CN106870010B - 涡轮发动机叶片装置构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种涡轮发动机叶片装置构件（1）。所述叶片装置构件包括至少一个翼型件（2）和设置在翼型件（2）的基部和末端中的至少一个处的至少一个平台（31）。翼型件（2）包括剖面主体（23）、设置在剖面主体（23）的第一侧处的前缘（21）、以及从剖面主体（23）的第二侧延伸并与前缘（21）相对的后缘部分（24）。剖面主体（23）连接到所述至少一个平台（31）。后缘部分（24）从剖面主体（23）向外伸出并且在没有连接到平台（31）的情况下被设置。

Description

涡轮发动机叶片装置构件

技术领域

本公开涉及如权利要求1中提出的涡轮发动机叶片装置构件，并且还涉及用于涡轮发动机叶片装置构件的翼型构件。

背景技术

涡轮发动机叶片装置构件包括至少一个翼型件和一个平台。平台可仅设置在翼型件的一个端部处，即在基部或末端处，使得翼型件沿着其跨度从平台延伸。在其他实施例中，所谓的带冠叶片，平台被设置在翼型件的两个端部处，使得翼型件沿着其跨度在两个平台之间延伸。此外，叶片装置构件可包括多个的至少两个翼型件，使得两个或多个翼型件相应地从一个平台延伸或在两个平台之间延伸。

叶片装置构件可设置在涡轮发动机转子上作为旋转叶片装置构件，或作为涡轮发动机定子的部分作为可还被称为轮叶构件的固定叶片构件。

翼型件呈现具有前缘和后缘的空气动力学剖面，从前缘朝向后缘限定流动方向，并且吸入侧和压力侧在其之间延伸。将理解，前缘和后缘至少基本上沿着跨度延伸。翼型件还包括剖面主体（profile body），该剖面主体至少对于叶片装置构件旨在用于亚音速流动的情况下在翼型件的压力侧处沿着流动方向内凹弯曲并且在吸入侧处沿着流动方向外凸弯曲。在旨在用于接近音速或超音速流动的翼型件的情况下，翼型剖面可具有不同的轮廓。然而，本领域技术人员将容易理解在平台上，例如通过翼弦线定向，在前缘和后缘之间以直线延伸的压力侧和吸入侧位置的存在。翼型件主体还呈现剖面厚度。前缘设置在剖面主体的第一上游侧处，并可尤其在膨胀涡轮叶片构件的情况下大体是圆的，使得在后缘下游相当短的距离处获得剖面主体的最大剖面厚度。在下游侧上，翼型件在后缘部分中从剖面主体朝向后缘逐渐变细，该后缘设置为边缘半径远远小于前缘的半径的基本上锐边缘。后缘提供流动分离，从而防止翼型件的压力侧和吸入侧之间的压力均衡，并且因此一方面在旋转叶片的情况下造成驱动力从压力侧指向吸入侧，并且此外限定下游流动方向。后缘部分越薄并且后缘越更加类似实际锐的边缘，则可考虑更高的叶片装置构件的空气动力学效率。

通过这些几何形状和空气动力学考虑，将容易理解，后缘部分类似薄的又逐渐变细的材料片。

在现有技术的涡轮发动机的膨胀涡轮中，叶片装置构件经受极端热负荷，并且在内燃涡轮机的膨胀涡轮的第一级中需要冷却。翼型件因此通常装备有内部冷却剂管。来自内部冷却剂管的冷却剂通常在贯通后缘冷却剂排出狭槽处至少部分地被排出。

在翼型件和平台的接合处的机械应力尤其突出。一方面，这是由于作用在需要被支撑在平台处的翼型件上的空气动力学力。此外，在运行叶片装置构件时，离心力作用在翼型件上。在翼型件和平台的接合处，由于受限的过渡半径，切口效应开始起作用。此外，由于平台和翼型件的不同冷却和热负荷，可由于热膨胀的不协调引起额外应力。由于包括低材料厚度的具体几何形状，后缘部分尤其易受机械和热负荷的伤害。尤其在翼型件后缘和平台之间的过渡区域中，多种应力引起和增强的效应开始起作用，其可损害疲劳强度并甚至引起裂纹。如果翼型件和平台由不同材料或根据不同工艺制成和组装，使得两个部件呈现不同的热膨胀系数，则应力变得进一步显著。

在包括翼型构件和叶片装置构件的建造叶片装置构件的情况下，相似结论比照适用，如例如在US 5,797,725中描述的那样。叶片装置构件的固定柱设置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一个处。固定柱被接收在平台构件的接收件开口中，并且在暴露于冷却剂的远端部上，同时翼型构件暴露于热工作流体流动。这可导致相当大的温度梯度，并且再次导致在固定柱和翼型件之间的过渡区域中的显著应力集中，该应力集中在过渡处从后缘部分到固定柱加重。

