CN108026774B - 涡轮叶片中的冷却布置 - Google Patents

Abstract

一种用于燃气涡轮(10)的涡轮(12)的转子叶片包括翼型件(25)。翼型件(25)可具有前缘(28)、后缘(29)、外侧(31)和内侧端，内侧端附接到构造成将转子叶片联接到转子盘的根部(21)上。翼型件(25)可具有冷却构造，其包括用于穿过翼型件(25)接收和引导冷却剂的长形冷却通道(33)。转子叶片还可包括：连接到翼型件(25)上的末梢护罩(55)；穿过与冷却通道流体连通的末梢护罩(55)的外侧面(60)形成的出口端口(37)；以及形成在末梢护罩(55)的外侧表面(60)上的流引导结构。流引导结构可关于出口端口(37)定位，且构造成引导从出口端口(37)排放的冷却剂流。转子叶片可用于降低局部末梢护罩温度，以及通过减少将构件保持在期望温度水平所需的冷却剂供应来改进级空气动力效率。

Description

涡轮叶片中的冷却布置

技术领域

本申请涉及燃气涡轮发动机中的叶片的内部冷却通道和构造。更具体而言，但不通过限制方式，本申请涉及在涡轮转子叶片的外径向末梢附近形成的内部冷却通道和构造。

背景技术

将认识到的是，燃烧或燃气涡轮发动机("燃气涡轮")包括压缩机、燃烧器和涡轮。压缩机和涡轮区段大体上包括沿轴向按级堆叠的成排的叶片。各级均包括固定的成排的沿周向间隔开的定子叶片，以及围绕中心涡轮轴线或轴旋转的成排的转子叶片。在操作中，大体上，压缩机转子叶片围绕轴旋转，且与定子叶片一齐作用来压缩空气流。压缩空气供应然后用于燃烧器中来燃烧供应燃料。来自燃烧的所得的热膨胀气流(即，工作流体)膨胀穿过发动机的涡轮区段。工作流体流过涡轮引起转子叶片旋转。转子叶片连接到中心轴上，使得转子叶片的旋转使轴旋转。以此方式，包含在燃料中的能量转变成旋转轴的机械能，其例如可用于使压缩机的转子叶片旋转，使得产生用于燃烧所需的压缩空气供应，且旋转发电机的线圈，使得生成电功率。在操作期间，由于热气体路径的极端温度、工作流体的速度、以及发动机的转速，涡轮内的叶片变得由于极端机械和热负载而受到较高应力。

对于能源的日益增长的需求使得更高效的燃气涡轮的设计是一直且显著的目标。尽管用于提高燃气涡轮的效率的若干策略是已知的，但其仍是挑战性的目标，因为例如包括增大发动机大小、提高穿过热气体路径的温度和提高转子叶片的转速的此类备选方案大体上对已经受到较高应力的部分施加额外的应变。结果，减小置于涡轮叶片上的操作应力且允许涡轮叶片更好经得起这些应力或更高效操作的改进的设备、方法和/或系统有很大需求。

缓解叶片上的热应力的一个策略是通过在操作期间主动地冷却它们。例如，此类冷却可允许叶片经得起较高燃烧温度，经得起高操作温度下的较大机械应力，和/或延长叶片的零件寿命，它们所有都可允许燃气涡轮在其操作中成本效益更划算且高效。在操作期间冷却叶片的一种方式是通过使用内部冷却通路、通道或回路。大体上，这涉及传递相对较冷的压缩空气供应，这可由燃气涡轮的压缩机经由叶片内的内部冷却通道供应。出于许多原因，如将认识到的那样，这些内部冷却通道构造的设计和制造需要较大关注。首先，冷却空气的使用是有成本的。即，从压缩机转移至发动机的涡轮区段来用于冷却的空气绕过燃烧器，且因此降低发动机的效率。其次，较新的更积极的成形空气动力叶片构造较薄且更弯曲或扭曲，这需要冷却通道更好表现，同时具有紧凑设计。第三，为了减小机械负载，冷却通道可形成为从叶片除去不需要的重量；然而，叶片将必须保持较强以经得起极端的机械负载。因此，冷却通道必须设计成使得涡轮叶片是轻量的，但仍很稳健，同时还限制应力集中和/或有效冷却此类集中不可避免的那些区域。第四，冷却构造可构造成使得流出叶片的冷却剂加强高效冷却。具体而言，由于从冷却通道流出的冷却剂干扰穿过气体通路的流，它引起空气动力损耗。此外，其一旦释放(即，在叶片的外表面上)，则冷却剂释放的方式可影响冷却效果。因此，释放冷却剂以便空气动力损耗最小化同时冷却高效性提高的冷却构造是期望的。因此，以促进结构稳健性、构件寿命和冷却剂高效使用的方式满足这些若干竞争性标准的冷却构造是商业上需要的。

发明内容

因此，本申请描述了一种用于燃气涡轮的涡轮区段的转子叶片。转子叶片可具有翼型件，其包括前缘、后缘、外侧末梢和内侧端。在内侧端处，翼型件可附接到根部上，根部构造成用于将涡轮叶片联接到转子盘上。翼型件可具有内部冷却构造，其包括用于穿过翼型件接收和引导冷却剂的长形冷却通道。转子叶片还可包括：连接到翼型件的外侧末梢上的末梢护罩；穿过与冷却通道流体连通的末梢护罩的外侧面限定的出口端口；以及形成在末梢护罩的外侧表面上的流引导结构。流引导结构可关于出口端口定位，且构造成引导从出口端口排放的冷却剂。

本发明的这些及其他特征将在结合附图和所附权利要求时查阅优选实施例的以下详细描述时变得更加清楚。

附图说明

通过连同附图仔细研究本发明的示例性实施例的以下更详细的描述，将更完整地理解和认识到本发明的这些和其他特征，在附图中：

图1为可在其中使用根据本申请的实施例的叶片的示例性燃气涡轮的示意表达；

图2为图1的燃气涡轮的压缩机区段的截面视图；

图3为图1的燃气涡轮的涡轮区段的截面视图；

图4为可在其中使用本发明的实施例的示例性涡轮转子叶片的侧视图；

图5为沿图4的视线5-5的截面视图；

图6为沿图4的视线6-6的截面视图；

图7为沿图4的视线7-7的截面视图；

图8为包括末梢护罩的示例性涡轮转子叶片的透视图；

图9为图8的末梢护罩的透视局部放大视图；

图10为带末梢护罩的涡轮转子叶片的安装布置的顶视图；

图11为根据本发明的某些方面的包括冷却构造的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图12为沿图11的视线12-12的截面透视图；

