CN110735665A - 具有可调节冷却构造的翼型件 - Google Patents

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Abstract

提供了翼型件，增材制造的翼型件以及制造翼型件的方法。例如，翼型件包括：相对的压力侧和抽吸侧，压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；径向间隔开的内端和外端。翼型件还包括外壁，外壁限定压力侧和抽吸侧以及前缘和后缘。肋在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧，并且从内端径向延伸到外端。翼型件还包括第一前冲击室和第一分隔壁段，第一前冲击室由第一后冲击室围绕，第一分隔壁段将第一前冲击室和第一后冲击室分隔开并且具有限定在其中的多个冷却孔。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。

Description

具有可调节冷却构造的翼型件
技术领域
本主题大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的翼型件，其具有限定在其中的冷却孔，并且最特别地，冷却孔的构造可以根据例如翼型件冷却需求来调节。
背景技术
燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和芯。另外，燃气涡轮发动机的芯通常以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。在燃烧区段内燃料与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后该燃烧气体流被导向通过排气区段，例如到大气。
通常，燃气涡轮发动机包括例如压缩机区段和涡轮区段内的多个翼型件。翼型件可以限定一个或多个内部腔，用于接收用于冷却翼型件的流体。例如，冲击挡板插入件可以容纳在翼型件腔内，使得冷却流体可以穿过挡板并冲击翼型件的内表面以冷却翼型件。然后冷却流体可以从翼型件内部排出，例如作为冷却流体膜以冷却翼型件外部。
然而，包括翼型件和冲击挡板插入件的典型翼型件组件不容易适应可用于改善发动机性能的多种冷却构造。更具体地，在特定的翼型件位置处提供冷却可以改善发动机性能，但是难以制造冲击挡板插入件并且将该插入件安装或组装在翼型件内，使得冷却流体在特定位置处被供应。尽管如此，冲击挡板可以例如通过增材制造处理集成到翼型件中，这将允许更可调的翼型件冷却方案。此外，一体式冲击挡板可以减少用于翼型件(诸如涡轮喷嘴)的整体专用冷却，例如，因为冷却流体可以被引导到特定的所需位置。此外，一体式冲击挡板可以减少特定燃料消耗(SFC)，并且通过消除对冲击挡板插入件的需要来减少零件数量和组装复杂性。此外，通过使用一体式冲击挡板增材制造翼型件，翼型件冷却方案可以针对无数个构造变化而定制，而不会不利地影响发动机的制造时间和成本和/或组装复杂性。
因此，改进的翼型件(例如具有一体式冲击挡板的翼型件)将是可取的。例如，具有一体式冲击挡板的翼型件，其将翼型件腔分割成至少两个室，使得冷却流体串行地移动通过这些室将是有益的。此外，通过增材制造形成并具有一体式冲击挡板的翼型件将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。
在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种翼型件。翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。翼型件还包括：第一前冲击室；第一后冲击室，其围绕第一前冲击室；第一分隔壁段，其将第一前冲击室与第一后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在第一分隔壁段中。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。
在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种增材制造的翼型件。增材制造的翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。增材制造的翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。增材制造的翼型件还包括：至少两个冲击室，该至少两个冲击室串行布置；分隔壁，其将至少两个冲击室分隔开；至少一个冷却孔，其限定在分隔壁中，使得冷却流体可以通过至少一个冷却孔从一个冲击室流到另一个冲击室。
在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种制造翼型件的方法。该方法包括在增材制造机器的床上沉积添加材料层，并选择性地将来自能量源的能量引导到添加材料层上以熔融一部分添加剂材料并形成翼型件。翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。翼型件还包括：前冲击室；后冲击室，其围绕前冲击室；分隔壁，其将前冲击室与后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在分隔壁中。
参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
图1提供了根据本主题的各种实施例的包括声学衬里的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。
图2A，2B，2C和2D提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性轴向横截面视图。
图3提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。
图4提供了根据本主题的示例性实施例的图3的翼型件的示意性轴向横截面视图。
图5提供了根据本主题的另一示例性实施例的图3的翼型件的示意性轴向横截面视图。