发明内容

本公开的目标是提供一种改善的涡轮发动机叶片装置构件。根据本公开的一个方面，叶片装置构件的结构完整性和使用寿命将得以改善。在更具体的方面中，在到平台的过渡区域中在翼型件的末端和/或基部处的应力集中将会减小。在本公开的某些方面中，将公开一种涡轮发动机叶片装置构件，其尤其适用于由独立制作的叶片和平台构件组装而成。

这通过在权利要求1中和进一步在要求保护用于涡轮发动机叶片装置构件的翼型构件的独立权利要求中描述的主题来实现。

所公开主题的其他效果和优点（不管是否明确提及）根据下面所提供的本公开将变得显而易见。

因此，公开一种涡轮发动机叶片装置构件，所述叶片装置构件包括至少一个翼型件和设置在所述翼型件的基部和末端中的至少一个处的至少一个平台。所述翼型件包括剖面主体、设置在所述剖面主体的第一侧处的前缘、以及从所述剖面主体的第二侧延伸并与所述前缘相对的后缘部分。将容易理解的是，所述前缘限定所述翼型件的上游侧，并且所述后缘限定所述翼型件的下游侧。所述剖面主体连接到所述至少一个平台。所述剖面主体可以以单件形式从所述平台延伸或可以以其他方式合适地结合到所述平台。所述后缘部分从所述剖面主体向外伸出并且设置成未连接到所述平台。因此，在所述后缘部分和所述平台之间不存在刚性连接。所述后缘因此可相对于所述平台移位并可因此补偿例如不同的热膨胀。所述后缘部分（由于其要求低的厚度，其实质上构成叶片装置构件的机械薄弱部分）与由翼型件在平台上的支撑所引起的力隔离。所述后缘部分以平滑且连续的方式从所述剖面主体向外伸出，且在横截面上没有任何突然改变，从而避免切口效应。本领域技术人员将容易理解这如何用来显著减少对于疲劳的易损性。

在另一方面，后缘部分可甚至向外伸出超过平台的下游边缘，使得所述后缘部分的至少一部分位于平台的下游。这继而提供了在涡轮发动机中减少的轴向空间要求的情况下设计平台的能力。

在后缘部分和平台构件之间的界面处可设置间隙。

在本文中所公开的主题的更具体方面中，凹陷缺口可设置在平台的工作流体暴露侧上，并且后缘部分的端部被接收在所述缺口中，使得所述平台和所述后缘部分之间的界面位于所述缺口中。将容易理解，在该方面，向外伸出的后缘部分的端部应理解为在沿着后缘的范围观察时的端部，并且所述端部尤其是面向平台的端部，并且更尤其是面向平台的端部面。通过该布置，设置在所述缺口中的后缘部分和平台共同形成迷宫式密封，其一方面减少工作流体进入在后缘部分中的悬臂和平台之间的界面中，并且另一方面减少或甚至避免从翼型件的压力侧到翼型件的吸入侧通过在后缘部分和平台之间的界面的泄露流动。

泄露间隙越小，则所述密封效果就越有效。在到所述平台的工作流体暴露侧上的平面视图中，所述凹陷缺口的形状因此可在所述视图方向上尤其紧密地遵循或类似后缘部分的横截面方面的形状。在一方面，在后缘部分的侧表面和缺口的侧壁之间设置间隔。本领域技术人员将容易理解平面视图在本上下文中的意义。本领域技术人员将还容易理解，后缘部分的横截面方面在该方面可尤其指的是横穿后缘的范围且尤其垂直于后缘的范围所截取的横截面。

凹陷凹口可设置有封闭外形，但其在其他实施例中可在其下游端部（即，邻近后缘）处是敞开的，并且延伸到平台的下游端部，其中，如将容易理解的，下游指的是针对其设计和设置叶片装置构件的工作流体流动方向。

在某些实施例中，提供装置以将冷却剂供应到平台和后缘部分之间的界面。所述冷却剂可从翼型件内通过合适的管提供。根据其他实施例，冷却剂供应装置被设置、布置并构造成将冷却剂从平台的冷却剂侧提供到平台和后缘部分之间的界面。这两者的组合是可能的。在用冷却剂（尤其是用冷却空气）清洗在后缘部分和平台之间形成的界面时，如果未避免也至少减少了热工作流体进入，并且后缘部分和剖面主体之间的过渡区域（其中，可相应地存在切口效应）尤其得到良好冷却。此外，可引导冷却剂流动，以便提供减少或甚至防止工作流体从翼型件压力侧到翼型件吸入侧通过所述界面的泄露流动的空气动力学密封。

根据本公开的另一方面，翼型件设置在翼型构件上，平台设置在平台构件上，并且翼型构件和平台构件彼此互锁。这允许平台构件和翼型构件由不同材料和/或根据不同工艺制成。例如，叶片装置构件可通过定向凝固工艺获得，同时更有成本效益的工艺和/或材料可用于平台构件。而且，应注意，在由单独构件组装叶片装置构件时，需要具有更均匀横截面的较小单独构件，这有利于加工，诸如例如铸造和涂层。此外，在机加工单独构件时获得更高的柔性，因为工具进入到翼型构件不受平台妨碍，反之亦然。

