CN104929695B - 涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分 - Google Patents

Abstract

一种涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分。翼型件部分具有外壁，外壁限定用于接收冷却空气的腔体，其中，翼型件部分包括位于上游方向上的前缘、位于下游方向上的后缘、凸形吸力侧、凹形压力侧。至少一个插件设置在腔体内，其构造成最初接收进入插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却翼型件部分的外壁的内表面。插件进一步包括大体符合腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造。一部分冷却空气通过形成为通过外壁的多个膜冷却孔口而离开翼型件部分。主插件包括至少一个额外的插件，额外的插件从外部插入，并且转移到腔体中的中间位置处，然后沿朝后缘的方向移动，并且固定到预定位置上。额外的插件形成在主插件的末端处的后缘通道入口的大小。

Description

涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分

技术领域

本发明涉及涡轮机、尤其是燃气涡轮或蒸汽涡轮的转子叶片或导叶的领域。本发明的最终目的是在转子叶片或导叶翼型件中提供充分冷却，改进冷却流控制，以及实现插件配合。

因此，本发明涉及燃气涡轮或蒸汽涡轮的转子叶片或导叶翼型件组件，并且基本上涉及翼型件插件在相应的翼型件部分的腔体内的特定或模块化的布置。

基本上，翼型件插件在相应的翼型件部分的腔体内的特定或模块化的布置由可替换和/或不可替换的插件组成。除了所使用的翼型件插件之外，转子叶片或导叶另外包括可代替和不可代替的应用了流和没有应用流的元件。

因此，本发明涉及涡轮叶片，即，涉及转子叶片或导叶，涡轮叶片具有空心翼型件部分，空心翼型件部分具有外壁，外壁限定用于接收冷却空气的腔体，翼型件部分包括位于上游方向上的前缘、位于下游方向上的后缘、凸形吸力侧、凹形压力侧。至少一个插件设置在腔体内，插件构造成最初接收进入插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却翼型件部分的外壁的内表面。插件进一步包括大体符合腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造。

背景技术

US 8,182,203 B2公开了一种涡轮叶片，其包括：翼型件；沿翼展方向延伸通过翼型件的内部的供应通道，冷却流体流过该供应通道；针鳍(pin fin)通道，其沿着翼型件的中心线从供应通道延伸向翼型件的后缘，并且在后缘处通往翼型件的外部；从成对的相对的内壁凸出的多个间隙针鳍，内壁在针鳍通道的供应通道侧处的区域处构成针鳍通道，并且在它们之间形成沿翼展方向延伸的间隙；针鳍在针鳍通道的后缘侧处的区域处连接成对的相对的内壁；以及插件部分，其设置在间隙中，以减小针鳍通道的供应通道侧处的区域处的冷却流体的通道的面积。

对于本公开的涡轮叶片和燃气涡轮，插件部分设置在形成于间隙针鳍之间的间隙中。因此，与未设置插件部分的情况相比，针鳍通道的供应通道侧处的通道(冷却流体流过该通道)的横截面积减小，使得在供应通道侧的区域处的冷却流体的速度提高。这会提高供应通道侧处的区域处的冷却效率，这改进针鳍通道的冷却效率，因而提高涡轮叶片的冷却性能。

参照EP 2 492 442 A2，提供了一种用于引导燃气涡轮发动机中的热气体的导叶。导叶包括空心翼型件部分，在使用中，空心翼型件部分跨越发动机的工作气体环面。导叶进一步包括冲击管，冲击管在翼型件部分的内表面上面形成盖，并且在冲击管中形成有用于产生冲击冷却射流的射流形成孔口。冲击管包括两个管部分，它们可单独插入到翼型件部分中的位置中，形成盖。冲击管进一步包括膨胀部件，当管部分在翼型件部分中就位时，膨胀部件可定位在翼型件部分中，以向外推各个管部分，并且从而使管部分抵靠着翼型件部分保持就位。