图6提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。
图7提供了根据本主题的示例性实施例的图6的翼型件的示意性轴向横截面视图。
图8，9和10提供了根据本主题的各种示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。
图11提供了根据本主题的示例性实施例的用于形成一体式翼型件，肋和冲击挡板的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或相似的标记已用于指代本发明的相同或相似的部分。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“前”和“后”指的是发动机内的相对位置，前指的是更靠近环境空气入口位置，并且后指的是更靠近发动机排气喷嘴的位置。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。此外，如本文所使用的，近似术语，例如“大致”，“基本上”或“大约”，是指在10％的误差范围内。
本主题大体涉及一种翼型件和一种用于增材制造翼型件的方法。本文描述的翼型件是一体式结构，该一体式结构包括：外壁，其限定翼型件的压力侧，吸入侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内延伸；第一前冲击室；第一后冲击室，其围绕第一前冲击室；分隔壁段，其将第一前冲击室与第一后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在分隔壁段中。外壁，肋和分隔壁段一体地形成为单个整体部件。在特定实施例中，翼型件还包括第二前冲击室和第二冲击后室，其中第二分隔壁段将第二前冲击室和第二后冲击室分隔开。外壁，肋，第一分隔壁段和第二分隔壁段一体地形成为单个整体部件。此外，第一前冲击室，第一后冲击室，第二前冲击室和第二后冲击室串行布置。因此，引入第一前冲击室的冷却流体从第一前冲击室流入第一后冲击室，从第一后冲击室流入第二前冲击室，并且从第二前冲击室流入第二后冲击室。此外，尽管关于增材制造方法进行特别描述，但是应当理解，其他方法也可适用于制造如本文所述的一体翼型件。
通过将翼型件的各个部分集成为单件式结构，该翼型件构造比多件式翼型件(例如利用分离的冲击挡板插入件以在翼型件腔内提供冲击冷却的翼型件)更简单且更容易制造。更具体地，与多件式设计相比，单件式翼型件结构具有更短的组装时间和减少的零件数量。另外，通过增材制造翼型件，翼型件冷却可以被调整到特定翼型件的特定冷却需求(例如，燃气涡轮发动机内的某些位置处的翼型件的冷却需求)，而不会明显地影响翼型件的重量，成本，供应链交付时间表等。
现在参考附图，其中相同的附图标记在所有附图中表示相同的元件，图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。更具体地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机是高旁通涡轮风扇喷气发动机10，本文称为“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)和径向方向R。通常，涡轮风扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
所示的示例性核心涡轮发动机16通常包括基本上管状的外壳体18，其限定环形入口20。外壳体18以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或线轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。在涡轮风扇发动机10的其他实施例中，可以提供额外的线轴，使得发动机10可以被描述为多轴式发动机。
对于所描绘的实施例，风扇区段14包括风扇38，风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40大体沿径向方向R从盘42向外延伸。风扇叶片40和盘42一起可通过LP轴36绕纵向轴线12旋转。在一些实施例中，可以包括具有多个齿轮的动力齿轮箱，用于将LP轴36的旋转速度降低到更有效的旋转风扇速度。
仍然参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前机舱48覆盖，该前机舱48在空气动力学上成形为促进通过多个风扇叶片40的气流。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50，其周向地围绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应该理解的是，机舱50可以构造成通过多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于核心涡轮发动机16被支撑。此外，机舱50的下游区段54可以在核心涡轮发动机16的外部分上延伸，以在其间限定旁路气流通道56。
在涡轮风扇发动机10的操作期间，一定量的空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关入口60进入涡轮风扇10。当一定量的空气58经过风扇叶片40时，如箭头62所示的第一部分空气58被引导或导向进入旁路气流通道56，并且如箭头64所示的第二部分空气58被引导或导向进入LP压缩机22。第一部分空气62和第二部分空气64之间的比率通常称为旁通比。然后，随着第二部分空气64被导向通过高压(HP)压缩机24并进入燃烧区段26，第二部分空气64的压力增加，在燃烧区段26其与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。