在某些实施例中，平台构件包括接收件开口并且翼型构件包括设置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一个处的至少一个固定柱，其中，固定柱以配合关系被接收在接收件开口内。平台构件包括设置在接收件开口内的至少一个第一保持件凹槽，并且翼型构件包括设置在固定柱上的至少一个第二保持件凹槽。第一和第二保持件凹槽共同形成保持件腔，并且保持件构件设置在保持件腔内，从而提供翼型构件和平台构件之间的互锁。应理解，在应用所述实施例时，在将保持件构件从保持件腔移除时翼型构件和平台构件可被拆卸。由于可单独地修理和/或更换每个构件，故这允许易于修理磨损的叶片装置构件。

应注意，在某些实施例中，叶片装置构件可在到固定柱的过渡处在横截面上变宽，使得部分平台可以说是由固定柱提供。

保持件构件可尤其在原位制备，尤其通过将液态浇铸浆模制到互锁腔中并且在互锁腔内凝固液态浇铸浆，比如在应用如在US 5,797,725或US 8,257,038中描述的方法时，其分别共同地被称为双铸造和喷射成型。所指出的US专利的相应内容通过引用被包含在本文中。

在该方面，根据本公开的方面，涡轮发动机叶片装置构件包括翼型构件，其中，固定柱从翼型构件剖面主体延伸并且后缘部分从由剖面主体和固定柱共同形成的公共结构向外伸出。应理解，在该方面，固定柱设置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一个处并且从其延伸，并且沿着翼型件的跨度方向延伸。在更具体的实施例中，固定柱至少基本上覆盖剖面主体的横截面方面，留下后缘部分的横截面方面未被覆盖。

因此，公开一种用于涡轮发动机叶片装置构件的翼型构件，其中，翼型构件包括翼型件，所述翼型件包括剖面主体、设置在剖面主体的第一侧处的前缘、以及从剖面主体的第二侧延伸并与前缘相对的后缘部分。至少一个固定柱设置在翼型件末端和翼型件基部中的至少一个处。固定柱至少基本上覆盖剖面主体的横截面方面，留下后缘部分的横截面方面未被覆盖。尤其，固定柱设置和布置并构造成被接收在平台构件的接收件开口内并与其配合。

涡轮发动机叶片装置构件可还设置有在固定柱的指向翼型构件的下游方向的侧面和布置在接收件开口的下游侧处的接收件开口的壁部分之间设置的余隙，每个均相对于翼型件预期用于的并由前缘和后缘的布置限定的流动方向。固定柱、平台构件接收件开口和保持件构件共同形成至少基本上气密地密封的接合处，跨越剖面主体的周向范围，尤其沿着吸入侧、前缘和压力侧延伸。所述余隙形成管，用于将冷却剂从平台的冷却剂侧提供到后缘部分和平台之间的界面。这可实现因为保持件构件被设置为敞开夹部，敞开夹部沿着跨越翼型构件的吸入侧上的固定柱周长的接合处的部分、跨越围绕翼型构件的前缘的固定柱周长的接合处的部分、以及跨越翼型构件的压力侧上的固定柱周长的接合处的部分延伸，同时朝向翼型构件的下游侧敞开。

将容易理解，至少对于旨在用于亚音速流动中的翼型件，如内燃涡轮发动机的膨胀涡轮通常发生的情况那样，翼型构件的吸入侧是翼型构件的下述侧：在该侧上，翼型剖面主体从前缘到后缘部分呈现凸轮廓。同样地，翼型构件的压力侧是翼型构件的下述侧，在该侧上，翼型剖面主体从前缘到后缘部分呈现凹轮廓。本领域技术人员将容易理解翼型构件的相应地翼型件的前缘和后缘，并且继而前缘侧和后缘侧，或上游侧和下游侧。

在本文中所描述的涡轮发动机叶片装置构件的又其他方面中，接收件开口、固定柱以及保持件构件形成气密地密封的接合处，并且设置至少一个冷却剂供应管以允许将冷却剂从平台的冷却剂侧和/或从翼型件内供应到平台和后缘部分之间的界面。在所述情况下，保持件构件可尤其被设置为跨越固定柱的整个周长的封闭周向构件。将变得显而易见的是，在该方面，周长或周向不是指代必然地圆形图形，而是涉及围绕且遵循固定柱的轮廓延伸的线。

回到上面对其作出参考的翼型构件，至少一个保持件凹槽可设置在固定柱上。所述保持件凹槽可以此外以其纵向范围至少基本上完全地沿着固定柱的周向范围延伸。所述保持件凹槽可尤其旨在与设置在接收件开口的内表面上的凹槽共同形成保持件腔，所述内表面设置在平台构件接收件开口内，并且所述保持件凹槽可相应地被设置及布置并构造。保持件腔继而被布置和构造成接收保持件构件。

