CN104685159B - 空气冷却式涡轮叶片和对应的冷却涡轮叶片的方法 - Google Patents

Abstract

教导用于冷却涡轮叶片的设备和方法，其中，至少一个回路沿着叶片的冷却吸力侧隔开，并且回路向后转向后缘。

Description

空气冷却式涡轮叶片和对应的冷却涡轮叶片的方法

技术领域

目前的实施例大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地(但无限制)，涉及用于冷却燃气涡轮发动机转子组件的方法和设备。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中被加压，并且与燃烧器中的燃料混合用于产生热燃烧气体，该热燃烧气体向下游流过涡轮级。这些涡轮级从燃烧气体抽取能量。高压涡轮包括第一级喷嘴和转子组件，该转子组件具有盘和多个涡轮叶片。高压涡轮首先接收来自燃烧器的热燃烧气体，并且包括第一级定子喷嘴，该第一级定子喷嘴引导燃烧气体向下游穿过一排高压涡轮转子叶片，该排高压涡轮转子叶片从第一转子盘沿径向向外延伸。在两级涡轮中，第二级定子喷嘴定位在第一级叶片的下游，继而后面是从第二转子盘沿径向向外延伸的一排第二级涡轮叶片。定子喷嘴以最大化相邻的下游涡轮叶片处的抽取的方式引导热燃烧气体。

第一转子盘和第二转子盘通过对应的转子轴来连结于压缩机，用于在运行期间对压缩机提供功率。这些典型地被称为高压涡轮。涡轮发动机可包括一定数量的级的静态翼型件，通常被称为导叶，它们沿发动机轴向方向在旋转空气翼型件(通常被称为叶片)之间留有间隙。多级低压涡轮跟随两级高压涡轮，并且典型地通过第二轴连结于风扇，在用于在飞行中对飞行器提供功率的典型涡轮风扇飞行器发动机构造中，该风扇设置在压缩机的上游。

随着燃烧气体向下游流过涡轮级，从涡轮级抽取能量，并且燃烧气体的压力降低。燃烧气体用来对压缩机提供功率，以及对涡轮输出轴提供功率，并且燃烧气体用于航海，或者在航空使用中提供推力。照这样，燃料能量转换成旋转轴的机械能，以对压缩机提供功率，以及供应过程继续所需的压缩空气。

涡轮转子组件典型地包括至少一排沿周向间隔开的转子叶片。各个转子叶片包括翼型件，该翼型件具有在前缘和后缘处连接在一起的压力侧和吸力侧。各个翼型件从转子叶片平台沿径向向外延伸。各个转子叶片还可包括燕尾件，该燕尾件从柄部沿径向向内延伸，该柄部在平台和燕尾件之间延伸。燕尾件用来将转子组件内的转子叶片安装到转子盘或卷轴。已知的叶片是中空的，使得内部冷却腔体至少部分地由翼型件、平台、柄部和燕尾件限定。

为了便于防止翼型件由于暴露于高温燃烧气体而受损，已知的翼型件包括运送冷却流体穿过翼型件的内部冷却回路。至少一些已知的高压涡轮叶片包括内部冷却腔体，该内部冷却腔体为蛇形的，使得冷却气体路径沿径向向外运送到叶片末端，其中，流倒转方向，并且沿径向向内朝叶片根部流回。流可通过根部离开叶片，或者流可引导到后缘中的孔，以容许气体流经后缘的表面用于冷却后缘。特别地，至少一些已知的转子叶片将压缩机放气运送到限定在侧壁之间的腔体中，以对侧壁进行对流冷却。使用冲击冷却可实现额外的冷却，其中，冲击插件相对于翼型件的前缘的内表面通过冲击射流阵列运送冷却流体，以便于沿着前缘冷却翼型件。但是，受到制造约束限制，这些回路为效率低的，因为回路运送冷却流体穿过腔体的中心，其中，从翼型件的壁移除热为效率低的。