参照US 8,231,329 B2，一种涡轮叶片具有大体空心翼型件，空心翼型件具有外壁，外壁限定用于接收冷却空气的腔室，翼型件包括位于上游方向上的前缘、位于下游方向上的后缘、凸形吸力侧、凹形压力侧，以及设置在腔室内的插件，插件构造成最初接收进入腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却外壁的内表面，插件进一步包括大体符合腔室的外壁的轮廓且与其处于间隔开的关系的构造，其中，腔室和插件在它们朝后缘延伸时变窄，插件最后在销阵列区段处终止，并且腔室最后在销阵列区段处终止；其中，存在第一距离，其包括在插件的下游终止点的位置和销阵列区段的上游起始点的位置之间的大体轴向距离，其中，销阵列区段在下游端处包括多个开口，开口限定通往多个后缘冷却孔口的入口，以及其中，腔室、插件和销阵列区段构造成使得第一距离大致最大程度地减小。

US 7,452,182 B2涉及一种模块化导叶组件。导叶组件包括翼型件部分、外部平台和内部平台。翼型件部分可由至少两个节段组成。优选地，构件连接在一起，以便容许组装和拆卸导叶。因而，在导叶受损的情况下，修理包括更换仅受损的子构件，这与更换整个导叶相反。模块化设计有利于在导叶中使用各种材料，包括不相同的材料。因而，可选择适当的材料，以优化构件寿命、冷却空气使用量、空气动力学性能和成本。因为导叶是较小构件的集合(这与一个整体结构相反)，所以可轻易地制造导叶的单独的构件，并且可包括较复杂的特征。根据此文献，翼型件的一端可接收在内部平台和外部平台中的一个的凹部内。组件可进一步包括密封件，密封件设置在翼型件的径向端和翼型件的紧邻径向端的外周表面中的至少一个和凹部之间。因此，可最大程度地减少热气体渗透或冷却空气泄漏。在这样的情况下，翼型件节段、内部平台和/或外部平台中的一个或多个可由金属间化物、氧化物弥散强化(ODS)合金、单晶金属、高级超合金、金属基复合材料、陶瓷或CMC制成。

发明内容

本发明的有创造性的思想在于使用典型的转子叶片或导叶组件，其由翼型件部分、内部平台和外部平台(它们也被称为护罩)组成，它们制成为一体，如关于众人皆知的现有技术所描绘和阐明的那样。

特别地，通过使用转子叶片或导叶(它们可通过至少两个单独部件组装起来，即，单独的翼型件部分和外部平台和单独的内部平台)，一方面，进行了预处理，以对经标识的单独部件、模块、元件提供互换性或修理和/或重新调节，而不必更换整个转子叶片或导叶。

另一方面，使用由三个可分离部件(即，外部平台、翼型件部分和内部平台)组成的转子叶片或导叶也是可行的。在单独的过程中，可修理和/或重新调节导叶的各种部件或模块或元件。

另外，本发明描述一种燃气涡轮或蒸汽涡轮的改进的转子叶片或导叶组件，其基于模块化结构，基本上包括翼型件部分、内部平台、外部平台，而翼型件部分和/或平台在其一端处具有用于可互换地连接转子叶片或导叶元件的器件，而转子叶片或导叶元件的连接相对于翼型件部分沿径向或准径向延伸且相对于燃气涡轮或蒸汽涡轮的轴线具有永久或半永久固定，翼型件部分与平台的组装基于由粘合互连促动的摩擦锁定结合，或者翼型件部分与平台的组装基于使用金属和/或陶瓷表面使导叶元件彼此固定，或者翼型件部分与平台的组装基于具有可脱开连接或永久连接的强制封闭器件，而至少翼型件部分包括至少一个外部热气体路径衬套，其包围翼型件部分的至少一部分。

此外且基本上，本发明使用相同或相似的组件来确定翼型件部分的腔体内的各种构造式翼型件插件的各种可行连接。为了减小后缘通道入口的大小，在相应的翼型件插件的末端处，可使用一个或多个额外的翼型件插件(一个或多个)。