公开一种用于涡轮发动机叶片装置构件的平台构件，其包括平台，至少一个接收件开口设置在其中并从平台的工作流体暴露侧延伸。所述接收件开口被布置和构造成接收翼型构件的固定柱，如上述指出的。凹陷缺口设置在平台的工作流体暴露侧上。所述凹陷缺口设置成邻近于接收件开口并与其连通，并且被布置和构造成接收设置在翼型构件上的向外伸出的后缘部分的端部。尤其，在到平台工作流体暴露侧上的平面视图中，凹陷缺口可呈现后缘部分的横截面方面的总体形状。如上述指出的，平面视图和引述的横截面视图的意义对本领域技术人员非常清晰。

进一步描述的主题可结合上述主题使用，或可独立于上述特征使用。

在本公开的另一方面中，公开一种涡轮发动机部件，其可以是涡轮发动机叶片装置构件或是任何其他涡轮发动机部件，其中，叶片装置构件由翼型构件和平台构件组装而成。翼型构件包括设置在翼型件的基部和末端中的至少一个处并从其延伸的固定柱。平台构件包括接收件开口，其接收固定柱并与其配合。至少一个第一凹槽设置在接收件开口的内表面处，并且至少一个第二凹槽设置在固定柱上。第一和第二固定凹槽共同地形成保持件腔，在保持件腔中设置保持件构件，从而在平台构件和翼型构件之间提供互锁。保持件构件可尤其已经在原位制成，尤其通过将液态浇铸浆模制到互锁腔中并且在互锁腔内凝固液态浇铸浆。可应用如上述被称为双铸造或喷射成型的方法。在接收件腔内设置倾斜肩部，接收件腔在倾斜肩部处在从热气体暴露侧朝向平台的冷却剂侧的方向上逐渐变细。如将理解的，热气体暴露侧是在其上布置翼型件的侧面，而冷却剂侧被布置成与平台的热气体暴露侧相对。此外，倾斜肩部从第一凹槽朝向热气体侧偏置。对应倾斜肩部安置在固定柱上并与设置在接收件开口内的倾斜肩部配合。配合倾斜肩部相应地从保持件腔朝向平台的热气体侧，或翼型件偏置。通过两个配合肩部，翼型构件和平台构件的相对位置得到良好限定。这两个配合肩部共同地提供密封，所述密封一方面防止液态浇铸浆从在固定柱和接收件开口的内表面之间形成的接合界面泄露，并且另一方面防止热气体穿透固定柱和接收件开口之间的界面朝向保持件构件。

然而，如果固定柱和接收件开口在尺寸上匹配，使得在配合它们时固定柱和接收件开口之间的游隙得以最小化，使得例如所产生的余隙不超过0.35 mm并且尤其在0.05 mm和0.35 mm之间并包括0.05 mm和0.35 mm的范围中，则不需要密封，这是因为由于液态浇铸浆的表面张力，防止液态浇铸浆进入该余隙。此外，在其中形成保持件腔的第一和第二凹槽的过渡区域可被成形为使得各个凹槽结合半径在从0.3 mm并包括0.3 mm到0.5 mm并包括0.5 mm的范围中的余隙。将理解，在维修期间，设置在保持件腔内侧的保持件构件可在实施保留功能时支承在所述过渡边缘上。在提供光滑圆形过渡而不是锐边缘时，保持件构件中的应力和疲劳相当大地被减小并且有效地增加了使用寿命。

在叶片装置构件和平台构件之间可形成间隙，其朝向热气体侧敞开。在一个实施例中，提供用于清洗所述间隙抵抗热气体喷射的冷却剂供应。间隙的深度可高达至10 mm。提供深度在5 mm和10 mm之间的间隙确保保持件构件与平台的热气体暴露侧相距足够距离。这是必要的，因为在操作期间必须不超过凝固的浇铸浆的熔点。

应注意，为了完整起见，上述的任何叶片装置构件均可包括一个或多个翼型件。平台可设置在翼型件的基部处、在翼型件的末端处、或在两者处。

应理解的是上面所公开的特征和实施例可彼此组合。进一步将理解的是在本公开及所要求保护的主题的范围内可构思其他实施例，其对于本领域技术人员是明显和显而易见的。

附图说明

现在将通过在附图中示出的选择的示例性实施例更详细地解释本公开的主题，附图示出

图1是根据本公开的叶片装置构件的第一示例性实施例的示意图；

图2是沿着线A-A的图1的实施例的截面；

图3是已组装的叶片装置构件的翼型构件的视图；

图4是根据按照本公开的另外的实施例的翼型构件和平台构件的组件的简化视图，其中，平台构件被切开以能够显现在翼型构件的接收件腔内保持件构件和翼型构件固定柱的内部布置；