图13为根据本发明的备选方面的包括冷却构造的带末梢护罩的涡轮转子叶片的截面透视图；

图14为根据本发明的备选实施例的包括冷却构造的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图15为沿图14的视线15-15的截面透视图；

图16为包括根据本发明的备选实施例构造的末梢护罩的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图17为图16的带末梢护罩的涡轮转子叶片的透视图；

图18为包括根据本发明的备选实施例构造的末梢护罩的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图19为图18的带末梢护罩的涡轮转子叶片的透视图；

图20为包括根据本发明的备选实施例构造的末梢护罩的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图21为图20的带末梢护罩的涡轮转子叶片的透视图；

图22为包括根据本发明的备选实施例构造的末梢护罩的带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图；

图23为图22的带末梢护罩的涡轮转子叶片的透视图；以及

图24为包括根据本发明的备选实施例构造的末梢护罩的带末梢护罩的涡轮转子叶片的透视图。

具体实施方式

本发明的方面和优点在以下描述中提出，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明而学习到。现在将详细参照本发明的实施例，实施例的一个或多个示例在附图中示出。该详细描述使用了数字标号来表示附图中的特征。附图中相似或类似的标号可用于表示本发明的实施例的相似或类似的部分。如将认识到的那样，各个示例均通过阐释本发明而非限制本发明的方式提供。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在本发明中进行改型和变型，而不会脱离其范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例上以产生又一个实施例。因此，期望本发明覆盖归入所附权利要求和其等同物的范围内的此类改型和变型。将理解的是，本文提出的范围和限制包括位于规定限制内的所有子范围，包括限制自身，除非另外规定。此外，某些用语选择成描述本发明及其构件子系统和部分。在可能的情况下，这些用语基于技术领域中常用用语来选择。另外，将认识到是的，此用语通常存在不同的理解。例如，本文中可提到为单个构件的用语可在别处参照成由多个构件构成，或本文中可参照成包括多个构件的用语可在别处提到为单个构件。在本发明的范围的理解中，应当不仅注意使用的特定用语，而且注意所附描述和上下文，以及参照和描述的构件的结构、构造、功能和/或使用，包括用语涉及若干图以及当然所附权利要求中的用语的准确使用的方式。此外，尽管以下示例关于某些类型的燃气涡轮或涡轮发动机提出，但本发明的技术还可适用于其他类型的涡轮发动机，如相关技术领域中的普通技术人员将理解到的那样。

给定燃气涡轮操作的性质，若干描述性用语可在本申请各处使用来阐释发动机和/或包括在其中的若干子系统或构件的功能，且可证明有益的是在本区段开始处限定这些用语。因此，这些用语及其限定如下(除非另外规定)。用语"前"和"后"或"后方"在无进一步具体化的情况下是指关于燃气涡轮的定向的方向。即，"前"是指发动机的前端或压缩机端，且"后"或"后方"是指发动机的后端或涡轮端。将认识到的是，这些用语中的各个可用于指出发动机内的移动或相对位置。用语"下游"和"上游"用于指出关于移动穿过其的大体流方向的特定导管内的位置。(将认识到的是，这些用语参照正常操作期间关于预计流的方向，这应当对于本领域的普通技术人员是显而易见的。)用语"下游"是指流体流过特定导管的方向，而"上游"是指与之相反的方向。因此，例如，在空气移动穿过压缩机时开始且然后在燃烧器内和外变为燃烧气体的穿过燃气涡轮的主工作流体流可描述为在上游位置处朝压缩机的上游或前端开始，且在下游位置处朝涡轮的下游或后端终止。如下文更详细所述，关于描述普通类型的燃烧器内的流方向，将认识到的是，压缩机排放空气通常经由冲击端口进入燃烧器，冲击端口朝燃烧器的后端集中(关于燃烧器纵向轴线和限定前/后差别的前述压缩机/涡轮定位)。一旦在燃烧器中，则压缩空气由围绕内室形成的流环带朝燃烧器的前端引导，在那里，空气流进入内室，且使其流方向反向，朝燃烧器的后端行进。在又一语境下，穿过冷却通道或通路的冷却剂流可以以相同方式处理。

此外，用语"转子叶片"在无进一步具体化的情况下表示压缩机或涡轮的旋转叶片，其包括压缩机转子叶片和涡轮转子叶片两者。用语"定子叶片"在无进一步具体化的情况下是指压缩机或涡轮的静止叶片，其包括压缩机定子叶片和涡轮定子叶片两者。用语"叶片"将在本文中用于表示任一类型的叶片。因此，在无进一步具体化的情况下，用语"叶片"包括所有类型的涡轮发动机叶片，包括压缩机转子叶片、压缩机定子叶片、涡轮转子叶片和涡轮定子叶片。

最后，给定围绕中心公共轴线的压缩机和涡轮的构造，以及许多燃烧器类型共有的柱状构造，本文中可使用描述关于轴线的位置的用语。在此方面，将认识到的是，用语"径向"是指垂直于轴线的移动或位置。与此相关的是，可能需要其描述离中心轴线的相对距离。在此情况下，例如，如果第一构件位于比第二构件较接近中心轴线，则第一构件将描述为第二构件的"径向内侧"或"内侧"。另一方面，如果第一构件位于比第二构件较远离中心轴线，则第一构件将在本文中描述为第二构件的"径向外侧"或"外侧"。此外，如将认识到的那样，用语"轴向"是指平行于轴线的移动或位置。最终，用语"周向"是指围绕轴线的移动或位置。如所述，尽管这些用语可关于延伸穿过发动机的压缩机和涡轮区段的公共中心轴线应用，但这些用语还可关于发动机的其他构件或子系统使用。

通过背景，现在参照图，图1至3示出了示例性燃气涡轮，其中可使用本申请的实施例。本领域的技术人员将理解的是，本发明不限于此类使用。如所述，本发明可用于燃气涡轮，如用于发电和飞机的发动机、蒸汽涡轮发动机和其他类型的旋转发动机。提供的示例不意在限于涡轮发动机的类型。图1为燃气涡轮10的示意表达。大体上，燃气涡轮通过从压缩空气流中的燃料燃烧产生的加压热气流获得的能量操作。如图1中所示，燃气涡轮10可构造有轴向压缩机11，其由公共轴或转子机械地联接到下游的涡轮区段或涡轮12上，以及定位在压缩机11与涡轮12之间的燃烧器13。如图1中所示，燃气涡轮10可围绕公共中心轴线形成。