燃烧气体66被导向通过HP涡轮28，其中来自燃烧气体66的一部分热能和/或动能经由联接到外壳体18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴或线轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级提取，因此使HP轴或线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。然后燃烧气体66被导向通过LP涡轮30，其中经由联接到外壳体18的LP涡轮定子轮叶72和联接到LP轴或线轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级，从燃烧气体66中提取第二部分热能和动能，因此使LP轴或线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
随后，燃烧气体66被导向通过核心涡轮发动机16的喷射排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，随着第一部分空气62在从涡轮风扇10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导向通过旁路气流通道56，第一部分空气62的压力基本上增加，也提供推进推力。HP涡轮28，LP涡轮30和喷射排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体路径78，用于将燃烧气体66导向通过核心涡轮发动机16。
应当理解，尽管关于具有核心涡轮发动机16的涡轮风扇10进行了描述，但是本主题可以适用于其他类型的涡轮机械。例如，本主题可适用于涡轮螺旋桨发动机，涡轮轴，涡轮喷气发动机，工业和船用燃气涡轮发动机和/或辅助动力单元。
现在参考图2A至2D，根据本主题的示例性实施例提供了翼型件100的示意性轴向横截面视图。翼型件100包括外壁102，外壁102限定凹形压力侧104和相对的凸形抽吸侧106。翼型件100的相对的压力侧104和抽吸侧106沿着翼型件跨度S(图3，图6，图8-10)在内端108和外端110之间径向延伸。此外，翼型件100的压力侧104和抽吸侧106在前缘112和相对的后缘114之间轴向延伸，使得外壁102限定压力侧104，抽吸侧106，前缘112和后缘114，并且压力侧104和抽吸侧106限定翼型件100的外表面116。另外，翼型件100包括后缘部分118，后缘部分118包括其后缘114。后缘部分118位于由翼型件100限定的后腔117的后面；下面更详细地描述后腔117和前腔115，以及将腔115,117分隔成各个室128,130,132,134。
此外，肋120在翼型件100内从外壁102的压力侧104延伸到外壁102的抽吸侧106。此外，肋120从内端108径向延伸到外端110，例如，如图3中所示。翼型件100还包括分隔壁122，分隔壁122将由翼型件100限定的腔115,117分隔成各个室128,130,132,134，使得室128,130,132,134如本文进一步所描述的那样串行布置。多个冷却孔136限定在分隔壁122中，使得冷却流体F可以从一个室流到另一个室并冲击在翼型件100的内表面上。以这种方式，分隔壁122可以被称为冲击挡板。肋120还限定一个或多个肋交叉孔138，用于冷却流体F流过。外壁102，肋120和分隔壁122一体地形成为单个整体部件，使得翼型件100是单个整体部件。
通常，本文描述的翼型件100的示例性实施例可以使用任何合适的处理制造或形成。然而，根据本主题的若干方面，翼型件100可使用增材制造处理(例如3D打印工艺)形成。使用这种处理可以使翼型件100一体地形成为单个整体部件，或作为任何合适数量的子部件。特别地，制造处理可以允许翼型件100一体地形成并且包括在使用先前制造方法时不可能的各种特征。例如，本文所述的增材制造方法使得能够制造具有任何合适尺寸和形状的翼型件，其具有一个或多个内部冲击室或腔，冷却孔和交叉孔的构造，以及使用先前制造方法不可能的其他特征。本文描述了这些新颖特征中的一些。
如本文所用，术语“增材制造”或“增材制造技术或处理”通常指制造处理，其中连续材料层彼此提供以“逐层”地构建三维部件。连续层通常熔合在一起以形成整体部件，该整体部件可具有各种一体式子部件。虽然本文将增材制造技术描述为能够通过通常在竖直方向上逐点地，逐层地构建物体来制造复杂物体，但是其他制造方法也是可能的并且在本主题的范围内。例如，尽管本文的讨论涉及添加材料以形成连续层，但是本领域技术人员将理解，本文公开的方法和结构可以用任何增材制造技术或制造技术来实践。例如，本发明的实施例可以使用层增材处理，层减材处理或混合处理。
根据本公开的合适的增材制造技术包括例如熔融沉积成型(FDM)，选择性激光烧结(SLS)，3D打印(例如喷墨打印和激光喷射)，立体光刻(SLA)，直接选择性激光烧结(DSLS)，电子束烧结(EBS)，电子束熔化(EBM)，激光工程化净成型(LENS)，激光净形制造(LNSM)，直接金属沉积(DMD)，数字光处理(DLP)，直接选择性激光熔化(DSLM)，选择性激光熔化(SLM)，直接金属激光熔化(DMLM)和其他已知的处理。
除了使用直接金属激光烧结(DMLS)或直接金属激光熔化(DMLM)处理之外，其中能量源被用于选择性地烧结或熔化粉末层的部分，应当理解，根据替代实施例，增材制造处理可以是“粘合剂喷射”处理。在这方面，粘合剂喷射包括以与上述类似的方式连续沉积添加剂粉末层。然而，代替使用能量源来产生能量束以选择性地熔化或熔融添加剂粉末，粘合剂喷射包括选择性地将液体粘合剂沉积到每个粉末层上。液体粘合剂可以是，例如，可光固化的聚合物或另一种液体粘合剂。其他合适的增材制造方法和变体旨在落入本主题的范围内。
本文所述的增材制造处理可用于使用任何合适的材料形成部件。例如，材料可以是塑料，金属，混凝土，陶瓷，聚合物，环氧树脂，光聚合物树脂，或任何其他合适的材料，其可以是固体，液体，粉末，片材，线材或任何其它合适的形式。更具体地，根据本主题的示例性实施例，本文所述的增材制造的部件可以部分地，整体地或以材料(包括但不限于纯金属，镍合金，铬合金，钛，钛合金，镁，镁合金，铝，铝合金，铁，铁合金，不锈钢和镍或钴基超合金(例如，可从特殊金属公司(Special Metals Corporation)获得的名称为铬镍铁合金(Inconel)的那些))的某种组合形成。这些材料是适用于本文所述的增材制造处理的材料的示例，并且通常可称为“添加材料”。