图5是沿着图4中的线B-B截取的截面；

图6是根据按照本公开的又一另外的实施例的翼型构件和平台构件的组件的简化视图，其中，平台构件被切开以能够显现在翼型构件的接收件腔内保持件构件和翼型构件固定柱的内部布置；

图7是沿着图6中的线C-C截取的截面；

图8是设置成接收用于使翼型构件和保持件构件互锁的保持件构件的保持件腔的截面视图；

图9是翼型构件的配合固定柱和平台构件的接收件开口的具体实施例的截面视图；

图10是叶片装置构件的另外的示例性实施例的部分截面视图；

图11是图10的叶片装置构件的平面截面图。

应理解的是附图是高度示意性的，并且为了易于理解和描绘可能已省略对于教导目的不需要的细节。进一步应理解的是附图仅示出选择的、说明性实施例，并且未示出的实施例可仍然也很好地在本文中所公开的和/或所要求保护的主题的范围内。

具体实施方式

图1示出如本文中所描述的涡轮发动机叶片装置构件1的总体侧视图。叶片装置构件1包括翼型件2和安置在翼型件2的基部处的平台31。翼型件2包括前缘21和后缘22。因此，热工作流体流动4预期沿着翼型件2从前缘21到后缘22并且沿着平台的工作流体暴露表面32流动。通常，在平台的冷却剂侧33处设置附接特征34以便将叶片装置构件1附接到转子或定子。附接特征仅以示意性描绘被示出，并且是本领域技术人员众所周知的特征。通常，在发动机的运行期间，在平台31处的冷却剂侧33上提供冷却剂。所述冷却剂可以以自身已知的方式用于冷却平台，但如本领域技术人员众所周知的那样还可被引导到翼型件的内部，并且可从那通过设置在翼型件中的开口排出。翼型件在剖面主体23处连接到平台，同时在后缘部分24处从剖面主体23向外伸出并且设置成没有连接到平台31。在翼型件的后缘部分24和平台之间形成间隙11。合适装置（诸如冷却剂通道）可设置在平台中以允许来自平台下方的冷却剂的流动5清洗间隙11并且防止热气体进入间隙。

图2描绘沿着图1中的线A-A的切口。翼型件2包括压力侧25和吸入侧26，每个均从前缘21延伸到后缘22。剖面主体23提供剖面厚度。后缘部分24从剖面主体23向外伸出。仅用于参考，示出冷却剂管27的简化示例，来自平台下方的冷却剂通过冷却剂管27可进入翼型件，并且可以以自身已知的方式用于冷却翼型件并且可例如通过设置在前缘处、在后缘处、在吸入侧处和/或在压力侧处的合适开口被排出。工作流体流动预期围绕翼型件2流动，如在4处指示的。

本领域中已知的是提供叶片装置构件，其由至少一个翼型构件和至少一个平台构件组装而成。提供单独的翼型件和平台构件的某些益处已在上面指出。例如从US 5,797,725已知的是提供具有接收件开口的平台构件，叶片装置构件的固定柱被接收在接收件开口中。在固定柱上和在接收件开口的内表面上形成的相应凹槽共同形成保持件腔，液态浇铸浆在其中模制并且随后凝固，从而在保持件腔内原位制备保持件构件。图3描绘可结合本文中所公开的叶片装置构件使用的翼型构件的部分视图。翼型构件6包括翼型件2和固定柱61。固定柱61包括设置在其外表面上的凹槽62。固定柱61预期被接收在于平台构件中形成的接收件开口中并且与其配合。凹槽62旨在被放置成符合设置在平台构件的接收件开口的内表面上的对应凹槽，并且与在平台构件中形成的所述凹槽共同地形成保持件腔。随后，液态浇铸浆可被模制到共同形成的保持件腔中并且在保持件腔内凝固，从而提供翼型构件和平台构件之间的互锁。尤其，这样的连接将提供翼型构件和平台构件之间的接合处的至少基本上气密的密封。

图4描绘根据按照本公开的另外的实施例的翼型构件和平台构件的组件的简化视图，其中，平台构件被切开以显现在平台构件30的接收件腔36内翼型构件固定柱61和接收件构件40的内部布置。图5示出图4的截面B-B的更简化且示意性的视图。平台构件30包括工作流体暴露表面32和冷却剂侧表面33。其此外包括接收件开口36，翼型构件6的固定柱61被接收在接收件开口36中。如上面结合图3所指出的，翼型构件6还包括翼型件2，翼型件2继而包括前缘21和后缘22。以上面指出的方式，翼型件2包括翼型剖面主体23和从其向外伸出的后缘部分24。前缘21设置在翼型剖面主体23上。后缘22设置在后缘部分24上。不言而喻的是，翼型剖面主体23、翼型后缘部分24以及固定柱61被设置为单件翼型构件6。设置在固定柱上的凹槽62和设置在接收件开口36的内表面上的凹槽35共同形成接收件腔，在接收件腔中设置接收件构件40。如所见的，在接收件开口36的内壁和固定柱61的外表面之间形成余隙51，其宽度通常在毫米的十分之几的范围内。如结合图5所见的，保持件构件40在翼型构件的压力侧25上围绕固定柱61的周长、围绕前缘、以及沿着翼型构件的吸入侧26延伸，从而提供在固定柱和接收件开口之间的接合处的至少基本上气密性密封，同时在后缘或下游侧上敞开。结合图5应注意，虽然对本领域技术人员明显的是，尽管为了更容易示意性描绘的目的，将固定柱61示出为实心主体，但对本领域技术人员不言而喻的是通常将冷却剂管设置在其中。由于保持件构件40在后缘或下游侧上敞开，所以余隙51充当设置在接收件开口36的内壁和固定柱61之间的冷却剂供应余隙，从而提供平台的冷却剂侧33和间隙11之间的流体连接，间隙11形成在翼型件2的向外伸出的后缘部分24和平台的热气体暴露侧32之间。冷却剂流动5因此通过供应余隙51被提供到间隙11，并且避免热工作流体进入间隙11中。