在此语境中，额外的翼型件插件(一个或多个)可插入后缘区域中且在后缘区域中滑动，然后在主翼型件插件就位。可选地，额外的翼型件插件(一个或多个)可浇铸在其中。可针对翼型件额外的插件(一个或多个)的大小按照级联原理来插入它们，即：

额外的插件(参见图1，项目200)从外部(参见图1，项目201)插入到腔体中(参见图1，项目202)，然后沿朝后缘(参见图1，项目103)的方向移动(参见图1，项目202)，并且固定到预定位置上。

随后可插入至少一个主翼型件插件。相反地进行也是可行的。

因此，至少一个主插件包括至少一个额外的插件，该额外的插件从外部插入且转移到腔体中的中间位置处，并且沿朝后缘的方向移动且固定到预定位置上，其中，额外的插件形成主插件的末端处的后缘通道入口的大小。

此外，至少一个主插件包括至少一个额外的插件，额外的插件形成主插件的末端处的后缘通道入口的大小。这个额外的插件由结构化整体本体组成。

大小不同的插件可沿转子叶片或导叶的横向方向布置。

根据不同的情况，可在翼型件腔体内沿所有方向在翼型件插件之间提供各种间隙。

可机械地紧固参照翼型件插件的联合组装，或者联合组装可使用收缩过程。

基本上，可脱开连接或永久连接包括具有螺栓或铆钉或者用HT硬钎焊、活性硬钎焊、软钎焊进行的强制封闭。另外，单独的插件可由单件结构或复合结构制成。

此外，插件能够抵抗热量和物理应力，其中，所提到的器件整体或本身是可彼此互换的。

因此，本发明的一个基本思想包括将翼型件部分的腔体内的一个或多个插件分成多个插件，以便较好地适应转子叶片或导叶几何构造，而不管相应的转子叶片或导叶是否由唯一本体或模块化结构组成。

在此语境中，本发明在翼型件中提供充分冷却，改进流控制，并且实现插件配合。

使多翼型件插件构造作为本发明的公开中提出的一个实施例将允许提高设计灵活性和部件性能。

为了减小插件的末端处的后缘通道入口的大小，可使用一个或多个额外的插件。在后缘区域中可插入额外的插件(一个或多个)，并且使其在后缘区域中滑动，然后使额外的插件在主插件(一个或多个)中就位。可选地，额外的插件(一个或多个)可浇铸在其中。

在本发明的一个实施例中，插件可由与它们插入的相应的翼型件部分相同的材料制成，诸如IN939合金和ECY768合金。插件可由可比翼型件部分的材料具有或不具有更好的耐热性的材料制成。例如，插件可由耐热性比接收翼型件部分的材料更低的材料制成。插件可由廉价材料制成，使得替换插件的成本在发动机的寿命内不会显著增加总成本。

为了插入或移除翼型件部分插件，仅在所提到的翼型件部分插件的沿径向向外的末端处对其进行处理是可行的，该末端是用于对涡轮级执行维护工作的显著特征。

如本文所用，用语“径向”意于表示当转子叶片或导叶组件安装在其运行位置上时的涡轮的径向。

此外，将翼型件部分和它们的插件部分附连到内部平台、相应地外部平台上的方式包括下者，所提到的元件的沿径向末端可接收在设置在相应的平台中的凹部中。所提到的凹部可为基本翼型件形状，以便对应于翼型件部分和翼型件插件的外部轮廓。因而，翼型件部分组件(可选地包括外壳组件)可被卡在内部平台和外部平台之间。

本发明的最重要的解决办法之一是提供至少一个外壳，而且如有必要且需要的话，根据单独的运行要求或不同的运行条件，对原来的翼型件部分的模块化变型提供至少一个无流应用式中间壳以及翼型件插件。翼型件托架的功能是支承来自翼型件模块的机械负载。为了保护翼型件托架免受高温和来自翼型件模块的单独热变形，引入外壳，另外还引入中间热气体路径壳。