另外，本领域技术人员将理解，可以使用各种材料和用于粘合那些材料的方法，并且预期这些材料和方法在本公开的范围内。如本文所用，参考“熔融”可以指用于产生任何上述材料的粘合层的任何合适的处理。例如，如果物体由聚合物制成，则熔融可以指在聚合物材料之间产生热固性粘合。如果物体是环氧树脂，则可以通过交联处理形成粘合。如果材料是陶瓷，则可以通过烧结处理形成粘合。如果材料是粉末金属，则可以通过熔化或烧结处理形成粘合。本领域技术人员将理解，通过增材制造将材料熔融以制造部件的其他方法是可能的，并且可以用这些方法实践本发明公开的主题。
此外，本文公开的增材制造处理允许由多种材料形成单个部件。因此，本文描述的部件可以由上述材料的任何合适的混合物形成。例如，部件可包括使用不同材料，处理和/或在不同的增材制造机器上形成的多个层，段或零件。以这种方式，可以构造具有不同材料和材料特性的部件，以满足任何特定应用的要求。此外，尽管详细描述了用于形成本文所述部件的增材制造处理，但应理解，在替代实施例中，这些部件的全部或一部分可经由铸造，机械加工和/或任何其他合适的制造处理形成。实际上，可以使用材料和制造方法的任何合适的组合来形成这些部件。
现在将描述示例性增材制造处理。增材制造处理使用部件的三维(3D)信息(例如，三维计算机模型)来制造部件。因此，可以在制造之前限定部件的三维设计模型。在这方面，可以扫描部件的模型或原型以确定部件的三维信息。作为另一个例子，可以使用合适的计算机辅助设计(CAD)程序来构建部件的模型，以限定部件的三维设计模型。
设计模型可以包括部件的整个构造(包括部件的外表面和内表面)的3D数字坐标。例如，设计模型可以限定本体，表面和/或例如开口的内部通道，支撑结构等。在一个示例性实施例中，三维设计模型被转换成多个片或段，例如，沿着部件的中心(例如，竖直)轴线或任何其他合适的轴线。每个片可以限定部件的薄横截面，用于片的预定高度。多个连续的横截面片一起形成3D部件。然后，部件逐片或逐层“构建”，直到完成为止。
以这种方式，本文所述的部件可以使用增材处理制造，或者更具体地，每个层依次地形成，例如通过使用激光能量或热量熔融或聚合塑料，或通过烧结或熔化金属粉末。例如，特定类型的增材制造处理可以使用能量束(例如电子束)或电磁辐射(例如激光束)，来烧结或熔化粉末材料。可以使用任何合适的激光和激光参数，包括关于功率，激光束光斑尺寸和扫描速度的考虑。构建材料可以由选择用于提高强度，耐久性和使用寿命的任何合适的粉末或材料形成，特别是在高温下。
每个连续层可以是例如约10μm和200μm之间，但是可以基于任何数量的参数来选择厚度，并且根据替代实施例可以是任何合适的尺寸。因此，利用上述增材形成方法，本文所述的部件可具有与增材形成处理中使用的相关粉末层的一个厚度(例如10μm)一样薄的横截面。
另外，利用增材处理，部件的表面光洁度和特征可根据应用根据需要而变化。例如，可以通过在增材处理期间选择适当的激光扫描参数(例如，激光功率，扫描速度，激光焦斑尺寸等)来调节(例如，使更光滑或更粗糙)，尤其是在与零件表面相对应的横截面层的周边。例如，可以通过增加激光扫描速度或减小所形成的熔池的尺寸来实现更粗糙的抛光，并且可以通过降低激光扫描速度或增加所形成的熔池的尺寸来实现更光滑的抛光。还可以改变扫描图案和/或激光功率以改变所选区域中的表面光洁度。
值得注意的是，在示例性实施例中，由于制造限制，本文描述的部件的若干特征先前是不可能的。然而，本发明人有利地利用了增材制造技术的当前进步来开发大体根据本发明的这些部件的示例性实施例。虽然本公开不限于大体使用增材制造来形成这些部件，但是增材制造确实提供了各种制造优势，包括易于制造，降低成本，更高精度等。
在这方面，利用增材制造方法，甚至多零件式部件可以形成为单件连续金属，并且因此与先前设计相比可以包括更少的子部件和/或接头。通过增材制造这些多零件部件的整体形成可以有利地改善整个组装处理。例如，整体形成减少了必须组装的分离零件的数量，从而减少了相关时间和总组装成本。另外，可以有利地减少现有的问题，例如泄漏，分离零件之间的接合质量和整体性能。
此外，上述增材制造方法能够实现本文所述部件的更复杂和错综的形状和轮廓。例如，这样的部件可以包括薄的在增材制造的层和独特的冲击挡板几何形状，例如在翼型件腔内延伸，与翼型件的一个或多个部分成一体，并且在其中精确的指定位置限定冷却孔的冲击挡板或分隔壁。独特的挡板几何形状还可以包括符合限定挡板的翼型件腔的形状或外形，即，冲击挡板或分隔壁可以在腔表面附近缠绕腔，模仿腔的轮廓。此外，增材制造处理使得能够制造具有不同材料的单个部件，使得部件的不同部分可以表现出不同的性能特征。制造过程的连续的添加性质使得能够构造这些新颖的特征。结果，本文描述的部件可以表现出改进的性能和可靠性。
如上文参考图2A至2D所述，所描绘的示例性翼型件100包括与凸形抽吸侧106相对的凹形压力侧104和与外端110径向间隔开的内端108。压力侧104和抽吸侧106从前缘112轴向延伸到后缘114。外壁102限定压力侧104，抽吸侧106，前缘112和后缘114。肋120在翼型件100内从压力侧104延伸到外壁102的抽吸侧106并且径向地从翼型件100的内端108延伸到外端110。肋120将翼型件100分隔成前部分124和后部分126。
此外，翼型件100限定了若干腔或冲击室，用于容纳冷却流体流。在前部分124中，翼型件100限定第一前冲击室128和围绕第一前冲击室128的第一后冲击室130。分隔壁122将第一前冲击室128与第一后冲击室130分隔开，即，分隔壁122缠绕前腔115或围绕其延伸以限定第一前冲击室128和第一后冲击室130。因此，第一后冲击室130靠近翼型件100的外壁102，并且第一前冲击室128通过分隔壁122和第一后冲击室130与外壁102分隔开。如前所述，外壁102，肋120和分隔壁122一体地形成，使得翼型件100是单个整体部件。