图2示出了可用于图1的燃气涡轮10中的示例性多级轴向压缩机11的视图。如图所示，压缩机11可包括多个级。各个级均可包括成排的压缩机转子叶片14，后接成排的压缩机定子叶片15。因此，第一级可包括围绕中心轴旋转的成排的压缩机转子叶片14，后接在操作期间保持静止的成排的压缩机定子叶片15。图3示出了可用于图1的燃气涡轮的示例性涡轮区段或涡轮12的局部视图。涡轮12可包括多个级。示出了三个示例性级，但更多或更少级可存在于涡轮12中。第一级包括在操作期间围绕轴旋转的多个涡轮轮叶或涡轮转子叶片16，以及在操作期间保持静止的多个喷嘴或涡轮定子叶片17。涡轮定子叶片17大体上沿周向与彼此间隔开，且围绕旋转轴线固定。涡轮转子叶片16可安装在涡轮叶轮(未示出)上来围绕轴(未示出)旋转。还示出了涡轮12的第二级。第二级类似地包括多个沿周向间隔开的涡轮定子叶片17，后接多个沿周向间隔开的涡轮转子叶片16，其也安装在涡轮叶轮上来旋转。还示出了第三级，且第三级类似地包括多个涡轮定子叶片17和转子叶片16。将认识到的是，涡轮定子叶片17和涡轮转子叶片16位于涡轮12的热气体路径中。穿过热气体路径的热气体的流方向由箭头指出。如本领域的普通技术人员将认识到的那样，涡轮12可具有比图3中所示的那些更多或一些情况下更少的级。各个额外的级均可包括成排的涡轮定子叶片17，后接成排的涡轮转子叶片16。

在一个操作示例中，压缩机转子叶片14在轴向压缩机11内的旋转可压缩空气流。在燃烧器13中，在压缩空气与燃料混合且点燃时可释放能量。可称为工作流体的来自燃烧器13的所得的热气流然后在涡轮转子叶片16上引导，工作流体流引起转子叶片16围绕轴旋转。因此，工作流体流的能量转变成旋转叶片和旋转轴(由于转子叶片与轴之间的连接)的机械能。轴的机械能然后可用于驱动压缩机转子叶片14的旋转，使得产生所需的压缩空气供应，且例如还使发电机发电。

为了背景的目的，图4至7提供了可实践本发明的方面的涡轮转子叶片16的视图。如将认识到的那样，这些图连同图8至10提供成示出转子叶片的普通构造和影响内部冷却布置的几何约束。如图所示，转子叶片16包括转子叶片16可附接到转子盘上的根部21。例如，根部21可包括构造成安装在转子盘的外周中的对应燕尾槽中的燕尾部22。根部21还可包括柄23，其在燕尾部22与平台24之间延伸。如图所示，平台24设置在翼型件25与根部21的接合处，且可构造成限定穿过涡轮12的流路的内侧边界的一部分。将认识到的是，翼型件25是转子叶片16的有效构件，其摄取穿过涡轮12的工作流体流，且引起转子盘旋转。尽管该示例的叶片是转子叶片16，但将认识到的是，除非另外指出，否则本发明还可应用于燃气涡轮10内的其他类型的叶片，包括定子叶片17。将看到的是，转子叶片的翼型件25包括分别在相对的前缘28与后缘29之间沿轴向延伸的凹入的压力侧面26和沿周向或沿侧向相对的凸出的吸力侧面27。侧面26和27还沿径向方向从平台24延伸至翼型件25的外侧末梢31。

翼型件25可包括在内侧端(即，翼型件25从平台24沿径向延伸之处)与外侧末梢31之间延伸的弯曲或定轮廓形状。如图4和5中所示，翼型件25可在其从平台24延伸至外侧末梢31时逐渐渐缩。渐缩可包括如图4中所示的使翼型件25的前缘28与后缘29之间的距离变窄的轴向渐缩，以及如图5中所示的减小吸力侧面26与压力侧面27之间限定的翼型件25的厚度的周向渐缩。如图6和7中所示，翼型件25的定轮廓形状还可包括在其关于燃气涡轮的中心轴线沿径向方向延伸时围绕纵向轴线扭转。扭转通常构造成在内侧端与外侧末梢31之间逐渐地改变翼型件25的交错角。还如图所示，在翼型件25内，一个或多个冷却通道33可从与穿过转子叶片16的根部21形成的冷却剂进料口35的连接沿径向向外延伸。在冷却通道33的另一端处，出口端口37可形成为在其行进穿过转子叶片16之后排放冷却剂。冷却通道33可为线性、弯曲的或它们的组合。

图8至10示出了具有末梢护罩55的涡轮转子叶片16，其中可使用本发明的方面。如将认识到的那样，图8为包括末梢护罩55的示例性涡轮转子叶片16的透视图。图9为图8的末梢护罩55的局部放大视图，而图10为此带末梢护罩的涡轮转子叶片16的示例性安装布置的顶视图。如图所示，末梢护罩55可定位在翼型件25的外侧末梢31处。末梢护罩55可包括沿轴向和沿周向延伸的平坦板或大致平坦的板，其朝其中心由翼型件25支撑。如图所示，末梢护罩55可描述为包括外侧表面60、内侧表面61，以及连接外侧表面60和内侧表面61的周缘或边缘63。根据某些实施例，密封轨道57沿末梢护罩55的顶部定位。大体上，如图所示，密封轨道57为翅片状突起，其从末梢护罩55的外侧表面60沿径向向外延伸。密封轨道57可沿转子叶片16旋转的方向或"旋转方向"在末梢护罩55的相对端之间沿周向延伸。如将认识到的那样，密封轨道57可形成为阻止穿过通常存在于末梢护罩55与包绕成排的转子叶片16的静止构件之间的径向间隙的工作流体流。在一些常规设计中，密封轨道57可延伸到与其相对的可磨损的静止蜂窝护罩中。刀齿58可朝密封轨道57的中部设置，以便在静止护罩的蜂窝中切割比密封轨道57的宽度略宽的凹槽。

末梢护罩55可包括圆角区域70、71，其提供末梢护罩55与翼型件25之间的发散表面之间的平滑过渡，以及末梢护罩55与密封轨道57之间的平滑过渡。更具体而言，末梢护罩55可包括末梢护罩55的内侧表面61与翼型件25的压力侧面26和吸力侧面27之间的内侧圆角区域71。末梢护罩55还可包括末梢护罩55的外侧表面60与密封轨道57的侧之间的外侧圆角区域70。如图所示，圆角区域70、71提供了近似垂直布置的平坦表面之间的平滑弯曲过渡。如将认识到的那样，此圆角区域提供成以便扩散在其他情况下出现在那些区域中的应力集中。即使这样，这些区域仍是高应力区域，特别是在给定末梢护罩55的悬置负载和发动机的转速，内侧圆角区域71是高应力区域。如将认识到的那样，在没有充分冷却的情况下，该区域中的应力可显著地影响构件的使用寿命。