如可由前述看出的，应当克服这些和其它缺陷，以改进穿过转子叶片组件的冷却空气流。

发明内容

根据示例性实施例，一种空气冷却式涡轮叶片包括叶片，该叶片具有在前缘和后缘之间延伸的压力侧和吸力侧，叶片具有：中空腔体；沿径向延伸穿过叶片的多个腔室，成组的腔室限定穿过涡轮叶片的多个回路，所述回路中的第一个沿着所述吸力侧向上延伸，所述回路中的所述第一个由所述回路中的第二个与所述压力侧隔开；设置在所述回路中的所述第一个的一部分和所述回路中的所述第二个之间的主干肋。

根据其它示例性实施例，一种冷却涡轮叶片的方法，该涡轮叶片具有前缘、后缘、吸力侧、压力侧、限定回路的多个腔室，该方法包括：引导压缩空气穿过定位成沿着涡轮叶片的吸力侧的腔室中的两个；利用至少一个回路隔开沿着吸力侧的腔室中的两个，至少一个回路包括在压力侧和吸力侧之间延伸的横向腔室；使腔室中的两个在叶片末端附近合并成末端标志腔室；使末端标志腔室沿向后方向朝后缘延伸。

以上略述的所有特征都仅理解为示例性的，并且可从本文的公开发现本发明的许多其它特征和目标。因此，在没有进一步阅读整个说明书、权利要求及其包括的附图的情况下，不以限制性解释来理解该概述。

附图说明

本发明的上面提到的和其它的特征和优点和获得它们的方式将变得更加显而易见，并且通过参照结合附图进行的实施例的以下描述，将更好地理解燃气涡轮转子叶片的冷却，其中：

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；

图2是可用于图1中显示的燃气涡轮的示例性转子叶片的透视图；

图3是图2中显示的转子叶片的横截面图；

图4是处于与图3不同的标高的转子叶片的第二横截面图；以及，

图5是涡轮叶片的较低的等距视图，涡轮叶片部分地剖开，以揭示各种腔室和冷却回路。

具体实施方式

现在将详细参照提供的实施例，在图中示出实施例的一个或更多个示例。以说明而非限制公开的实施例的方式提供各个示例。实际上，将对本领域技术人员显而易见的是，可在不偏离本公开的范围或精神的情况下对目前的实施例作出各种修改和改变。例如，被示为或描述成一个实施例的部分的特征可用于另一个实施例，以产生另外的实施例。因而意于的是本发明覆盖落在所附权利要求及其等效物的范围内的此类修改和改变。

现在参照图1-5，描绘了用于冷却燃气涡轮转子叶片的方法和设备的各种实施例。示例性涡轮叶片包括多个腔室，该多个腔室限定用于输送高压压缩机排气来冷却涡轮叶片的回路。叶片回路包括至少一个腔室，其隔开较冷的区段腔体与较热的压力侧空气。另外，腔室中的至少一个在压力侧和吸力侧之间延伸，以中断主干肋或间隔件。

相对于发动机轴线来使用用语前和后，并且它们大体表示沿发动机轴线的方向朝向涡轮发动机的前部或涡轮发动机的后部。

如本文所用，用语“轴向”或“沿轴向”指的是沿着发动机的纵向轴线的维度。与“轴向”或“沿轴向”结合使用的用语“向前”指的是沿朝向发动机入口或比另一个构件相对更接近发动机入口的构件的方向移动。与“轴向”或“沿轴向”结合使用的用语“后”指的是沿朝向发动机喷嘴或比另一个构件相对更接近发动机喷嘴的构件的方向移动。

如本文所用，用语“径向”或“沿径向”指的是在发动机的中心纵向轴线和发动机外周之间延伸的维度。用语“近侧”或“沿近侧”本身或者与用语“径向”或“沿径向”结合使用指的是沿朝向中心纵向轴线或比另一个构件相对更接近中心纵向轴线的构件的方向移动。用语“远侧”或“沿远侧”本身或者与用语“径向”或“沿径向”结合使用指的是沿朝向发动机外周或比另一个构件相对更接近发动机外周的构件的方向移动。如本文所用，用语“侧向”或“沿侧向”指的是垂直于轴向和径向维度两者的维度。