在后部分126中，翼型件100限定第二前冲击室132和第二后冲击室134。第二后冲击室134靠近翼型件100的外壁102，并包括压力侧部分134a和抽吸侧部分134b。压力侧部分134a靠近翼型件100的压力侧104，并且抽吸侧部分134b靠近翼型件100的抽吸侧106。在其他实施例中，翼型件100可以限定多个压力侧部分134a和/或多个抽吸侧部分134b，例如，压力侧部分134a和/或抽吸侧部分134b可以被轴向和/或径向分段以限定多个第二后冲击室部分。在其他实施例中，第二后冲击室134可仅包括压力侧部分或仅包括抽吸侧部分。也就是说，第二后冲击室134可以仅沿着压力侧104或抽吸侧106中的一个被限定在外壁102附近，而不是沿着压力侧104、抽吸侧106两者，或像第一后冲击室130围绕第一前冲击室128那样围绕第二前冲击室132。这样，第二前冲击室132可以沿着压力侧104或抽吸侧106限定在外壁102附近，而不是通过第二后冲击室134或第二后冲击室部分134a，134b与外壁102分隔开。
与第一前冲击室128和第一后冲击室130相似，分隔壁122将第二前冲击室132与第二后冲击室134分隔开，使得通过分隔壁122和第二后冲击室134将第二前冲击室132与翼型件100的外壁102分隔开。然而，与第一前冲击室128和第一后冲击室130不同，分隔壁122不缠绕后腔117或围绕其延伸以限定第二前冲击室132和第二后冲击室134。相反，分隔壁122从肋120延伸到压力侧104和抽吸侧106中的每一个上的后腔117的后端，以限定第二前冲击室132，第二后冲击室134的压力侧部分134a，以及第二后冲击室134的抽吸侧部分134b。更具体地，将第一前冲击室128与第一后冲击室130分隔开的分隔壁122可以称为第一分隔壁段122a。此外，将第二前冲击室132与第二后冲击室134的压力侧部分134a分隔开的分隔壁122可以称为压力侧分隔壁段122b。类似地，将第二前冲击室132与第二后冲击室134的抽吸侧部分134b分开的分隔壁122可以称为抽吸侧分隔壁段122c。在所示实施例中，压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c与外壁102，肋120和第一分隔壁段122a一体地形成为单个整体部件。如前所述，在其他实施例中，分隔壁122可以包括其他段以限定多个压力侧部分134a和/或抽吸侧部分134b，或者可以包括更少的段，使得第二后冲击室134仅沿着压力侧104或抽吸侧106中的一个限定。
多个冷却孔136限定在分隔壁122中。更具体地，一个或多个冷却孔136限定在第一分隔壁段122a中，一个或多个冷却孔136限定在压力侧分隔壁段122b中，并且一个或多个冷却孔136限定在抽吸侧分隔壁段122c中。此外，在肋120中限定至少一个肋交叉孔138。该至少一个肋交叉孔138在第一后冲击室130处具有入口140，并且在第二前冲击室132处具有出口142，这在第一后冲击室130与第二前冲击室132之间提供流体连通。
在后缘部分118中，翼型件100限定多个后缘槽144。每个后缘槽144具有限定在后缘114处的出口146。在一些实施例中，例如图3至图8中所示的实施例，每个后缘槽144从第二后冲击室134延伸到后缘114。在其他实施例中，例如图2A至2D所示的实施例，后缘部分118在第二后冲击室134和后缘槽144之间限定径向延伸的后缘室148。至少一个后缘交叉孔150限定在后缘部分118中，以允许流体从第二后冲击室134流到后缘室148。这样，每个后缘交叉孔150在第二后冲击室134处具有入口152，并且在后缘室148处具有出口154。多个后缘槽144从后缘室148延伸到后缘114，使得多个后缘槽144在后缘室148处具有入口156，其中后缘槽144的出口146限定在如前所述的后缘114处。应当理解，后缘室148和后缘槽144中的每一个是可选的，即，翼型件100的一些实施例可以不包括第二前冲击室132和第二后冲击室134后面的径向延伸室，和/或可以不包括一个或多个具有沿后缘114限定的出口的槽。此外，一些实施例可以包括沿着后缘114而不是槽144限定的孔，但是其他实施例可以既不包括后缘孔也不包括后缘槽144。
图2A提供了翼型件100的示意性轴向横截面视图，并且示出了容纳在第一前冲击室128内的冷却流体F的示例性流动路径。如图2A所示，冷却流体流F沿大致径向方向进入第一前冲击室128(并因此进入翼型件100)。冷却流体F流过分隔壁122中的冷却孔136(图2B-2D)以冲击外壁102和肋120。此外，冷却流体F流过一个或多个肋交叉孔138，以从第一后冲击室130流到第二前冲击室132。此外，冷却流体F流过一个或多个后缘交叉孔150，以从第二后冲击室134流到后缘室148。冷却流体F从后缘室148流过一个或多个后缘槽144，例如，以沿着后缘114提供薄膜冷却。
参考图2B至2D，冷却孔136可以沿着第一分隔壁段122a，压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c限定在多个径向和轴向位置处。此外，在肋120中限定多于一个肋交叉孔138的实施例中，肋交叉孔138可以限定在肋120中的不同径向和/或轴向位置处。类似地，在后缘部分118中限定多于一个后缘交叉孔150的实施例中，后缘交叉孔150可以限定在后缘部分118中的不同径向和/或轴向位置处。此外，在后缘部分118中限定多于一个后缘槽144的实施例中，后缘槽144沿径向方向R彼此间隔开。
更具体地，图2B提供翼型件100的示意性轴向横截面视图，其中轴向横截面在第一径向位置处获取，即沿翼型件跨度S的第一位置。第一多个冷却孔136限定在第一前冲击室128和第一后冲击室130之间的第一分隔壁段122a中。另外，后缘槽144限定在后缘部分118内。尽管如此，在所描绘的第一跨度位置处，在第二前冲击室132和第二后冲击室134之间的分隔壁122中没有限定冷却孔136，在肋120中没有限定肋交叉孔138，并且在后缘部分118中没有限定后缘交叉孔150。