如图10中所示，末梢护罩55可形成为使得相邻叶片16的末梢护罩55在操作期间接触。这可完成来减小泄漏和有害振动。末梢护罩55可为扇形。图10示出了涡轮转子叶片16在它们可在组装到转子盘上时可显现的外侧视图，且提供了相邻末梢护罩55之间的界面的常规布置的示例。如将认识到的是，示出了两个完整的相邻末梢护罩55，其中箭头指出了旋转方向64。前末梢护罩的后缘可接触或紧邻后末梢护罩的前缘。(注意，在此语境中，"后缘"和"前缘"描述了关于旋转方向的位置。)该接触区域大体上称为界面或接触面59。给定图10的示例性构造的轮廓，接触面59可称为Z界面。本领域的普通技术人员将认识到的是，提到的图10的涡轮叶片16和末梢护罩55仅为示例性的，且不同构造的其他涡轮叶片和末梢护罩可结合本申请的实施例使用。

如进一步所述，末梢护罩55可包括出口端口37，其穿过末梢护罩的外侧表面60形成。出口端口37可用于排放流过冷却通道33的冷却剂。然而，按照常规设计，出口端口37陡峭地成角，或垂直于末梢护罩55的外侧表面60。给定末梢护罩55的构造和其外侧表面60的定向，这导致了出口端口37沿大致垂直于穿过涡轮12的流方向的方向排放冷却剂。如将认识到的那样，这在末梢护罩55处产生了空气动力损耗，因为流自出口端口37的排放干扰且阻止穿过热气体路径的流。

现在转到图11和12，示出了本发明的示例性实施例。如将认识到的那样，图11为带末梢护罩的涡轮转子叶片16的顶视图，其包括根据本发明的某些方面的内部冷却构造，且图12为沿图11的视线12-12的截面透视图。如图所示，翼型件25可包括多个内部冷却通道33，如，已经描述的那些，其沿径向延伸穿过翼型件25，直至穿过末梢护罩55的外侧表面60形成的出口端口37。根据优选实施例，本发明还可包括一个或多个倾斜或斜向布置的冷却通路，其从与冷却通道33产生的连接分叉，且/或以本文所述的方式排放冷却剂。此类冷却通道将称为"分叉冷却通路"或"分叉通路75"。如图所示，各个分叉通路75可在与一个冷却通道33的连接与穿过末梢护罩55的外表面形成的出口端口37之间伸长。分叉通路75可具有小于各个连接的冷却通道33的截面流面积。分叉通路75可为线性的，但弯曲构造也是可能的，且各个均可构造成限定末梢护罩55的外侧表面60附近的内部冷却通路。如将认识到的那样，以此方式布置，分叉通路75可具有比其他情况下可能的较大面积的末梢护罩55的外侧表面60的冷却效果。

根据示例性实施例，分叉通路75可定向成关于末梢护罩55的外侧表面60成倾斜或浅角排放冷却剂。更具体而言，如图12中所示，分叉通路75可构造成使得浅排放角78限定在从出口端口37的排放方向79与末梢护罩55的外侧表面60之间。为了实现此，分叉通路75可构造成使得出口区段(即，终止于出口端口37的外侧表面60附近的分叉通路75的区段)限定中心轴线，其形成关于末梢护罩55的外侧表面60的浅角。描述该布置的另一方式在于，出口区段的中心轴线的继续形成了关于直接包绕出口端口37的外侧表面60的浅角。如将认识到的那样，排放角78的特定大小可变化，且最佳的值或范围可取决于特定设计标准、末梢护罩的构造、冷却要求等。此外，尽管此类分叉通路75的冷却性能可在排放角78的特定值下或某个范围内优化或加强，但跨过很宽的值谱可实现期望的性能利益。就此叙述而言，申请人确定可在连同带末梢护罩的涡轮叶片的许多常见构造使用时特别有利的若干优选实施例，且现在将公开这些实施例。例如，根据一个实施例，分叉通路75的排放角78包括大约10°到60°之间的范围。根据另一个优选实施例，排放角78包括大约20°到45°之间的范围。根据另一个实施例，排放角78包括小于45°的范围。如将认识到的那样，在关于外侧表面60的此浅角下排放冷却剂可减小排放的冷却剂的径向向外的方向分量。给定将引起对穿过涡轮的轴向流的较小干扰，则这可减小空气动力混合损耗。此外，本发明的排放角78将减小此冷却剂进入翼型件25的压力侧上的流路的趋势，这可进一步减小混合损耗。冷却剂的更径向定向的排放还可引起密封轨道57上的工作流体的泄漏流，但本发明的较浅排放角78可减小此趋势。此外，浅排放角78可促进或加强从末梢护罩55的外侧表面60排放的冷却剂的膜冷却效果。

如下文更详细所述，根据备选实施例，分叉通路75的出口端口37的排放方向79可在操作期间关于转子叶片16的旋转方向64对准。如本文使用的"旋转方向"是指一旦其安装在燃气涡轮中则在典型或预期操作期间转子叶片的旋转方向。如图11中所示，根据某些优选实施例，分叉冷却通路75可构造成以便沿平行于旋转方向64或与旋转方向64成较浅角对准的方向排放冷却剂。更具体而言，如图所示且根据某些实施例，分叉通路75可构造成以便浅排放角81限定在从分叉通路75的出口端口37的排放方向79与随旋转方向64的基准线82之间。为了实现此，分叉通路75可包括外侧表面60附近的出口区段，其具有中心轴线，中心轴线沿与如所示旋转方向64近似的方向对准。根据优选实施例，分叉通路75的排放角81小于近似45°。排放角81可形成在基准线82的任一侧。按照优选实施例，如图所示，排放角81可沿下游方向倾斜，因为该定向可进一步减小空气动力混合损耗。根据另一个实施例，排放角81到基准线82的任一侧都小于近似20°。作为备选，排放角81在基准线82的5°内。浅排放角81可形成有指向旋转方向84的基准线82，这是图11的分叉通路75形成在悬于翼型件25的前缘28之上的末梢护罩55的侧上的情况。作为备选，浅排放角81可形成有指向旋转方向84的基准线82，这是图11的分叉通路75形成在悬于翼型件25的后缘29之上的末梢护罩55的侧上的情况。