图1是包括风扇组件12、高压压缩机14和燃烧器16的燃气涡轮发动机10的示意图。发动机10还包括高压涡轮18、低压涡轮20和增压器22。风扇组件12包括沿径向向外从转子盘26延伸的成阵列的风扇叶片24。发动机10具有进口侧28和出口侧30。在一个实施例中，发动机10是可在商业上从俄亥俄辛辛那提的通用电气飞行器发动机获得的CT7发动机。

在运行中，空气流过风扇组件12，并且压缩空气供应到高压压缩机14。经高度压缩的空气输送到燃烧器16。来自燃烧器16的空气流(未在图1中显示)驱动涡轮18和20，并且涡轮20驱动风扇组件12。

图2是可用于燃气涡轮发动机10(在图1中显示)的转子叶片40的透视图。图3是转子叶片40的横截面图。各个转子叶片40包括中空翼型件42和用于以已知的方式将翼型件42安装于转子盘(未显示)的整体燕尾件43。在一个实施例中，多个转子叶片40形成燃气涡轮发动机10的高压涡轮转子叶片级(未显示)。虽然在本实施例中提到了示例性叶片，但本文描述的冷却回路和腔室可用于各种类型的翼型件并且不限于涡轮叶片。

翼型件42包括第一侧壁44和第二侧壁46。第一侧壁44为凸形，并且限定翼型件42的吸力侧，而第二侧壁46为凹形，并且限定翼型件42的压力侧。侧壁44和46在翼型件42的前缘48处和在前缘48下游的翼型件42的沿轴向间隔开的后缘50处连接在一起。翼型件42包括多个薄膜孔51，多个薄膜孔51沿着侧壁44和46且在翼型件末端54和叶片根部52之间沿径向间隔开，用于排出来自翼型件42的冷却流体，以便于冷却翼型件42的外表面53。翼型件42还包括多个后缘槽口55，多个后缘槽口55沿着后缘50在翼型件末端54和叶片根部52之间沿径向间隔开，用于排出来自翼型件42的冷却流体，以便于冷却翼型件后缘50。由薄膜孔51和后缘槽口55增强的热传递便于沿着翼型件外表面53冷却。

第一侧壁44和第二侧壁46分别沿径向从定位在燕尾件43附近的叶片根部52延伸到翼型件末端54，翼型件末端54限定内部腔体56的沿径向外边界。腔体56在侧壁44和46之间限定在翼型件42内。在示例性实施例中，腔体56分成多个冷却腔室58，多个冷却腔室58形成以翼型件42的特定区域为目标的冷却回路60。冷却腔室58提供在根部52和末端54之间沿径向方向以及大体穿过腔体间路径的流体移动，以限定回路60。在示例性实施例中，提供了五个冷却回路60。但是，这是非限制性的，因为各种数量的回路可形成有大小不同的腔体。特别地，在示例性实施例中，冷却回路60包括冷却回路330、340、350、360和370。在备选实施例中，翼型件42具有超过五个冷却回路。

该经冷却的涡轮叶片分成五个独特的冷却回路，覆盖整个翼型件42。大体被标为腔室58的腔室特别地被标为A-J。冲击腔室A位于叶片40的前缘或正面附近。冲击腔室A与直馈向上路径腔室B处于流体连通。向上路径腔室B从根部52到末端54沿径向延伸穿过叶片40。腔室C、D和E是彼此处于流连通的高曲率区域腔室。更特别地，腔室E是向上路径腔室，腔室F是向下腔室，而腔室G是向上路径。这些腔室E、D、C限定在末端54和根部52附近处于流连通的蛇形回路340。

腔室A-E限定腔体的前部部分。横向腔室K分开前部腔体与后部腔体，横向腔室K从吸力侧44延伸到压力侧46。腔室F和J设置成朝向叶片40的后缘50，并且在叶片40的吸力侧附近。叶片40的该区域在运行期间较冷，因为空气横跨该区域加速，并且因此腔室F和J从叶片根部52沿径向延伸，并且延伸向后缘，以冷却后部末端50，后部末端50是叶片40的高热区域。与腔室F和J相反，腔室K的后部是腔室H，腔室H在较热的压力侧附近。在后缘的方向上，腔室H的后部是腔室I和G。

主干肋57设置在吸力侧上的腔室F和J和压力侧上的腔室H之间。主干肋57被腔室K中断，腔室K从吸力侧44和压力侧46延伸。主干肋57进一步隔开较冷的腔室F和J与叶片40的较暖的压力侧46。