如果对翼型件部分或它们的插件提供若干叠加壳，则它们可构造成在它们彼此之间有或没有中间空间。

所提到的壳可由至少两个节段组成。优选地，形成壳的构件连接在一起，以便容许组装和拆卸转子叶片或导叶的壳、壳构件、翼型件部分和翼型件插件。

如果翼型件部分和翼型件插件在内部被比热燃烧气体处于更高压力的冷却介质冷却，则多余的冷却介质会泄漏到热气体路径中。为了最大程度地减少这样的顾虑，可对壳布置提供一个或多个额外的密封件。密封件可为下者中的至少一个：绳密封件、W形密封件、C形密封件、E形密封件、平板和迷宫密封件。密封件可由各种材料制成，包括例如金属和陶瓷。

本发明的主要优点如下：

-提高冷却效率，允许实现寿命目标，减少冷却剂消耗，以及减少原理之间的设计约束。

-与整体设计相比，使模块尤其是对于翼型件部分和翼型件插件而脱开可改进部件寿命。

-可选择在冷却和/或材料构造方面具有不同的变型的模块，以最佳地符合不同的运行条件。

-组装好的翼型件部分组件包括单个外壳或相互依赖的壳构件，可对此进行选择，以优化构件寿命、冷却使用量、空气动力学性能，以及提高抵抗高温应力和热变形的能力。

-可对在翼型件部分的腔体内引入的各种插件进行选择，以优化构件寿命、冷却使用量、空气动力学性能，以及提高抵抗高温应力和热变形的能力。

-可用选择的隔热材料或热障涂层来使翼型件部分和翼型件插件、内部平台和外部平台和额外的集成元件完整。

-转子叶片或导叶的所有上面所提到的元件的冷却主要包括对流冷却，以及选择性地叠加或结合冲击冷却和/或膜冷却/渗出冷却。

-原则上给出了转子叶片或导叶的所有元件、尤其是翼型件插件与彼此或与等效形式的互换性。

-可借助于由粘合性或者通过使用金属和/或陶瓷表面涂层促动的摩擦锁定，或者用具有螺栓或铆钉的强制封闭，或者用HT硬纤焊、主动硬钎焊或软钎焊，来相对于转子叶片或导叶的基础平台，或者直接关于翼型件部分的内表面或内部翼梁，将翼型件插件固定在翼型件部分的腔体内。

-平台可由单独的部件组成，一方面，平台主动连接到翼型件部分和流应用式壳元件(如果可用)上，并且另一方面主动连接到翼型件插件上。

-翼型件部分和翼型件插件的模块化设计有利于根据不同的运行条件来使用各种材料，包括不同的材料。另外，所提到的元件的模块化设计有利于引入可替换和不可替换的元件，相应地，可替代和不可替代的元件。

-简而言之，对在沿径向方向上具有明显或涡旋式的空气动力学轮廓的转子叶片或导叶翼型件进行铸造、加工或锻造，从而包括具有用于改进冷却或刚度的内部局部栅格结构的另外的添加特征。此外，可对所提到的翼型件部分进行涂覆，并且包括灵活的冷却构造，以针对运行要求进行调节，例如燃气涡轮的基本负载、峰值模式、局部负载。

-简而言之，翼型件部分被定义为至少一个外部流应用式壳组件的底部结构。壳是可互换的、预先加工、或以不同的方式制造、单件式或多件式、未被冷却或被冷却的，其使用对流和/或薄膜和/或渗出和/或冲击冷却结构，具有用于改进冷却或刚度的栅格结构，而且对于翼型件本体，使用收缩接头来连结翼型件部分。