图6描绘翼型构件6和平台构件30的另外的示例性实施例的组件的简化视图，其中，平台构件被切开以显现在平台构件30的接收件腔36内翼型构件固定柱61和接收件构件40的内部布置。图7示出图6的截面C-C的更简化且示意性的视图。平台构件30包括工作流体暴露表面32和冷却剂侧表面33。其此外包括接收件开口36，翼型构件6的固定柱61被布置在接收件开口36中。如上面结合图3所指出的，翼型构件6还包括翼型件2，翼型件2继而包括前缘21和后缘22。以上面指出的方式，翼型件2包括翼型剖面主体23和从其向外伸出的后缘部分24。前缘21设置在翼型剖面主体23上。后缘22设置在后缘部分24上。以在图3中所示的方式设置在固定柱上的凹槽和设置在接收件开口36的内表面上的凹槽共同形成接收件腔，在接收件腔中设置接收件构件40。由于保持件构件40填充整个保持件腔，故两个凹槽都不可见，但根据图3和图4凹槽对本领域技术人员将是明显的。如所见的，在接收件开口36的内壁和固定柱61的外表面之间形成余隙，其宽度通常在毫米的十分之几的范围内。如结合图7所见的，保持件构件40在翼型构件的压力侧25上围绕固定柱61的整个周长、围绕前缘侧、以及沿着翼型构件的吸入侧26延伸，并且朝向后缘或在下游侧上是封闭的，从而提供固定柱和接收件开口之间的接合处的至少基本上气密性密封。结合图7应注意，虽然对本领域技术人员明显的是，尽管为了更容易示意性描绘的目的，将固定柱61示出为实心主体，但对本领域技术人员不言而喻的是通常将冷却剂管设置在其中。由于保持件构件40在后缘或下游侧上封闭，并且因此提供了固定柱和接收件腔之间的接合处的完整密封，所以平台构件30包括冷却剂供应装置52，其设置成使得冷却剂流动5能够到间隙11（在翼型件2的向外伸出的后缘部分24和平台热气体暴露侧32之间形成），从而清洗间隙11并且减少或甚至避免热工作流体进入间隙11中。

后缘部分的向外伸出的距离由空间要求和工作寿命考虑确定。如在图4到图7中所见的，形成在向外伸出的后缘部分之间的间隙可利用冷却剂进行清洗以减少或甚至防止热工作流体进入并且继而防止过热。可设置用于提供清洗流体流动的装置，因为保持件构件被设置为敞开夹部，其相应地朝向后缘或在下游侧上敞开，和/或设置冷却剂供应装置（例如冷却孔），其允许冷却剂从平台的冷却剂侧流到在向外伸出的后缘部分和平台的热工作流体流动暴露表面之间形成的间隙。

在本公开的另一方面，图8描绘通过保持件腔的截面视图，该保持件腔由设置在平台构件30中的凹槽35和设置在翼型构件的固定柱61上的凹槽62构成。在翼型构件固定柱和平台构件之间设置余隙。平台构件30的接收件开口的内壁和邻近保持件腔的固定柱61之间的余隙宽度b和c选择成在0.08 mm和0.32 mm之间的范围内。在提供所述具体范围内的余隙宽度的情况下，在通过模制液态浇铸浆在保持件腔内侧制备保持件构件期间不要求所述余隙的密封。尤其，液态浇铸浆的表面张力可避免液态浇铸浆通过该余隙泄露。此外，在构件表面和凹槽之间的过渡处的半径r和R可选择成在等于或大于0.3 mm，并小于或等于0.5 mm的范围内。