图2C提供翼型件100的示意性轴向横截面视图，其中轴向横截面在第二径向位置处获取，即沿翼型件跨度S的第二位置。应当理解，第二径向或跨度位置与第一跨度位置不同，并且沿径向方向R(图1)与第一跨度位置间隔开。如图2C所示，第二多个冷却孔136限定在第一前冲击室128和第一后冲击室130之间的第一分隔壁段122a中。除了被限定在不同的径向位置(即，第二跨度位置而不是第一跨度位置)之外，第二多个冷却孔136中的至少一部分被限定在与图2B中所示的第一多个冷却孔136不同的轴向位置处。此外，如图2C所示，肋交叉孔138在第二跨度位置处限定在肋120中。此外，多个冷却孔136限定在第二前冲击室132和第二后冲击室134之间的分隔壁122中。更具体地，冷却孔136的一部分限定在压力侧分隔壁段122b中，并且冷却孔136的另一部分限定在抽吸侧分隔壁段122c中。另外，后缘槽144在第二跨度位置处限定在后缘部分118内。然而，在所描绘的第二跨度位置处，从第二后冲击室134到后缘室148没有限定后缘交叉孔150。
图2D提供翼型件100的示意性轴向横截面视图，其中轴向横截面在第三径向位置处获取，即沿翼型件跨度S的第三位置。应当理解，第三径向或跨度位置与第一跨度位置和第三跨度位置中的每一个不同，并且沿径向方向R(图1)与第一和第三跨度位置间隔开。如图2D所示，第三多个冷却孔136限定在第一前冲击室128和第一后冲击室130之间的第一分隔壁段122a中。除了被限定在不同的径向位置(即，第三跨度位置而不是第一或第二跨度位置)之外，第三多个冷却孔136的至少一部分被限定在与图2B和2C中所示的第一或第二多个冷却孔136不同的轴向位置处。另外，第二肋交叉孔138在第三跨度位置处限定在肋120中，并且第二肋交叉孔138限定在与图2C中所示的在第二跨度位置处限定的肋交叉孔138略微不同的轴向位置处。进一步地，多个冷却孔136限定在第二前冲击室132与第二后冲击室134之间的分隔壁122中，其中一部分冷却孔136限定在压力侧分隔壁段122b中，并且另一部分冷却孔136限定在抽吸侧分隔壁段122c中。如图2C和2D所示，在第二跨度位置处限定在压力侧隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c中的冷却孔136被限定在与在第三跨度位置处限定在压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c中的冷却孔136不同的轴向位置处。此外，在第三跨度位置处，从第二后冲击室134到后缘室148限定后缘交叉孔150，并且从后缘室148到后缘114限定后缘槽。
如图2B，2C和2D所示，冷却孔136可以限定在分隔壁122中，以在翼型件100的特定轴向，周向和径向位置处提供冷却。例如，图2D示出了冷却孔136限定在邻近翼型件100的前缘部分的第一分隔壁段122a中。冷却孔136可以如图所示限定，因为例如翼型件100需要在第三径向位置处沿其前缘冷却。应当理解，其他冷却孔136可以在沿着翼型件100的其他位置处限定在分隔壁122中，以在精确位置处提供所需的冷却。因此，翼型件100的冲击冷却方案是高度可调并且可以减少翼型件100的专用冷却，因为使用该冷却比已知设计更有效地。通过将分隔壁或冲击挡板122与翼型件100一体化并使用制造技术(诸如增材制造)以将冷却孔136在特定位置处限定在冲击挡板122中，也可以实现其他优点。
现在转到图3至图7，将更详细地讨论本主题的另外的实施例。如图3和6所示，翼型件100从内带160径向延伸到外带162。在一些实施例中，翼型件100与内带160和外带162一体地形成。在其他实施例中，翼型件100与内带160和外带162中的一个一体地形成，并且附接或联接到内带160和外带162中的另一个。也就是说，翼型件100和一体式带160或162与附接带160或162分离地形成，并且分离地形成的带160或162使用任何合适的技术或机构附接或联接到一体式翼型件和带。在其他实施例中，翼型件100附接或联接到内带160和外带162两者，即，翼型件100，内带160和外带162是使用任何合适的技术或机构彼此附接或联接的分离形成的部件。合适的附接技术或机构可包括钎焊，焊接等。此外，虽然未示出，但是应当理解，在各种实施例中，图2A-2D中所示的翼型件100同样与内带160和外带162一体地形成，与带160,162中的一个一体地形成并且附接或者联接到带160,162中的另一个，或者与带160,162分离地形成并且附接或联接到带160,162两者，使得翼型件100从内带160径向延伸到外带162。
特别参考图3和图4，图3提供了翼型件100的径向横截面视图，并且图4提供了翼型件100的轴向横截面视图，其中横截面沿着图3中示出的线4-4获取。如图3和4所示，冲击插入件或挡板200也可用于形成前冲击室和后冲击室。冲击插入件200是与翼型件100分离的部件，其可以使用任何合适的附接技术或机构(例如通过钎焊，焊接等)附接到翼型件100，内带160或外带162。例如，在所示实施例中，冲击插入件200定位在翼型件100的前部分124中，以限定第一前冲击室128和第一后冲击室130。或者，取代插入翼型件100中的腔中的分离插入件，挡板200可以与如图2A-2D中关于分隔壁122所描述和示出的翼型件100一体地形成。
如图3和图4的示例性实施例中进一步所示，肋120与外壁102一体地形成，并且肋120将翼型件100分隔成前部分124和后部分126，如前参考图2A-2D所述。翼型件100的外壁102在前部分124中限定腔164，并且冲击插入件200插入腔164内。因此，冲击插入件200是分隔壁，将腔164分隔成两个室—第一前冲击室128和第一后冲击室130。多个冷却孔202限定在冲击插入件200中，使得容纳在第一前冲击室128中的冷却流体F可以流过冷却孔202进入第一后冲击室130，并在翼型件100的前部分124处冲击翼型件外壁102。冲击插入件200可以由任何合适的材料形成，例如金属，金属合金等。
另外，翼型件100的后部分126可以如上文关于图2A-2D中所示的示例性实施例所述的那样形成。更具体地，第二前冲击室132和第二后冲击室134由肋120后面的翼型件100限定。与肋120和外壁102一体地形成的分隔壁122将第二前冲击室132与第二后冲击室134分隔开。也就是说，外壁102，肋120和分隔壁122是单个整体部件。在肋中限定至少一个肋交叉孔138，其允许冷却流体F从第一后冲击室130流到第二前冲击室132。多个冷却孔136限定在分隔壁122中，并且冷却流体F可以从第二前冲击室132流过冷却孔136进入第二后冲击室134，并且在翼型件100的后部分126处冲击翼型件外壁102。然而，如图4所示，分隔壁122可缠绕后腔117或围绕其延伸，而不是包括如图2A-2D所示的压力侧段122b和抽吸侧段122c。此外，应当理解，尽管描述为具有分离的冲击插入件200，但在其他实施例中，图4中所示的翼型件100可包括前腔115中的第一分隔壁段122a而不是冲击插入件200，其中第一分隔壁段122a与肋120成一体，与相对于后腔117描述的分隔壁122相似。在这样的实施例中，外壁102，肋120和分隔壁122(包括第一分隔壁段122a)一体地形成为单个整体部件。