-简而言之，关于连结、制造、重新调节、拆卸过程，即，对于翼型件插件和外壳(一个或多个)：

可通过使用磁脉冲效应(MPW/C磁脉冲焊接/卷曲)、爆炸或液压成形来使外壳收缩成翼型件部分的核心结构，而且涉及翼型件插件的连结过程可通过沿涉及翼型件部分的腔体的所有方向的热收缩而协助。收缩表示在所有运行条件下的干涉配合。可通过选择在翼型件部分和外壳之间具有不同的热膨胀的材料来支持尤其是涉及外壳的连结过程；外壳的热膨胀较低会使壳在较高温度下强制配合到翼型件部分结构上。可通过局部透明的焊接(也称为深焊接)步骤(EB焊接、激光焊接、电阻焊接)，或者通过硬钎焊或安装帮木(hipping)或粘合剂，来加强收缩组装过程。硬钎焊过程可利用具有硬钎焊翼型件部分的中间层的收缩过程。可用机械的方式紧固涉及翼型件插件的连结组件。

在本公开中特别地指出了上面解释的声明和本公开的其它方面，以及描绘本发明的各种特征。为了更好地理解本公开、其运行优点及其使用，应当参照附图和其中示出本公开的示例性实施例的描述性内容。

附图说明

参照结合附图得到的以下详细描述和权利要求，将更好地理解本公开的优点和特征，其中，相同元件由相同符号标示，以及其中：

图1显示示出转子叶片或导叶的示意性结构的透视图；

图2显示第二转子叶片或导叶的横截面；

图3显示包括多个腔体的另一个叶片或导叶的横截面；

图4显示多个三角形插件；

图5显示包括多个形状和定向不同的插件的另一个叶片或导叶的纵截面。

部件列表

100翼型件部分

100a翼型件部分

100b翼型件部分

101腔体

102前缘

103后缘

104外壁

105膜冷却孔或孔口

106主空心插件，参照100

106a主空心插件，参照100a

106b主空心插件，参照100a

107吸力表面

108压力表面

109针鳍通道

110间隙针鳍

111针鳍

112额外的针鳍

113排气孔

200额外的翼型件插件

201外部位置

201a转移路线

202中间位置

202a横移路线

203最终位置

204横向弹性

205翼型件的腔室、内部孔口

250额外的插件，参照100a

260冲击冷却

261对流冷却

262膜冷却

263冷却

264冷却

300额外的插件，参照100b

320腔体

320a腔体

320b腔体

401插件

402插件

500经调整的叶片或导叶

501插件

502插件

503插件

504插件。

具体实施方式

如图1中显示的那样，涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分100在横截面上形成为叶片形状，并且沿翼展方向(即，沿叶片的竖直方向)延伸。

翼型件部分100具有整体腔体101，整体腔体101是空心的，形成于前缘102处，并且沿翼型件部分100的流向延伸到后缘103。至少在前缘102的区域中，翼型件部分100的外壁104包括与前部腔体101连通的多个膜冷却孔105。换句话说，翼型件部分100在其内部具有沿翼型件部分100的流向延伸的第一整体腔体101。内部腔体101可设有至少一个分隔件(未显示)，使得分隔件可将空心部分分成前部腔体和后部腔体。

源自外部的冷却流体，例如从压缩机中抽出的压缩空气充分地冷却翼型件部分100的结构。

在腔体101中，主空心(205)插件106设置成与腔体101的内壁相距预定距离。另一方面，如果腔体设有分隔件，则在后部腔体空间中，后部插件也设置成与后部腔体的内壁相距预定距离。

如图1中显示的那样，膜冷却孔105是贯通孔，贯通孔连接前部腔体101和翼型件部分100的外部，并且在吸力表面107和压力表面108中沿一方向间隔地设有膜冷却孔。

此外，膜冷却孔105从前部腔体101到外部形成为斜孔，斜孔从前缘102到后缘103倾斜。

此外，翼型件部分100的后部腔体设有针鳍通道109，针鳍通道109是空心的，沿着翼型件100的中心线(未显示)从后部腔体101延伸向后缘103，并且针鳍通道109是在其中提供了间隙针鳍110和针鳍111的区域。