现在参照由多个腔体限定的回路，在第一回路330中，高压压缩空气沿径向向上从根部52在腔体B中流动，并且流过横越根部至末端的一定数量的交叉孔，进入腔体A中。接着空气通过一定数量的薄膜孔51离开腔体A。这在前缘48的区域中在叶片40的正面上产生薄膜。薄膜围绕涡轮叶片40产生隔离层，以保护叶片免受高温燃烧气体接合涡轮20的痛苦影响。

回路340位于叶片40的高曲率区域处，并且是通过使空气从腔室E移动到腔室D和腔室C所形成的蛇形回路。蛇形回路340大体与叶片40的单侧、吸力侧隔开。蛇形回路340沿周向邻近回路330，并且以腔室E中的从根部52向上的冷却流开始，在末端54处有180度转弯，在腔室D中沿径向向下流动，在根部52处有另一个180度转弯，并且以向上流到腔室C来结束，以限定蛇形回路。空气离开定位成沿着吸力侧44的腔室C中的一定数量的薄膜孔51。

下一个回路(标记350)在翼型件的中心开始，其中空气在腔室K中从根部52沿径向向上流动，在末端54处有180度转弯，在腔室H中沿径向向下流动，在根部52处有另外的180度转弯，并且在腔室I中向上来结束。空气离开腔体H和I两者中的一定数量的薄膜孔51，以在该区域中的叶片40的吸力侧上面产生空气薄膜。

第四回路或末端标志回路360以根部52处的分成两个独立腔室F和J的单个馈送部开始，允许空气沿径向向外流过两个腔体。在末端54处，两个腔室F和J以90度转向叶片40的后端，并且合并成形成延伸向叶片40的后缘50的单个腔室或歧管59(图5)。该腔室或歧管59在腔室I(其大小减小，以适应通道)后面经过，并且越过腔室G，腔室G沿径向在较下面的地方停止。空气最后通过薄膜孔和槽口离开。显示了回路360被周围的回路350隔开。虽然回路350完全包围回路360，但可完全包围或部分地包围回路360，以在本文教导的隔开范围内。

腔室F和J定位成沿着叶片40的吸力侧44。该区域比其它表面更冷，因为空气加速移动越过表面44，从而降低叶片40的温度。因此，这提供合乎需要的位置，以定位根部腔体，并且移动穿过腔室F和J的压缩冷却空气保持比叶片40的其它区域中的更冷。类似地，腔室K、H和I包围冷却器腔室F和J。这通过分开较暖压力侧46与腔室F和J，因而允许腔室F和J中的较冷的空气沿径向向上移动穿过叶片40，并且冷却后缘50的高热区域而提供一些额外的隔离属性。

最后回路370仅由腔室G组成。空气沿径向向外流动，并且通过一定数量的槽口55离开，到达后缘50，从根部52传播到末端54。该构造允许在叶片的特定区域中更有效地使用冷却空气。通过减少冷却空气暴露于热气侧热负载，翼型件的两个侧部之间的隔开防止冷却空气变得过热。通过分开翼型件的各种区域之中的冷却空气，还可优化腔体大小，从而允许存在比常规设计更大数量的腔体。在翼型件的两个侧部之间延伸的腔室K设计成使得在腔室B和C至E和腔室F和H和J之间分离中心肋57。该设计特征通过允许翼型件在其在发动机中变热时增大而减小翼型件上的热负载。

现在参照图4，显示叶片40的第二横截面图。以比图3的标高更高的标高截取截面，以使在该视图中更全面地显示末端标志回路360。在该视图中，显示了转子叶片40的各种腔室58以及用以限定各种回路的腔室58A-J的关系。在叶片40的前缘端处开始，第一回路330包括接收来自腔室B中的贯通孔的压缩冷却空气的腔室A。这些贯通孔沿径向延伸，并且可包括一个或更多个孔。

蛇形回路340接收来自叶片40的根部端52(图2)的空气，空气向上传送穿过腔室E，并且转到叶片末端附近，以向下移动穿过腔室D。在腔室D的底部处，空气再次转向，并且沿径向向上移动穿过腔室C。虽然回路使空气朝前缘移动，但冷却空气从腔室C移动到腔室E在目前的实施例的范围内。