在本公开的又另一方面中，图9描绘一实施例，其中，翼型构件6和平台构件30相互支承在逐渐变细的支承部分41上并且通过保持件构件40互锁，该支承部分41由设置在翼型构件6和平台构件30上的两个对应的倾斜表面提供。间隙42在叶片装置构件和平台构件之间形成，其朝向平台的工作流体暴露侧32敞开。在操作期间不得超过构成保持件部件40的凝固的浇铸浆的熔点。在一个实施例中，可设置用于清洗所述间隙抵抗热气体进入的冷却剂供应。间隙的深度t可高达至10 mm。设置深度t在5 mm和10 mm之间的间隙确保保持件构件与平台的热工作流体暴露侧32相距足够距离。这使得能够减少或甚至省略间隙42的冷却剂清洗，同时在操作期间避免保持件构件40的过度加热。

参考图10和图11，示出本文中所描述的涡轮发动机叶片装置构件的另外的示例性实施例。图11示出沿着图10的线D-D的截面视图，而图10示出沿着图11的线E-E的截面视图。参考图10，在翼型件2中设置冷却剂管27。定位成邻近前缘21的上游冷却剂管延伸通过固定柱61并到翼型件2中。来自平台下方的冷却剂可被引导通过所述冷却剂管到翼型件中。以未示出但对于本领域技术人员来说完全已知的方式，冷却剂可通过设置在翼型件中的冷却剂孔排出。以对于本领域技术人员另外已知的方式，未被排出的冷却剂可在翼型件末端处回转流动方向并被引导到位于后缘处的下游冷却通道，并且通过设置在后缘处的冷却剂狭槽排出。其他冷却方案和设置在翼型件2内的其他冷却特征对于本领域技术人员是熟悉的。凹陷缺口37设置在平台上。向外伸出的后缘24的端部位于凹部37内，并且在凹陷缺口内与平台形成间隙11。如在图11（其描绘到平台31的工作流体暴露侧32的平面视图）的视图中变得显而易见的，凹部37紧密遵循或类似后缘部分的横截面方面的大体形状。参考图10，冷却剂供应孔52设置在后缘部分24的端部处，并充当冷却剂供应装置以供应冷却剂和清洗流动5到在后缘部分和平台之间的界面间隙11。

尽管在该示例性实施例中凹陷缺口被示出为设置在平台构件上，但翼型构件的根部部分可成形为包括所述凹陷缺口，其中，向外伸出的后缘的端部定位在其中。在其他情况下，翼型件和平台可被设置为整体构件，其中，向外伸出的后缘的端部设置在凹陷缺口中。此外，尽管在该示例性实施例中凹陷缺口设置有封闭外形，但其在其他实施例中可在其下游端部（即，邻近后缘）处是敞开的，并且延伸到平台的下游端部。如将容易理解的，下游指的是针对其设计和设置叶片装置构件的工作流体流动方向。

尽管已通过示例性实施例解释了本公开的主题，但应理解这些不意欲以任何方式限制所要求保护的发明的范围。将理解的是权利要求涵盖本文中未明确示出或公开的实施例，并且权利要求仍将涵盖偏离在实施本公开的教导的示例性模式中所公开的那些的实施例。

参考数字清单

1 叶片装置构件

2 翼型件

4 工作流体流动

5 冷却剂流动

6 翼型构件

11 后缘部分和平台之间的间隙

21 前缘

22 后缘

23 翼型件的剖面主体

24 翼型件的后缘部分

25 翼型件的压力侧

26 翼型件的吸入侧

27 冷却剂管

30 平台构件

31 平台

32 平台的工作流体暴露表面

33 平台的冷却剂侧

34 平台附接特征

35 设置在平台构件接收件腔的内表面上的保持件凹槽

36 设置在平台构件中的接收件开口

37 凹陷缺口

40 保持件构件

41 逐渐变细的支承部分

42 间隙

51 冷却剂供应装置、冷却剂供应余隙、冷却剂供应管

52 冷却剂供应装置、冷却剂供应孔、冷却剂供应管

61 固定柱

62 设置在固定柱上的保持件凹槽

b 余隙宽度

c 余隙宽度

r 半径

t 间隙深度

R 半径

Claims (14)

1.一种涡轮发动机叶片装置构件（1），所述叶片装置构件包括至少一个翼型件（2）和设置在所述翼型件（2）的基部和末端中的至少一个处的至少一个平台（31），所述翼型件（2）包括剖面主体（23）、设置在所述剖面主体（23）的第一侧处的前缘（21）、以及从所述剖面主体（23）的第二侧延伸并与所述前缘（21）相对的后缘部分（24），其中，所述剖面主体（23）被连接到所述至少一个平台（31），其特征在于，所述后缘部分（24）从所述剖面主体（23）向外伸出并且没有连接到所述平台（31）的情况下被设置，其中凹陷缺口（37）设置在所述平台（31）的工作流体暴露侧（32）上并且所述后缘部分（24）的端部被接收在所述缺口（37）中，使得所述平台（31）和所述后缘部分（24）之间的界面位于所述缺口（37）中。

2.根据权利要求1所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，在到所述平台（31）的所述工作流体暴露侧（32）上的平面视图中所述缺口（37）的形状在所述视图方向上遵循所述后缘部分（24）的横截面方面的形状。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其中，装置（51、52）被设置以将冷却剂（5）供应到所述平台（31）和所述后缘部分（24）之间的所述界面。