间隙针鳍110是多个基本柱形部件，它们从针鳍通道109的后部腔体侧处的区域凸出，该区域是构成针鳍通道109的一对内壁。设定间隙针鳍110从上述内壁凸出的量，以便在间隙针鳍110之间形成间隙，后部或额外的插件200的末端部分可插入到该间隙中。

针鳍111是多个基本柱形部件，它们连接针鳍通道109的后缘103侧处的区域，该区域是构成针鳍通道109的一对内壁。针鳍111的形状和布置可为已知，而且不受特别的限制。

针鳍通道109是后缘103的区域中的后部腔体中的通道，冷却流体在用于冲击冷却之后流过该通道，并且该通道构成与针鳍有关的结构，以冷却翼型件部分100的后缘103附近，而且该通道在后缘103处通往外部。

如图1中显示的那样，至少沿着翼型件部分的中间区域，在翼型件部分100的内壁和主插件106的外壁之间的腔体中，沿着吸力侧107和压力侧108两者，提供额外的针鳍112。针鳍112的形状和布置是可为已知的，而且不受特别的限制。

主插件106的前部构成与冲击冷却有关的结构，以冷却前缘102和翼型件部分100的其它内壁，以及前部和后面的腔体101。主插件106的前部由基本圆柱形部件组成，基本圆柱形部件具有类似于前部腔体101的横截面形式的横截面形式。此外，主插件106的前部具有多个排出孔113，流过排出孔113的冷却流体喷到前部腔体101的内壁上。

如果翼型件部分100设有分隔件，则插件的后部部分也构成与冲击冷却有关的结构，像前部插件那样，以冷却翼型件部分100的相应的侧部。后部插件也由基本圆柱形部件组成，基本圆柱形部件具有类似于腔体的后部部分的横截面形式的横截面形式。

为了减小后缘通道入口109的大小，在相应的翼型件主插件106的末端处使用额外的翼型件插件200。

一个可行的办法在于，在后缘区域103中插入额外的翼型件插件200，并且使其在后缘区域103中滑动，然后使额外的翼型件插件200在主翼型件插件106中就位。额外的翼型件插件200可以可选地浇铸在其中。针对翼型件额外的插件200的大小按照级联原理来插入它们，即：

额外的翼型件插件200从外部201插入，并且转移到201a腔体101中的中间位置202处，然后沿朝后缘103的方向移动202a且固定到预定位置203上。

之后可插入主翼型件部分插件106。但相反地进行也是可行的。在最后提到的情况中，对额外的插件200提供横向弹性204，使得额外的插件200可被推动经过主插件106的末端侧收缩部，直到其到达最终位置203。主插件106和额外的插件200之间的连接因此设计而成，即使在额外的插件200没有任何横向弹性204的情况下。因而，可用机械的方式实现连接，例如通过引入定位在两个插件的区域中的固定部件(未显示)。

此外，额外的插件200从外部201插入，并且转移201a到腔体101中的中间位置处，然后可备选地沿朝前缘102的方向移动且固定到最终预定位置上。另外，额外的插件200可从翼型件部分的下侧插入，或者额外的插件200是翼型件部分的腔体的元件，然后可沿朝后缘或前缘的方向移动且固定到最终预定位置上。因此，额外的插件200形成主插件106的末端处的后缘腔体的大小，或者额外的插件在翼型件部分的内壁和后面的主插件之间形成前缘腔体。