如图4中进一步所示，一个或多个外壁孔166可以限定在外壁102中，以允许冷却流体F从冲击室流到翼型件100的外表面116。来自外壁孔166的流可在外表面116上形成冷却流体膜或翼型件100的另一种形式的表面冷却。替代地或附加地，来自外壁孔166的流可以向相邻翼型件，内带段和/或外带段，和/或下游部件提供冷却流。
现在转到图5，根据本主题的替代实施例，提供了翼型件100的轴向横截面视图，其中横截面沿着图3中所示的线5-5获取。在图5所示的实施例中，翼型件100包括两个后部前冲击室，而不是如图4的实施例中所示的单个后部前冲击室。更具体地，图5中所示的翼型件100包括周向分段的分隔壁122，其限定压力侧第二前冲击室132a和抽吸侧第二前冲击室132b。压力侧分隔壁段122b限定压力侧第二前冲击室132a，并且抽吸侧分隔壁段122c限定抽吸侧第二前冲击室132b。与关于图2A-2D描述的压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c不同，该压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c缠绕后腔117的一部分或围绕后腔117的一部分延伸，使得每个段122b，122c具有与肋120一体的第一端168和与肋120一体的第二端170。这样，两个分隔开的室，压力侧第二前冲击室132a和抽吸侧第二前冲击室132b，在翼型件100的后腔117中沿着周向方向C限定。然而，应当理解，在其他实施例中，分隔壁122可以分段成多于两个周向区段。
第二前冲击室132a，132b各自通过限定在肋120中的至少一个肋交叉孔138接收来自第一后冲击室130的冷却流体流F。也就是说，冷却流体F流过至少一个肋交叉孔138进入压力侧第二前冲击室132a，并且冷却流体F流过至少一个不同的肋交叉孔138进入抽吸侧第二前冲击室132b。从压力侧第二前冲击室132a和抽吸侧第二前冲击室132b，冷却流体F流入第二后冲击室134，第二后冲击室134围绕每个第二前冲击室132a，132b。更具体地，至少一个冷却孔136限定在压力侧分隔壁段122b中，通过该至少一个冷却孔136冷却流体F可以流入第二后冲击室134，并且至少一个冷却孔136限定在抽吸侧分隔壁段122c中，通过该至少一个冷却孔136冷却流体F可以流入第二后冲击室134。
冷却流体流F进入靠近外壁102的第二后冲击室134中，在翼型件100的后部分126处冷却翼型件的外壁102。此外，如图5所示，限定在压力侧分隔壁段122b中的冷却孔136可以仅沿着与外壁102的压力侧相邻的段122b的一部分限定。类似地，限定在抽吸侧分隔壁段122c中的冷却孔136可以仅沿着与外壁102的抽吸侧相邻的段122c的部分限定。以这种方式，输送到压力侧第二前冲击室132a和抽吸侧第二前冲击室132b的冷却流体F可以有效地用于冷却翼型件外壁102，而不是不必要地将一部分冷却流体F导向后腔117的中间。
此外，翼型件100可包括限定在后缘部分118中的一个或多个后缘槽144，通过该一个或多个后缘槽144冷却流体流F可从翼型件内部喷射到外部。每个后缘槽144具有限定在第二后冲击腔134处的入口156和限定在后缘114处的出口146，并且其中多个后缘槽144限定在后缘部分118中，槽144彼此径向间隔开。此外，如图5所示，一个或多个外壁孔166可以限定在外壁102中，以将冷却流体F从第一后冲击室130和/或第二后冲击室134引导到翼型件100的外部。在示例性实施例中，至少一个冷却孔136，至少一个肋交叉孔138和至少一个后缘槽144基本上彼此平行。另外，尽管描述了关于在翼型件100的前腔115内具有冲击插入件200的实施例，但是应当理解，如图5所示的两个周向分离的第二前冲击室132也可以是具有一体的第一分隔壁段122a的翼型件100的一部分，翼型件100，其限定第一前冲击室128。也就是说，在一些实施例中，翼型件100包括：外壁102；肋120；第一分隔壁段122a，其限定第一前冲击室128；压力侧分隔壁段122b，其限定压力侧第二前冲击室132a；抽吸侧分隔壁段122c，其限定抽吸侧第二前冲击室132b；它们一体地形成为单个整体部件。在其他实施例中，前腔115内的分隔壁122可以是周向分段的，而不是或者除了后腔117内的分隔壁122之外。
现在参照图6和图7，在翼型件100的其他实施例中，可以在翼型件100中限定与第一前冲击室128，第一后冲击室130，第二前冲击室132以及第二后冲击室134串行的附加腔。更具体地，如图6和7所示，翼型件100可以限定第三前冲击室172和第三后冲击室174，第三前冲击室172接收来自第二后冲击室134的冷却流体流F，第三后冲击室174围绕第三前冲击室172并且靠近外壁102。第一肋120a和第二肋120b将翼型件100分隔成前部分124，中间部分125和后部分126。第一前冲击室128和第一后冲击室130限定在前部分124中，第二前冲击室132和第二后冲击室134限定在中间部分125中，并且第三前冲击室172和第三后冲击室174限定在后部分126中。此外，分隔壁122包括中间分隔壁段122d，其缠绕翼型件100的中间腔119或围绕其延伸，以将第二前冲击室132与第二后冲击室134分隔开，从而限定两个室132,134。类似地，分隔壁122包括后分隔壁段122e，其缠绕后腔117或围绕其延伸，以将第三前冲击室172与第三后冲击室174分隔开，从而限定两个室172,174。在示例性实施例中，外壁102，第一肋120a，第二肋120b，第一分隔壁段122a，中间分隔壁段122d和后分隔壁段122e一体地形成为单个整体部件。然而，在其他实施例中，分隔壁段122a，122d，122e中的至少一个可以是与翼型件100分离的冲击插入件200。