对于描述目的且如图11和12所示，末梢护罩55的外侧表面60可基于该区域与密封轨道57和/或该区域悬于之上的翼型件25的结构的相对位置而具有不同的区或区域。例如，密封轨道57可描述为将末梢护罩55分成前部66以及后部67，前部66如本文使用那样，是从密封轨道57沿向前方向延伸的部分，以便悬于翼型件25的前缘28之上，后部67如本文使用那样，是从密封轨道57沿向后方向延伸的部分，以便悬于翼型件25的后缘29之上。此外，如若干顶视图(如图11)中所示的翼型件的轮廓或"翼型件轮廓"可描述为将末梢护罩55分成压力侧部分68以及吸力侧部分69，压力侧部分68如本文使用那样是从翼型件25的压力侧面26悬臂伸出的末梢护罩55的部分，吸力侧部分69如本文使用那样是从翼型件25的吸力侧面27悬臂伸出的末梢护罩55的部分。最后，翼型件部分72是在翼型件轮廓内重合的外侧表面60的中央区域。如本文使用的"翼型件轮廓"是指穿过末梢护罩55的外侧表面60突出的翼型件25的轮廓线，这由图11和14中的虚线指出。

根据示例性实施例，多个分叉通路75和关于其的出口端口37可包括在末梢护罩55的前部66和后部67中的各个上。根据优选实施例，末梢护罩55的前部66上的分叉通路75中的各个从其可与冷却通道33产生的连接，可沿旋转方向64延伸。给定末梢护罩55的不同区域的该布置和限定，出口端口37可描述为位于由前部66和吸力侧部分68的交叉点限定的末梢护罩55的外侧表面60的区域内。该布置的一个优点在于，以此方式排放，冷却剂朝翼型件25的吸力侧面27引导或对准，且因此更有可能沿悬于翼型件25的吸力侧面27之上的末梢护罩55的边缘进入流路。如将认识到的那样，给定沿压力侧面26再进入导致较大的流路干扰，则这减小了空气动力损耗。此外，在翼型件25的吸力侧面27附近的较低压力区域附近引入的冷却剂更有可能变为穿过涡轮12的工作流体流的一部分，且不太易于引起密封轨道57上的泄漏流。根据优选实施例，末梢护罩55的后部67上的分叉通路75可从各自与冷却通道33产生的连接相对于旋转方向64延伸或延伸到旋转方向64。如将认识到的那样，该布置可为特定形状的末梢护罩55(如图所示)的几何约束略微需要的。如将认识到的那样，末梢护罩55的后部67上的空气动力状态可与前部66上的那些不同，且这些差别通常意味着上文关于与旋转方向对准所述的空气动力优点不太有效。

根据本发明的另一个方面，分叉通路75中的一个或多个可构造成以便与内侧圆角区域71交叉。如图12的示例性布置中所示，分叉通路75可构造成以便其延伸穿过内侧圆角区域71，其通常形成在末梢护罩55的内侧表面61与翼型件25的吸力侧面26之间。如所述，该布置可特别有利，因为圆角区域是难以冷却的区域，但为操作期间应力很高的区域。如图13中提供的那样，圆角区域71和周围区域的冷却要求可经由添加第二分叉通路75来进一步解决。在此情况下，如图所示，分叉通路75的出口端口37可穿过末梢护罩55的边缘63形成。这作为实现区域的进一步冷却的利益且允许圆角区域71内的较大覆盖的方式完成。如将理解的那样，改进高应力或蠕变临界位置(如，圆角区域71)中的末梢护罩温度将延长构件寿命，同时冷却剂的高效使用将改进空气动力级效率。申请人通过热轮廓研究、结构蠕变分析和计算流体动力分析确认了此性能利益。

如将认识到的那样，本申请的冷却构造可允许按照本发明的其他方面的其制造的高效制造过程。如将对本领域的技术人员显而易见的那样，这些方法可包括使在铸造过程期间制造的特征与在转子叶片的铸造完成之后经由后铸造过程产生的其他特征组合。后铸造过程可包括钻孔、机加工、将非一体部分附接到铸造构件等。这些不同的过程可组合，以便利用成本效益划算地生产本文所述的复杂冷却布置的各个的优点。将理解到，此技术可用于制造新转子叶片或改造现有的转子叶片来符合本文所述的构造。例如，根据某些优选实施例，冷却通道33可经由常规铸造过程形成，而分叉通路75构造为后铸造特征，其可包括常规机械钻孔过程以及可控的电化学或放电加工过程。

如图11和12中所示，且进一步参照图13至15，冷却通道33和分叉通路75可包括多种出口端口37特征，以穿过末梢护罩55期望地分送冷却剂流。如将认识到的是，这些特征可在铸造过程用于形成转子叶片16之后制造，且因此可在本文中称为后铸造特征。例如，在本文限定的涡轮叶片16和冷却通道33经由常规铸造过程制造之后，出口端口37可由非一体的塞85盖住，塞85经由常规手段安装，如，焊接、钎焊或机械配合。更具体而言，一个或多个冷却通道33可由非一体的盖85盖住，其构造成以便在安装时，塞85的表面位于关于末梢护罩55的外侧表面60齐平，且因此限定该表面的一部分。根据备选实施例，塞85可部分地或完全地盖住其对应的冷却通道33。例如，如图12中所示，塞85部分地盖住冷却通道33。在此情况下，塞85构造成以便限定塞端口86，其具有比将由冷却通道33的未盖住的出口端口37另外限定的截面流面积较小的截面流面积。作为备选，图13提供了带末梢护罩的涡轮转子叶片16的截面透视图，其包括根据备选实施例的冷却构造，其中塞85完全盖住其对应的冷却通道33。更具体而言，塞85构造成堵塞冷却通道33的开口，以便冷却剂的大致全部供应都引导到连接到冷却通道33上的一个或多个分叉通路75中。如图所示，图13还提供了根据本发明的冷却构造的示例，其中多个分叉通路75连接到单个冷却通道33上。

图14为带末梢护罩的涡轮转子叶片的顶视图，其包括根据本发明的备选实施例的冷却构造，且图15提供了沿图14的视线15-15的截面透视图。如图所示，在本例中，供应仓室87可形成在末梢护罩55的外侧表面60附近。供应仓室87可构造成将冷却剂供应至联接到其上且从其延伸的多个分叉通路75。供应仓室85可由穿过翼型件25延伸的一个或多个冷却通道33供应冷却剂。冷却剂从供应仓室87可期望地分送至连接到供应仓室85上的分叉通路75且计量。如图15中所示，连接到供应仓室87的多个分叉通路75可包括若干不同的大小和排列。如已经所述，若干分叉通路75可与末梢护罩55的外侧表面60交叉，且在其上形成出口端口37。其他分叉通路75可延伸到形成在末梢护罩55的边缘63上的出口端口37。