4.根据权利要求3所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述冷却剂供应装置（51、52）被设置、布置并构造成将冷却剂（5）从所述平台（31）的冷却剂侧（33）和所述翼型件（2）的内部中的至少一个提供到所述平台（31）和所述后缘部分（24）之间的所述界面。

5.根据权利要求1或2所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述翼型件（2）被设置在翼型构件（6）上，所述平台（31）被设置在平台构件（30）上，并且所述翼型构件（6）和所述平台构件（30）彼此互锁。

6.根据权利要求5所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述平台构件（30）包括接收件开口（36）并且所述翼型构件（6）包括设置在所述翼型件基部和所述翼型件末端中的至少一个处的至少一个固定柱（61），其中，所述固定柱（61）被接收在所述接收件开口（36）内，所述平台构件（30）包括设置在所述接收件开口（36）内的至少一个第一保持件凹槽（35），所述翼型构件（6）包括设置在所述固定柱（61）上的至少一个第二保持件凹槽（62），第一和第二保持件凹槽（35、62）共同形成保持件腔，并且其中，保持件构件（40）被设置在所述保持件腔内，从而提供所述翼型构件（6）和所述平台构件（30）之间的互锁。

7.根据权利要求6所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述固定柱（61）从所述翼型剖面主体（23）延伸并且所述后缘部分（24）从由所述剖面主体（23）和所述固定柱（61）共同形成的公共结构向外伸出。

8.根据权利要求7所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其中，所述固定柱（61）至少基本上覆盖所述剖面主体（23）的横截面方面，留下所述后缘部分（24）的横截面方面未被覆盖。

9.根据权利要求6所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，在所述固定柱（61）的指向所述翼型构件（6）的下游方向的侧面和布置在所述接收件开口（36）的下游侧处的所述接收件开口（36）的壁部分之间设置余隙（51），所述下游方向指的是翼型件预期用于的流动方向，从而提供供应管以将冷却剂（5）从所述平台（31）的冷却剂侧（33）提供到所述后缘部分（24）和所述平台（31）之间的界面，同时所述固定柱（61）、所述平台构件接收件开口（36）和所述保持件构件（40）共同形成至少基本上气密地密封的接合处，所述接合处跨越朝向所述后缘敞开的所述剖面主体（23）的周向范围。

10.根据权利要求9所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述保持件构件（40）被设置为敞开夹部，所述敞开夹部沿着跨越在所述翼型构件（6）的吸入侧（26）上的所述固定柱周长的接合处的部分、跨越围绕所述翼型构件（6）的所述前缘（21）的所述固定柱周长的接合处的部分、以及跨越在所述翼型构件的压力侧（25）上的所述固定柱周长的接合处的部分延伸，同时朝向所述翼型构件（6）的后缘（22）敞开。

11.根据权利要求6所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述接收件开口（36）、所述固定柱（61）以及所述保持件构件（40）形成气密地密封的接合处，并且至少一个冷却剂供应管（52）被设置以允许将冷却剂（5）从所述平台（31）的冷却剂侧（33）和所述翼型件（2）的内部中的至少一个供应到所述平台（31）和所述后缘部分（24）之间的界面。

12.根据权利要求11所述的涡轮发动机叶片装置构件（1），其特征在于，所述保持件构件（40）被设置为跨越所述固定柱（61）的整个周长的封闭周向构件。

13.一种用于如权利要求1-12的任一项所述的涡轮发动机叶片装置构件（1）的翼型构件（6），所述翼型构件（6）包括翼型件（2），所述翼型件（2）包括剖面主体（23）、设置在所述剖面主体（23）的第一侧处的前缘（21）、以及从所述剖面主体（23）的第二侧延伸并与所述前缘（21）相对的后缘部分（24），至少一个固定柱（61）被设置在翼型件（2）末端和翼型件（2）基部中的至少一个处，其特征在于，所述固定柱（61）至少基本上覆盖所述剖面主体（23）的横截面方面，留下所述后缘部分（24）的横截面方面未被覆盖。

14.一种用于如权利要求1-12的任一项所述的涡轮发动机叶片装置构件（1）的平台构件（30），其包括平台（31），所述平台构件（30）包括至少一个接收件开口（36），所述至少一个接收件开口（36）设置在所述平台构件中并且从所述平台（31）的工作流体暴露侧（32）延伸并且被布置和构造成接收翼型构件（6）的固定柱（61），凹陷缺口被设置在所述平台（31）的所述工作流体暴露侧（32）上，所述凹陷缺口被设置成邻近于所述接收件开口（36）并与其连通并且被布置和构造成接收设置在翼型构件上的向外伸出的后缘部分（24）的端部，其中，在到所述平台（31）工作流体暴露侧（32）上的平面视图中，所述凹陷缺口呈现后缘部分（24）的横截面方面的总体形状。

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