朝后缘移动，遇到的下一个回路是回路350。回路350包括腔室K、H和I，其中，冷却空气向上移动穿过腔室K，向下移动穿过H并且向上转到腔室I。再次，空气方向可在沿径向和沿轴向之间倒转。

还在图4中显示了末端标志回路360。回路360由腔室F和J表示。腔室F和J沿径向在叶片40内延伸，并且冷却空气沿径向或向上从根部52移动穿过这些腔室。在末端54附近，腔室F和J向后转，并且合并成形成歧管59。该歧管朝后缘延伸，以在边缘50附近提供冷却。

另外在该视图中显示了包围回路360的腔室K、H和I。这提供末端标志回路360与叶片的较热的侧部330的隔开，并且对它们提供缓冲。腔室K完全延伸经过叶片40的吸力侧和压力侧之间，并且隔开末端标志回路360的一个侧部。腔室I设置在压力侧46和腔室F和J之间。另外，腔室I从歧管59的下方向上延伸，并且改变形状，以补偿歧管59朝后缘50的经过。

现在参照图5，从下面显示示例性叶片40的等距视图，以描绘馈送叶片燕尾件的下部部分的流径干线70、72。在叶片40的底部处开始，描绘第一回路干线70。第一回路干线70对回路330、340提供冷却空气，并且从干线分叉，以馈送腔室B和E。类似地，第二回路干线72分叉，以馈送包括回路350、360的后部腔室。在该视图中，在前部和前缘位置处的叶片的较热部分由干线70冷却，同时从第二回路干线72提供与吸力侧44和尤其末端标志回路360相关联的较冷的空气。如实施例中显示的，腔室K、H和I限定回路350。朝向叶片40的上端，移除吸力侧44的一部分，以揭示各种腔室和回路。描绘了末端标志回路360，其中，腔室F和J沿径向向上延伸，并且转向合并成沿叶片40的向后方向延伸的歧管59。末端标志歧管59在腔室I和G上方向后延伸穿过腔体54，如描绘的，其中侧壁44的一部分移除。备选地，歧管可通入腔室G中，并且随后离开后缘50。

上面描述的转子叶片成本有效且高度可靠。转子叶片包括翼型件，该翼型件具有一定数量的冷却回路，其目标是冷却翼型件的前缘、压力侧和吸力侧。采用一定数量的冷却技术来冷却翼型件的外部侧壁，诸如冲击冷却和近壁冷却。各种腔室在冷却回路内的布置便于隔开和隔离冷却流体，从而进一步便于冷却翼型件，因为较冷的冷却流体传送穿过各种腔室。此类布置由于制造技术的进步而变得可行，包括(但不限于)陶瓷芯部的快速形成原型。更特别地，传统冷却方案受到与制造用于在冷却回路内产生通路和腔室的陶瓷芯部有关的制造约束的限制。新芯部生产工艺减少了由硬加工施加的此类约束，并且使得芯部能够有新的形状和大小。因此，转子叶片内较冷的运行温度便于以成本有效且可靠的方式延长转子叶片的有效寿命。

虽然已经在本文描述和示出了多个有创造性的实施例，但本领域普通技术人员将容易地设想到许多其它手段和/或结构用于执行功能和/或获得本文描述的结果和/或优点中的一个或更多个，并且认为此类变化和/或修改中的各个在本文描述的实施例的发明范围内。更一般地，本领域技术人员将容易认识到，本文描述的所有参数、尺寸、材料和构造意于为示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构造将取决于使用有创造性的教导的具体应用或多个具体应用。本领域技术人员将认识到，或者能够确定仅仅使用本文描述的有创造性的具体实施例的常规实验、许多等效方案。因此，理解的是，仅以示例的方式介绍前述实施例，并且在所附权利要求及其等效方案的范围内，可按与特别描述和声明不同的方式实践有创造性的实施例。本公开的有创造性的实施例涉及本文描述的各个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。另外，两个或更多个此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本公开的有创造性的范围内，如果此类特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互矛盾。