根据某些优选实施例，供应仓室87可由非一体的仓室盖89包围。仓室盖89可关于供应仓室87类似于非一体塞85关于冷却通道33作用的方式起作用。例如，仓室盖89可完全地或如图所示部分地包围供应仓室87。更具体而言，仓室盖89可包括用于释放输送至供应仓室87的冷却剂的一部分的若干盖端口90。如将认识到的那样，穿过仓室盖87的盖端口90、延伸至穿过末梢护罩55的外侧表面60形成的出口端口37的分叉通路75，和/或延伸到穿过末梢护罩55的边缘63形成的出口端口37的分叉通路75的相对截面大小可构造成以便产生穿过且围绕末梢护罩的期望的冷却剂分布。此分送可考虑穿过分叉通路75的流水平和沿末梢护罩55的外部区域冷却所需的排放水平。正如这些示例性实施例中的各个，性能优点可包括延长零件寿命、降低故障风险，以及最小化强制停机的风险。根据本文所述的若干实施例，本发明的分叉通路75可操作成降低局部末梢护罩温度，以及通过减少将构件保持在期望的温度水平下所需的冷却剂供应来改进级空气动力效率。

现在参照图16至24，公开了本发明的备选方面。如将认识到的是，图16和17分别示出了具有流引导结构的示例性实施例的末梢护罩55的顶视图和透视图，流引导结构可用于有利地引导从末梢护罩66的外侧表面60排放的冷却剂。根据某些实施例，流引导结构包括护罩围栏91。护罩围栏91可构造成限制混合或空气动力损耗，以及减小与来自末梢护罩的冷却剂的释放相关联的冷却低效。更具体而言，根据某些优选实施例，如图所示，护罩围栏91可构造在一个或多个出口端口37附近的末梢护罩55的外侧表面60上。如将认识到的是，护罩围栏91可连同上文关于图11至图15所述的末梢护罩冷却特征使用。作为备选，护罩围栏91还可单独使用。

根据示例性实施例，护罩围栏91可包括长形突出的围栏状结构，其沿限定在末梢护罩55的外侧表面60上的路径延伸。护罩围栏91可包括关于外侧表面60的陡峭侧。关于护罩围栏91的路径长度，如图所示，护罩围栏91可具有相对较短的高度(即，沿近似径向方向延伸的维度)和较窄的厚度(即，沿近似周向方向延伸的维度)。举例来说，护罩围栏91的径向高度可通过将其与密封轨道57的径向高度相比较来描述。如图所示，护罩围栏91的径向高度小于密封轨道57的径向高度的一半。根据优选实施例，护罩围栏91的径向高度可小于密封轨道57的径向高度的大约0.3。更优选地，护罩围栏91的径向高度可在密封轨道57的径向高度的大约0.05到0.25之间。根据示例性实施例，护罩围栏91的厚度可小于径向高度。护罩围栏91的径向高度和厚度可与沿末梢护罩55的外侧表面60延伸的护罩围栏91相同或近似相同。应当理解的是，包括可变高度和厚度的构造也是可能的。例如，如图所示，护罩围栏91可在一端处渐缩。此外，根据某些实施例，护罩围栏91可沿其在外侧表面60上产生的路径连续地延伸，即，从一端到另一端没有中断。作为备选，包括护罩围栏91中的间断的中断的构造也是可能的。

如图所示，护罩围栏91可关于转子叶片16的旋转方向近似垂直或成陡峭角排列，旋转方向在图16中由密封轨道57的排列指出。护罩围栏91可包括在末梢护罩55的前部66和后部67中的一个或两个上。关于末梢护罩55的前部66，护罩围栏91可从设置在密封轨道57附近的后端延伸至位于末梢护罩55的周缘或边缘63附近的前端。更具体而言，根据图16的实施例，护罩围栏91可从邻接或连接到密封轨道57的后端沿轴向延伸至渐缩至位于边缘63附近的点的前端。根据优选实施例，前端的渐缩点可定位成以便其悬于翼型件25的前缘28上方。关于末梢护罩55的后部67上的护罩围栏91，其可从位于密封轨道57附近的前端延伸至位于末梢护罩55的边缘63附近的后端。更具体而言，如图16中所示，护罩围栏91可从邻接或连接到密封轨道57的前端沿轴向延伸至渐缩至设置在末梢护罩55的边缘63附近的点的后端。根据优选实施例，后端的渐缩点63可定位成以便其悬于翼型件25的后缘29上方。

如上文所述，末梢护罩55的外侧表面60可包括连接到延伸穿过翼型件25的冷却通道上的一个或多个出口端口37。如图所示，这些出口端口37可跨过末梢护罩55的外侧表面60成阵列，且通常设置在外侧表面60的翼型件轮廓内。如上文所述，翼型件轮廓是指沿径向突出到末梢护罩55的外侧表面60上的翼型件的轮廓线，其由图16和17中的虚线指出，且可称为末梢护罩55的外侧表面60的翼型件部分72。根据常见布置，如图进一步所示，出口端口37可沿翼型件的近似弧线布置。根据示例性实施例，护罩围栏91可沿与翼型件轮廓或其区段或节段近似重合的路径构造。如图16中所示，根据优选实施例，护罩围栏91沿与翼型件25的压力侧26的轮廓重合的路径从密封轨道57延伸。如将认识到的那样，给定旋转方向，该构造导致护罩围栏91在出口端口37的旋转后方(即，在转子叶片16在操作期间旋转时，护罩围栏91在出口端口37后方)。根据优选实施例，护罩围栏91可构造成以便在各个出口端口37或至少其多个的旋转后方。如图16中所示，末梢护罩55的前部66上的护罩围栏91可描述为延伸跨过或跨越限定在最前出口端口37与最后出口端口37之间的轴向范围。类似地，关于末梢护罩55的后部66，护罩围栏91可跨越限定在最前出口端口37与最后出口端口37之间的轴向范围。其他构造也是可能的。

现在参照图18和19，示出了护罩围栏91的备选构造。如图所示，护罩围栏91的端部可包括包绕尾部92，其围绕一个出口端口37包绕或弯曲。根据优选实施例，该出口端口37可为定位成离密封轨道57最远的一个。因此，关于末梢护罩55的前部66上的护罩围栏91，护罩围栏91可从设置在密封轨道57附近的后端延伸至前端，前端包括包绕尾部92，其可终止于末梢护罩55的边缘63附近。根据某些优选实施例，护罩围栏91从邻接或连接到密封轨道57上的后端沿轴向延伸至至少部分地包绕最前出口端口37的前端。关于末梢护罩55的后部66上的护罩围栏91，护罩围栏91可从设置在密封轨道57附近的前端延伸至包括包绕尾部92的后端，包绕尾部92可终止于末梢护罩55的边缘63附近。根据某些优选实施例，护罩围栏91可从邻接或连接到密封轨道57上的前端沿轴向延伸至至少部分地包绕最后出口端口37的后端。