简而言之，涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分100具有外壁，外壁限定用于接收冷却空气的腔体，翼型件部分包括位于上游方向上的前缘、位于下游方向上的后缘、吸力侧、压力侧。至少一个插件设置在腔体内，插件构造成最初接收进入插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却翼型件部分的外壁的内表面。此外，插件包括大体符合腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造。一部分冷却空气通过形成为通过外壁的多个膜冷却孔口而离开翼型件部分，并且/或者一部分冷却流体在后缘处离开翼型件。至少一个主插件106包括至少一个额外的插件200，作为第一选择，额外的插件200从第一外部201插入，并且转移201a到腔体101中的中间位置202处，然后额外的插件沿朝后缘103或前缘102的方向移动202a且固定到最终预定位置203上。第二选择在于，额外的插件200可从翼型件部分的下侧插入，或者由翼型件部分的腔体的元件组成。因此，额外的插件沿朝后缘或前缘的方向移动，并且固定到最终预定位置上，其中，额外的插件200形成主插件106的末端处的后缘腔体的至少一个大小，或者额外的插件在翼型件部分的内壁和设置在后面的主插件之间形成至少一个前缘腔体。

如图2中显示的那样，翼型件部分100a包括主插件106a和额外的插件250。额外的插件可浇铸在其中。

图2示出传统的空气冷却式翼型件部分100a。如显示的那样，翼型件100a包括外壁104，并且具有前缘102、压力侧108、吸力侧107和后缘103。翼型件100a大体是空心的，并且分成主插件106a和处于预先选择的位置的附连式非空心插件250。冷却结构大体与图1相同。来自涡轮压缩机的高压冷却空气按照传统的系统和方法被引导到主插件106中，并且通过多个排出孔113排出，形成撞击腔室205的内壁的空气射流，以实现冲击冷却260。更特别地，主插件106a的排出孔113腔体101定位成冲击在与主插件106a相对的外壁104上。被迫进入腔室205中且通过主插件106a的冷却空气在对流冷却261之后，通过沿径向间隔开的成排的膜冷却262孔口105排出，孔口105穿过翼型件部分100的外壁104。

简而言之，涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分100a具有外壁，外壁限定用于接收冷却空气的腔体，翼型件部分包括位于上游方向上的前缘、位于下游方向上的后缘、凸形吸力侧、凹形压力侧，以及设置在腔体内的至少一个插件，插件构造成最初接收进入插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却翼型件部分的外壁的内表面。插件进一步包括大体符合腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造。另外，一部分冷却空气通过形成为通过外壁的多个膜冷却孔口而离开翼型件部分，并且/或者一部分冷却流体在后缘处离开翼型件。至少一个主插件106a包括至少一个额外的插件250，额外的插件250形成主插件106a的末端处的后缘腔体的大小，并且/或者至少一个主插件包括至少一个额外的插件，该额外的插件形成主插件的起始处的前缘腔体的大小。

如图3中显示的那样，涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分100a具有外壁104，外壁104限定用于接收冷却空气的腔体(也参见图1和2)。翼型件部分包括位于上游方向上的前缘102、位于下游方向上的后缘103、吸力侧和压力侧。可从图1和2中获得其它设计特征。

关于根据图1和2的实施例，主插件106b以及预先设置在下游的额外的插件300(也参见图2)、多个设置在内部的额外的插件320、320a、320b形成各种腔体，在腔体中，流冷却介质确保沿着这些腔体的单独或后面的和/或多个冷却263、264。

简而言之，提供涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分100b具有外壁104，外壁104限定用于冷却空气的腔体(也参见图1和2)。翼型件部分包括位于上游方向上的前缘102、位于下游方向上的后缘103、凸形吸力侧、凹形压力侧。可从图1和2中获得其它设计特征。至少一个主插件106b设置在腔体内，主插件构造成最初接收进入插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导冷却空气通过多个插件孔口，以冷却翼型件部分的外壁的内表面。主插件106b进一步包括大体符合主插件106b的内部轮廓的多个额外的插件320、320a、320b的构造。额外的插件320、320a、320b的内侧部形成主插件106b的多个子腔体。

