼124包括如下表面，該表面包括徑向外側(cè)表面128和徑向內(nèi)側(cè)表面129。

冷卻流體路徑118終止于流體出口121中，流體出口121在軸向面102、110的在外側(cè)表面128徑向上方的終端部分122、123之間形成。在外側(cè)表面128和翼124從中延伸的終端部分122內(nèi)提供有包括凹部130的流反向部126。流反向部126與軸向面102軸向地偏移并鄰近接合部127，并可具有例如位于外側(cè)表面128和終端部分122之間的復(fù)合曲線或斜面。

通常，吹掃流p沿冷卻流體路徑118給送進(jìn)入在定子63和鄰近的轉(zhuǎn)子53之間的緩沖腔120中。將吹掃流p噴射入緩沖腔120中，以對(duì)抗從主流空氣流m到緩沖腔120中的熱氣體攝入。吹掃流p也可冷卻緩沖腔120和鄰近的構(gòu)件，但是主流流m和吹掃流之間的相互作用可能是不穩(wěn)定的，從而降低渦輪的效率。

如在圖4中可見(jiàn)到的，例示可存在的流條件的示例。吹掃流p包括冷卻空氣流c，冷卻空氣流c用于對(duì)抗由主流流m的相對(duì)高的壓力引起的從主流空氣流m到緩沖腔120中的熱空氣流h。翼124使冷卻流體路徑118轉(zhuǎn)向，以使冷卻空氣流c在翼124周圍移動(dòng)，冷卻空氣流c在翼處在流體出口121離開(kāi)并碰上熱空氣流h。熱空氣h首先沿軸向面102流動(dòng)，并被流反向部126朝主流流m轉(zhuǎn)向。該轉(zhuǎn)向形成非接觸式密封，從而阻礙熱空氣h流動(dòng)通過(guò)冷卻流體路徑118。

圖4還例示了阻礙燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10中的熱空氣h流動(dòng)通過(guò)存在于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的定子63和轉(zhuǎn)子53之間的冷卻空氣流路徑118的方法。該方法包括通過(guò)利用流體地聯(lián)接于冷卻空氣流路徑118的流反向部126使熱空氣流h轉(zhuǎn)向，使得在熱空氣流h進(jìn)入邊緣密封腔116中之后使熱空氣流h反向。冷卻空氣流路徑118和熱空氣h的相交部是任何吹掃空氣p的離開(kāi)點(diǎn)和任何熱空氣h的進(jìn)入點(diǎn)，該凹入的相交區(qū)域是冷卻空氣流路徑118的流體出口121。該轉(zhuǎn)向發(fā)生在流體出口121的下游和流反向部126的上游。熱空氣流h的該轉(zhuǎn)向?qū)⒘鱤重新引入至主流流m。

應(yīng)當(dāng)注意的是，流條件的范圍周向地存在，從而導(dǎo)致流反向部126具有更小或更大的功效。取決于部位和流條件，可在流反向部126中形成幾何形狀132方面的任何形式的周向不均勻性，例如周期的，變化的或正弦的。因此，從中心線12到凹部130的半徑將取決于周向不均勻幾何形狀132而變化。流反向部126不需要在轉(zhuǎn)子周圍的每個(gè)周向部位處都具有相同的限定。可能是有益的是其在相對(duì)于靜葉和/或葉片的尺寸、形狀、或范圍方面改變。

存在關(guān)于流反向部的放置和形狀的多個(gè)構(gòu)造。第二和第三實(shí)施例與第一實(shí)施例類似。因此，將分別用相似的標(biāo)號(hào)增大100和200來(lái)標(biāo)識(shí)相似的部分，其中，應(yīng)理解的是，第一實(shí)施例的類似部分的描述適用于第二和第三實(shí)施例，除非另有說(shuō)明。

圖5描繪了流反向部226的第二實(shí)施例，流反向部226具有形成于終端部分222中的凹部230和形成于外側(cè)表面228中的凹部231。接合部227形成具有平滑的弧形、波形、或起伏的輪廓的末梢，該輪廓形成在外側(cè)表面228上并在軸向面202的終端部分222上結(jié)束。

圖6描繪了流反向部326的第三實(shí)施例，流反向部326具有形成于外側(cè)表面328中的凹部331，凹部331具有平滑的弧形、波形、或起伏的輪廓中的至少一種。在該實(shí)施例中，流反向部326鄰近接合部327，在外側(cè)表面328和終端部分322之間，其中終端部分322保持相對(duì)平滑和平坦。

如在本文中描繪的，熱空氣流h源自在內(nèi)帶104的徑向上方的點(diǎn)。該熱空氣流h然后沿轉(zhuǎn)子53的軸向面102向下流至流反向部126中，在此其被導(dǎo)向?yàn)槭沟脽峥諝饬鱤徑向地朝定子63的軸向面110反沖出，從而成為吹掃空氣p。該流反向部126的益處包括將熱空氣保持在凹部130中并然后將其引導(dǎo)回到主流空氣流m。流反向部126的放置減少了通常發(fā)生在定子63和轉(zhuǎn)子53之間的重疊部分中的物質(zhì)交換，這提高了發(fā)動(dòng)機(jī)10的耐久性，同時(shí)維持傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子翼和沿著定子63和轉(zhuǎn)子53之間的重疊部分的間隔。

質(zhì)量交換的這種減少也允許較少的吹掃流，這改善了比燃料消耗(sfc)和更好的邊緣密封，邊緣密封防止熱空氣經(jīng)過(guò)緩沖腔攝入并破壞定子和轉(zhuǎn)子的部分，流反向部的幾何形狀還提高邊緣密封腔的有效性同時(shí)保持葉片重量和可制造性。

本文中關(guān)于商業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)所公開(kāi)的構(gòu)思的所進(jìn)行的測(cè)試示出了在低吹掃流速率下腔空氣溫度的減少。空氣溫度的這種變化顯示穿透超出邊緣密封的熱氣體的減少。

應(yīng)該理解的是，所公開(kāi)設(shè)計(jì)的應(yīng)用不限于具有風(fēng)扇和增壓機(jī)區(qū)段的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，而是也適用于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。

本書(shū)面說(shuō)明使用示例以公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何裝置或系統(tǒng)并且實(shí)行任何合并的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包含本領(lǐng)域人員想到的其他實(shí)例。如果這種其他實(shí)例具有不與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。