现在参照图20和21，示出了护罩围栏91的另一备选构造。如图所示，在本例中，外侧表面60上的护罩围栏91的路径包绕且大致包围限定在其上的区域。该包围的区域可位于密封轨道57的任一侧上。因此，关于外侧表面60的前部66，护罩围栏91从设置在密封轨道57附近的第一端朝末梢护罩55的边缘63延伸，且从该处，循环回也位于密封轨道57附近的第二端。更具体而言，前部66上的护罩围栏91可从邻接或连接到密封轨道57上的第一端沿轴向延伸至近似悬于翼型件25的前缘28上方的外侧表面60上的位置。护罩围栏91从该位置通过朝密封轨道57急剧往回弯曲而继续，且延伸至邻接或连接到密封轨道57上的第二端。类似地，关于末梢护罩55的后部67，护罩围栏91可从设置在密封轨道57附近的第一端朝末梢护罩55的边缘63延伸，且从该处循环回位于密封轨道57附近的第二端。更具体而言，如图所示，护罩围栏91可从邻接或连接到密封轨道57上的第一端沿轴向延伸至近似悬于翼型件25的后缘29上方的外侧表面60的位置。护罩围栏91从该位置通过朝密封轨道57急剧往回弯曲而继续，且延伸至邻接或连接到密封轨道57上的第二端。根据某些优选实施例，由护罩围栏91包围在外侧表面61上的区域可与翼型件轮廓重合。即，在密封轨道57的各侧，该循环护罩围栏91的路径可符合翼型件轮廓。因此，在末梢护罩55的前部66上，护罩围栏91近似翼型件25的前一半的形状，而在末梢护罩55的后部67上，护罩围栏91近似翼型件25的后一半的形状。根据某些优选实施例，由护罩围栏91包围的区域可包括沿径向延伸的冷却通道33的若干出口端口37。

如图22至24中所示，提供了末梢护罩55的外侧表面60上的流引导结构的备选构造。如将认识到的那样，与前述护罩围栏91相关联的某些功能和性能利益通过凹穴来实现(本文称为"护罩凹部93")。护罩凹部93可形成到末梢护罩55的外侧表面60中，且可包括将凹部底板94连接到末梢护罩55的外侧表面60上的陡峭侧壁95。根据某些优选实施例且如图所示，护罩凹部93的占地面积可与翼型件轮廓重合。沿径向延伸的冷却通道33可包括穿过凹部底板94形成的出口端口37。多个出口端口37可包括在凹部底板94中。

根据备选构造，如图24中所示，凹部盖板96可盖住护罩凹部93。凹部盖板96可包括多个穿孔97，以用于排放由冷却通道33输送至护罩凹部93的冷却剂。如将认识到的那样，凹部盖板96可作用为过滤器盖，其减弱从冷却通道排放的冷却剂流，这可通过减慢和扩散较大区域上的排放的冷却剂来进一步减小混合损耗的不利影响。如关于前述实施例所示，穿孔97可成角或倾斜来进一步减小混合损耗。例如，根据优选实施例，穿孔97可沿转子叶片16的旋转方向倾斜。根据另一个实施例，穿孔97可沿下游方向倾斜，其在穿孔97定位在末梢护罩55的前部66上的情况中，可朝密封轨道57，且更具体是朝连接密封轨道57和末梢护罩55的外侧表面60的外侧圆角区域70。如将认识到的那样，此构造还可减小排放的冷却剂与翼型件外侧末梢的副流的混合。

在操作中，如将认识到的是，护罩围栏91和/或护罩凹部93可作用为减小从末梢护罩55的外侧表面60排放的冷却剂的混合损耗。此外，本发明可用于引导排放的冷却剂流来加强某些外部区域的冷却效果，且/或减小朝其他区域的非期望转移。以此方式，可解决冷却不足，且/或排放的冷却剂可朝流路再进入口引导，这最小化混合损耗。

如本领域的普通技术人员将认识到的那样，上文关于若干示例性实施例描述的许多不同特征和构造可进一步有选择地应用来形成本发明的其他可能的实施例。为了简洁起见且考虑到本领域的普通技术的能力，未详细提供或论述所有可能的迭代，但以下或其他的若干权利要求包含的所有组合和可能实施例旨在为本申请的一部分。此外，本领域的技术人员将从本发明的若干示例性实施例的以上描述构想出改进、变化和改型。本领域的技术内的此改进、变化和改型也旨在由所附权利要求覆盖。此外，应显而易见的是，前文仅涉及本申请的所述实施例，且本文中可进行许多变化和改型，而不脱离如由以下权利要求和其等同方案限定的本申请的精神和范围。

Claims (23)

1.一种用于燃气涡轮的涡轮的转子叶片，其包括翼型件，所述翼型件具有前缘、后缘、外侧末梢和附接到构造成将所述转子叶片联接到转子盘上的根部上的内侧端，其中所述翼型件包括冷却构造，所述冷却构造包括用于穿过所述翼型件接收和引导冷却剂的长形冷却通道，所述转子叶片还包括：

连接到所述翼型件的外侧末梢上的末梢护罩；

穿过所述末梢护罩的外侧面限定的出口端口，所述出口端口与所述冷却通道流体连通，以从所述转子叶片排放冷却剂；

形成在所述末梢护罩的外侧表面上的流引导结构，所述流引导结构关于所述出口端口定位成用于影响从其排放的冷却剂流；以及

翼型件轮廓，其包括沿径向突出到所述末梢护罩的外侧表面上的所述翼型件的轮廓的轮廓线；

其中所述流引导结构包括i）护罩围栏和ii）护罩凹部中的至少一个，所述护罩围栏包括长形围栏状结构，其从所述末梢护罩的外侧表面沿径向突出并且沿限定在所述末梢护罩的外侧表面上的路径延伸，其中所述护罩围栏的路径与所述翼型件轮廓的延伸节段大致重合；所述护罩凹部包括形成在所述末梢护罩的外侧表面中的凹穴，其中所述护罩凹部的占地面积与所述翼型件轮廓大致重合。

2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩包括沿轴向和沿周向延伸的平坦的构件，其在所述翼型件的外侧末梢处由所述翼型件支撑；以及

其中所述流引导结构包括所述护罩围栏。

3.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩包括密封轨道，其从所述末梢护罩的外侧表面沿径向向外突出，且沿所述转子叶片的旋转方向沿周向延伸；

其中所述护罩围栏包括布置成关于所述末梢护罩的外侧表面大致垂直的陡峭侧；以及

其中所述护罩围栏的径向高度包括所述密封轨道的径向高度的小于一半。

4.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述护罩围栏的路径在限定于后端与前端之间的长度之间沿轴向延伸；