主插件和/或额外的插件沿翼型件部分的径向或准径向和/或横向或准横向方向延伸，并且被分段，而且沿着翼型件部分的一个或多个定向具有不同的形状或轮廓，参见图4和5的项目401、402；项目501-504。所提到的不同的形状对应于规则或不规则的三角形(参见图4)、四边形、五边形、渐缩本体。

在相对于涡轮机的轴线的径向或准径向方向上，翼型件部分具有明显或涡旋式或经调整的空气动力学轮廓。(参见图5的项目500)。

虽然已经结合目前认为最实际和优选的实施例来描述了本发明，但要理解的是，本发明不限于公开的实施例(一个或多个)，而是相反，本发明意于覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置，本发明的范围与最宽泛解释一致，以便在法律允许的情况下包含所有这样的修改和等效结构。此外应当理解，虽然在上面的描述中使用词语优选、优选地、优选的或有利地表示如此描述的特征可为更合乎需要的，但尽管如此这不是必要的，而且可在本发明的范围内构想到缺乏该特征的任何实施例，本发明的范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，意于的是，当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”和“至少一部分”时，无意使权利要求局限于仅一个项目，除非权利要求中特别地另有相反的陈述。另外，当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项目可包括一部分和/或整个项目，除非特别地另有相反的陈述。

Claims (10)

1.一种涡轮机的转子叶片或导叶的翼型件部分，所述翼型件部分包括：

外壁，其限定用于接收冷却空气的腔体，所述外壁包括：

上游方向上的前缘、

下游方向上的后缘、

凸形吸力侧、以及

凹形压力侧，

主插件，其位于所述腔体内并且构造成接收进入所述插件的腔室的冷却空气的至少一部分，并且引导所述冷却空气通过多个插件孔口，以冷却所述翼型件部分的外壁的内表面，所述插件具有符合所述腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造，

形成为通过所述外壁的多个膜冷却孔口和/或后缘冷却通道出口，额外的主插件形成所述主插件的后缘或前缘的轮廓，并且在相应的前缘或者后缘处符合所述翼型件部分的所述外壁的吸力侧和压力侧的轮廓，所述额外的主插件直接连接在所述主插件上；

多个间隙针鳍，其从成对的相对的内壁凸出，所述内壁在针鳍通道的供应通道侧处的区域处构成所述针鳍通道，并且在它们之间形成沿所述翼型件部分的流向延伸的间隙；

其中所述插件进一步包括大体符合腔室的外壁的轮廓但与其处于间隔开的关系的构造；

其中所述额外的主插件的末端部分插入到所述间隙中；

其中所述翼型件部分还包括由额外的插件形成的至少两个按顺序设置的子腔体，流冷却介质确保沿着这些子腔体的单独和/或多个冷却为顺序或类顺序冷却。

2.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，所述额外的插件由结构化整体本体组成。

3.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，所述主插件和所述额外的插件的至少其中一个沿着所述翼型件部分的径向或准径向和/或横向或准横向方向延伸。

4.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，所述主插件和所述额外的插件的至少其中一个被分区段且沿着所述翼型件部分的一个或多个定向具有不同的形状或轮廓。

5.根据权利要求4所述的翼型件部分，其特征在于，不同的形状对应于规则或不规则三角形、四边形、五边形渐缩本体。

6.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，包括：

供应通道，其沿流向延伸通过所述翼型件部分的内部，冷却流体流过所述供应通道。

7.根据权利要求6所述的翼型件部分，其特征在于，包括：

针鳍通道，其沿着所述翼型件的中心线从所述供应通道延伸向所述翼型件部分的后缘，并且在所述后缘处朝所述翼型件部分的外部开口。

8.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，包括：

在针鳍通道的后缘侧处的区域处的针鳍与一对相对的内壁。

9.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，包括：

相对于所述涡轮机的轴线，沿径向或准径向方向，涡旋式或经调整的空气动力学轮廓。

10.根据权利要求1所述的翼型件部分，其特征在于，所述额外的插件设有横向弹性，或者设有用于相对于所述主插件进行适形配合连接的固定器件。

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