使用示例来公开实施例，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践设备和/或方法，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。这些示例不意于为穷尽性的或者使本公开局限于公开的确切步骤和/或形式，并且按照以上教导，许多修改和变化是可行的。本文描述的特征可按任何组合来组合。本文描述的方法的步骤可按物理上可行的任何顺序执行。

本文所限定和使用的所有定义都应当理解为控制词典定义，通过引用并入的文献中的定义和/或所限定的用语的普通含义。如本文所用，除非清楚地相反指出，在本文中在说明书和权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”应当理解为表示“至少一个”。在本文中在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为表示结合的元件(即，在一些情况下联合存在以及在其它情况下分开存在的元件)中的“任一个或两者”。

还应理解，除非清楚地相反指出，在本文声明的任何方法(包括不止一个步骤或行动)中，方法的步骤或行动的顺序不必局限于叙述方法的步骤或行动的顺序。

在权利要求中，以及在以上说明书中，所有过渡短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“组成”等，将理解为开放式的，即，表示包括但不限于。仅过渡短语“由...构成”和“基本上由...构成”应分别为封闭式或半封闭式过渡短语，如在美国专利局专利审查程序指南第2111.03章中阐述的。

Claims (19)

1.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，所述转子叶片具有优化冷却回路，所述转子叶片包括：

叶片，其具有叶片根部和叶片末端，所述叶片沿径向方向从所述叶片根部延伸到所述叶片末端，并且由至少一个侧壁形成，所述至少一个侧壁限定所述叶片的周缘和中空的腔体，所述叶片具有压力侧和吸力侧；

至少四个隔开的冷却回路，所述隔开的冷却回路中的各个具有至少两个腔室，所述至少两个腔室沿所述径向方向从所述叶片根部延伸向所述叶片末端，并且通过至少一个交叉孔连接，所述至少一个交叉孔适合允许在所述至少两个腔室之间的空气流；

多个出口孔，其在所述至少一个侧壁中，并且连接于所述隔开的冷却回路中的至少一个，所述多个出口孔适合允许所述空气流离开所述叶片；

至少一个所述腔室横跨所述腔体从所述压力侧延伸到所述吸力侧，并且横向于主干肋；

所述隔开的冷却回路中的至少一个是末端标志回路，所述末端标志回路沿着吸力侧从所述叶片根部向上延伸，并且由所述腔室中的另一个与所述压力侧分开，所述末端标志回路转向和延伸向后缘。

2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述至少一个侧壁包括凸形第一侧壁和凹形第二侧壁，所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁沿轴向方向从前缘延伸到所述后缘。

3.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述隔开的冷却回路包括由主干肋分开的一对平行腔室，所述主干肋设置在所述叶片内，并且沿所述径向方向从所述叶片根部延伸到所述叶片末端，并且沿所述轴向方向在第一腔室和第二腔室之间延伸。

4.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述主干肋被从所述凸形第一侧壁延伸到所述凹形第二侧壁的横向腔室中断。

5.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，其具有优化冷却回路，所述转子叶片包括：

沿径向方向从叶片根部延伸到叶片末端的凸形第一侧壁；

沿所述径向方向从叶片根部延伸到叶片末端的凹形第二侧壁；

所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁在前缘处连结，分岔并且在后缘处再次连结，以形成内部腔体的周缘；

设置在所述内部腔体内的五个冷却回路，所述冷却回路中的各个具有至少一个腔室，所述至少一个腔室沿径向方向在所述转子叶片内延伸，并且适合允许空气流从所述叶片根部传送向所述叶片末端；

第一冷却回路，其具有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室中的至少一个设置在所述前缘附近，所述第一腔室和所述第二腔室由横向于所述径向方向延伸的至少一个第一交叉孔连接；

第二冷却蛇形回路，其具有设置在所述凸形第一侧壁附近的第三腔室、第四腔室和第五腔室，所述第三腔室和所述第四腔室由交叉孔连接，所述交叉孔设置在所述叶片末端附近，并且横向于所述径向方向延伸，所述第四腔室和所述第五腔室由第二交叉孔连接，所述第二交叉孔设置在所述叶片根部附近，并且横向于所述径向方向延伸；