其中，所述护罩围栏的径向高度短于所述长度，且所述护罩围栏的周向厚度窄于所述长度；以及

其中所述护罩围栏的径向高度包括所述密封轨道的径向高度的小于0.3。

5.根据权利要求4所述的转子叶片，其特征在于，所述护罩围栏的径向高度包括所述密封轨道的径向高度的0.05到0.25之间；以及

其中所述护罩围栏的厚度小于所述护罩围栏的径向高度。

6.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩的外侧表面包括：从所述密封轨道向前延伸以便悬于所述翼型件的前缘上方的前部；以及从所述密封轨道向后延伸以便悬于所述翼型件的后缘上方的后部；以及

其中所述护罩围栏定位在所述末梢护罩的前部上，所述护罩围栏从设置在所述密封轨道附近的后端延伸至定位在所述末梢护罩的周缘附近的前端。

7.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩的外侧表面包括：从所述密封轨道向前延伸以便悬于所述翼型件的前缘上方的前部；以及从所述密封轨道向后延伸以便悬于所述翼型件的后缘上方的后部；

其中所述护罩围栏包括定位在所述外侧表面的前部和后部中的各个上的护罩围栏；

其中定位在所述前部上的护罩围栏从设置在所述密封轨道附近的后端延伸至定位在所述末梢护罩的周缘附近的前端；以及

其中定位在所述后部上的护罩围栏从设置在所述密封轨道附近的前端延伸至定位在所述末梢护罩的周缘附近的后端。

8.根据权利要求7所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部上的护罩围栏从连接到所述密封轨道上的后端沿轴向延伸至前端，所述前端渐缩至悬于所述翼型件的前缘上方的位置处的点；以及

其中所述外侧表面的后部上的护罩面从连接到所述密封轨道上的前端沿轴向延伸至后端，所述后端渐缩至悬于所述翼型件的后缘上的位置处的点。

9.根据权利要求7所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部和后部各自包括所述出口端口中的多个出口端口；

其中所述外侧表面的前部上的护罩围栏跨越限定在定位于所述外侧表面的前部上的最前出口端口与最后出口端口之间的轴向范围；以及

其中所述外侧表面的后部上的护罩围栏跨越限定在定位于所述外侧表面的后部上的最前出口端口与最后出口端口之间的轴向范围。

10.根据权利要求9所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部上的护罩围栏包括围绕所述最前出口端口弯曲的包绕尾部；以及

其中所述外侧表面的后部上的护罩围栏包括围绕所述最后出口端口弯曲的包绕尾部。

11.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述护罩围栏定位在所述外侧表面上，以便所述护罩围栏在所述出口端口的旋转后方；

其中所述冷却通道中的各个的上游端连接到穿过所述转子叶片的根部形成的冷却剂进料口，以用于将冷却剂供应输送至所述冷却通道中的各个。

12.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述延伸节段包括所述翼型件轮廓的压力侧面；

其中所述冷却通道的出口端口定位在所述翼型件轮廓内；以及

其中所述护罩围栏跨越最前出口端口与最后出口端口之间限定的轴向范围。

13.根据权利要求12所述的转子叶片，其特征在于，所述冷却通道的出口端口沿所述翼型件轮廓的弧线定位。

14.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩的外侧表面包括：从所述密封轨道向前延伸以便悬于所述翼型件的前缘上方的前部，以及从所述密封轨道向后延伸以便悬于所述翼型件的后缘上方的后部；以及

其中所述护罩围栏设置在所述外侧表面的前部上，且构造成以便大致包围限定在其上的区域。

15.根据权利要求14所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部上的护罩围栏从设置在所述密封轨道附近的第一端朝所述末梢护罩的周缘附近的位置延伸，且从所述末梢护罩的周缘附近的所述位置循环回定位在所述密封轨道附近的第二端。

16.根据权利要求15所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部上的包围区域包括与所述外侧表面的前部上的翼型件轮廓大致重合的轮廓；以及

其中所述外侧表面的前部上的包围区域包括连接到所述冷却通道上的出口端口中的多个出口端口。

17.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩的外侧表面包括：从所述密封轨道向前延伸以便悬于所述翼型件的前缘上方的前部，以及从所述密封轨道向后延伸以便悬于所述翼型件的后缘上方的后部；

其中所述护罩围栏包括定位在所述外侧表面的前部和后部中的各个上的护罩围栏中的护罩围栏；

其中所述前部上的护罩围栏构造成以便大致包围限定在所述外侧表面的前部上的区域；以及

其中所述后部上的护罩围栏构造成以便大致包围限定在所述外侧表面的后部上的区域。

18.根据权利要求17所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面的前部上的护罩围栏从连接到所述密封轨道上的第一端沿轴向延伸至悬于所述翼型件的前缘上的外侧表面上的位置，且从悬于所述翼型件的前缘上的外侧表面上的所述位置，急剧弯曲以便朝所述密封轨道沿轴向延伸回连接到所述密封轨道上的第二端；以及

其中所述后部上的护罩围栏从连接到所述密封轨道上的第一端沿轴向延伸至悬于所述翼型件的后缘上方的外侧表面上的位置，且从悬于所述翼型件的后缘上的外侧表面上的所述位置，急剧弯曲以便朝所述密封轨道沿轴向延伸回连接到所述密封轨道上的第二端。

19.根据权利要求18所述的转子叶片，其特征在于，所述外侧表面上的前部上的包围区域包括与所述外侧表面的前部上的翼型件轮廓大致重合的轮廓；

其中所述外侧表面的前部上的包围区域包括连接到所述冷却通道上的出口端口中的多个出口端口；

其中所述外侧表面的后部上的包围区域与所述外侧表面的后部上的翼型件轮廓重合；以及

其中所述外侧表面的后部上的包围区域包括连接到所述冷却通道上的出口端口中的多个出口端口。

20.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述流引导结构包括所述护罩凹部；

其中所述护罩凹部包括将凹部底板连接到所述末梢护罩的外侧表面上的陡峭侧壁；以及

其中所述凹部底板包括连接到所述冷却通道上的出口端口中的多个出口端口。

21.根据权利要求20所述的转子叶片，其特征在于，凹部盖板包围所述护罩凹部，所述凹部盖板包括用于排放由穿过所述凹部底板形成的出口端口输送的冷却剂的多个穿孔。

22.根据权利要求21所述的转子叶片，其特征在于，旋转方向包括操作期间所述转子叶片的预期旋转方向；以及

其中所述穿孔朝所述转子叶片的旋转方向倾斜。

23.根据权利要求21所述的转子叶片，其特征在于，所述末梢护罩包括密封轨道，所述密封轨道从所述末梢护罩的外侧表面沿径向向外突出，且沿所述转子叶片的旋转方向沿周向延伸；

其中所述转子叶片包括在所述末梢护罩的外侧表面与所述密封轨道之间过渡的外侧圆角区域；以及

其中所述穿孔朝所述外侧圆角区域倾斜。

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