第三冷却回路，其具有第六腔室和第七腔室，所述第六腔室至少部分地在第一侧上被所述凸形第一侧壁限定，并且在第二侧上被所述凹形第二侧壁限定，所述第六腔室和所述第七腔室由第三交叉孔连接，所述第三交叉孔设置在所述叶片末端附近，并且横向于所述径向方向延伸；

第四冷却回路，其具有第八腔室和第九腔室，它们由所述叶片根部附近的第四交叉孔连接于彼此，所述第八腔室和所述第九腔室部分地被沿所述径向方向延伸的第四冷却回路壁分开，所述第八腔室和所述第九腔室在比所述第四冷却回路壁更接近所述叶片末端的位置处合并，并且转向所述后缘；以及

第五冷却回路，其设置在所述后缘附近，并且具有沿所述径向方向从所述叶片根部延伸向所述叶片末端的第十腔室。

6.根据权利要求5所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括多个前缘孔，所述多个前缘孔横向于所述径向方向从所述第一冷却回路延伸穿过由所述前缘附近的所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁形成的所述周缘，所述多个前缘孔适合允许空气流从所述第一冷却回路传送到由侧周缘形成的所述内部腔体的外部。

7.根据权利要求5所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括多个后缘孔，所述多个后缘孔横向于所述径向方向从所述第五冷却回路延伸穿过由所述后缘附近的所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁形成的所述周缘，所述多个后缘孔适合允许空气流从所述第五冷却回路传送到由所述周缘形成的所述内部腔体的外部。

8.根据权利要求7所述的转子叶片，其特征在于，所述第三冷却回路包括延伸穿过所述周缘的至少一个通道，并且适合允许空气流从所述第三冷却回路传送到由所述周缘形成的所述内部腔体的外部。

9.根据权利要求7所述的转子叶片，其特征在于，所述第四冷却回路包括延伸穿过所述周缘的至少一个通道，并且适合允许空气流从所述第四冷却回路传送到由所述周缘形成的所述内部腔体的外部。

10.一种空气冷却式涡轮叶片，包括：

叶片，其具有在前缘和后缘之间延伸的压力侧和吸力侧，所述叶片具有中空腔体；

沿径向延伸穿过所述叶片的多个腔室，成组的所述腔室限定穿过所述涡轮叶片的多个回路；

所述回路中的第一个沿着所述吸力侧向上延伸，所述回路中的第一个由所述回路中的第二个与所述压力侧隔开；

设置在所述回路中的第一个的一部分和所述回路中的第二个之间的主干肋；

其中，所述回路中的第一个具有至少两个腔室；并且

所述至少两个腔室转向所述后缘并且向后朝所述后缘合并，用于冷却所述后缘。

11.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述空气冷却式涡轮叶片进一步包括在所述压力侧和所述吸力侧之间延伸的横向腔室。

12.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述至少两个腔室是笔直的向上路径腔室。

13.根据权利要求12所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述笔直的向上路径腔室合并成歧管。

14.根据权利要求13所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述回路中的第一个是末端标志回路。

15.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述主干肋隔开所述回路中的第一个和所述回路中的第二个。

16.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述空气冷却式涡轮叶片进一步包括沿着所述叶片的高曲率部分的蛇形回路。

17.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述空气冷却式涡轮叶片进一步包括沿着所述叶片的所述前缘设置的多个冷却薄膜孔。

18.根据权利要求10所述的空气冷却式涡轮叶片，其特征在于，所述空气冷却式涡轮叶片进一步包括沿着所述吸力侧设置的多个冷却薄膜孔。

19.一种冷却涡轮叶片的方法，所述涡轮叶片具有前缘、后缘、吸力侧、压力侧、限定回路的多个腔室，所述方法包括：

使空气流过定位成沿着所述涡轮叶片的吸力侧的所述腔室中的两个；

利用至少一个回路隔开沿着所述吸力侧的所述腔室中的两个，所述至少一个回路包括在所述压力侧和所述吸力侧之间延伸的横向腔室；

使所述腔室中的两个在叶片末端附近合并成末端标志腔室；

使所述末端标志腔室沿向后方向延伸向所述后缘。