图6和7中描绘的翼型件100可包括关于图2A-2D,3,4和5描述的其他特征。例如，冷却流体流F被接收在第一前冲击室128中，并且至少一个冷却孔136限定在第一分隔壁段122a中以允许冷却流体F从第一前冲击室128流入第一后冲击室130。此外，在第一肋120a中限定至少一个肋交叉孔138，并且交叉孔138在第一后冲击室130处具有入口140并且在第二前冲击室132处具有出口，使得冷却流体F可以从第一后冲击室130流入第二前冲击室132。至少一个冷却孔136限定在中间分隔壁段122d中，以允许冷却流体F从第二前冲击室132流入第二后冲击室134。此外，在第二肋120b中限定至少一个肋交叉孔138，并且交叉孔138在第二后冲击室134处具有入口140并且在第三前冲击室172处具有出口，使得冷却流体F可以从第二后冲击室134流入第三前冲击室172。至少一个冷却孔136限定在后分隔壁段122e中，以允许冷却流体F从第三前冲击室172流入第三后冲击室174。另外，在一些实施例中，至少一个后缘槽144可以限定在后缘部分118中和/或至少一个外壁孔166可以限定在外壁102中，以允许冷却流体F从翼型件100的内部流到翼型件100的外部。
当然，虽然在所示实施例中仅示出了两组和三组串行的前冲击室和后冲击室，但是应当理解，在其他实施例中，可以在翼型件100内限定超过三组串行的前冲击室和后冲击室。在第一前冲击室128后面的每个前冲击室从前面的后冲击室接收冷却流体，例如通过一个或多个肋交叉孔138。与翼型件100一体地形成的分隔壁122可以分离翼型件100内的腔，以限定每个前冲击室和后冲击室，或者至少一组前冲击室和后冲击室可以由冲击插入件限定，冲击插入件与翼型件100分离。
转到图8至图10，将描述翼型件100的另外的实施例。图8,9和10中的每一个提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件100的径向横截面视图。特别地，图8示出了后腔117中的径向分段的分隔壁122，其将后腔117分隔成内第二前冲击室132c和外第二前冲击室132d。因此，不是图5中所示的周向分段的分隔壁122，而是图8的分隔壁122沿径向方向R和翼型件跨度S分段。这样，沿径向方向R限定一个以上的冲击挡板，即内分隔壁段122f和外分隔壁段122g。从第一后冲击室130到内第二前冲击室132c限定第一肋交叉孔138，并且从第一后冲击室130到外第二前冲击室132d限定第二肋交叉孔138，以允许冷却流体F从第一后冲击室130流到内第二前冲击室132c和外第二前冲击室132d中的每一个。至少一个冷却孔136限定在内分隔壁段122f中，以允许冷却流体F从内第二前冲击室132c流到第二后冲击室134。类似地，至少一个冷却孔136限定在外分隔壁段122g中，以允许冷却流体F从外第二前冲击室132d流到第二后冲击室134。此外，图8中描绘的翼型件100可包括如关于本文详述的其他实施例所描述的一个或多个特征，例如，翼型件100可包括一个或多个后缘槽144，一个或多个外壁孔166等。
应当理解，尽管分隔壁122被示出为在后腔117内被分段成仅两个径向区段，但是在其他实施例中，分隔壁122可以被分段成多于两个径向区段和/或前腔115内的分隔壁122可以被径向分段。此外，尽管本文描述了关于周向分段的分隔壁122(图5)和径向分段的分隔壁122(图8)，但在其他实施例中，前腔115和后腔117中的任一个或两个内的分隔壁122可以被轴向分段。例如，后腔117内的分隔壁122可以轴向分段成前分隔壁段(例如从肋120延伸的分隔壁段)和后分隔壁段(例如从后缘部分118延伸的分隔壁段)。因此，利用分段的分隔壁或冲击挡板122，每个分隔壁段仅围绕相应的翼型件腔的一部分排列或延伸，而不是像如图2A-2D中所示的分隔壁122缠绕前腔115那样完全缠绕腔。
现在参照图9，分隔壁122可以与内带160和外带162中的任一个或两个成一体，而不是与肋120成一体，并且内带160和外带162可以与翼型件100一体地形成。更具体地，如图9所示，第一分隔壁段122a可以与外带162一体地形成并且延伸到前腔115中。后腔117内的分隔壁段，例如，与图5中所示的各段类似的压力侧分隔壁段122b和抽吸侧分隔壁段122c，可以与内带160一体地形成并且延伸到后腔117中。限定在第一分隔壁段122a中的一个或多个冷却孔136允许首先被接收在第一前冲击室128中的冷却流体F流入第一后冲击室130。一个或多个第一开口178可以限定在肋120前方的内带160中，以允许冷却流体F从第一后冲击室130流入限定在内带160内部的毂盒180中。一个或多个第二开口182可以限定在肋120后方的内带160中，以允许冷却流体F从毂盒180流入第二前冲击室132。如前所述，一个或多个冷却孔136限定在分隔壁122中，以允许冷却流体F从第二前冲击室132流入第二后冲击室134。此外，图9中所示的翼型件100可包括如关于本文详述的其他实施例所描述的一个或多个特征，例如，翼型件100可包括一个或多个后缘槽144，一个或多个外壁孔166等。
在图9所示实施例的替代实施例中，分隔壁122可以从前腔115延伸到毂箱180中，并且延伸到后腔117中。因此，不是在例如与内带160成一体的后腔内具有一个或多个分隔壁段，分隔壁122可以从前腔115缠绕到后腔117。在这样的实施例中，分隔壁122可以在前腔115或后腔117中的任一个附近与内带160成一体或不成一体。
图10描绘了分隔壁122，其在前腔115内延伸，通过肋120，并进入后腔117，以在前腔115内限定第一前冲击室128和第一后冲击室130，并且在后腔117内限定第二前冲击室132和第二后冲击室134。也就是说，前腔115内的分隔壁122连接到后腔117内的分隔壁122，延伸穿过肋120。因此，分隔壁122限定了从第一前冲击室128到第二前冲击室132的交叉孔138。如图10所示，分隔壁122可以从内带160或外带162延伸到前腔115中并从前腔115延伸到后腔117中。一个或多个支撑件184可以从内带160，外带162和/或外壁102延伸，以在后腔117内支撑分隔壁122。或者，分隔壁122可以从内带160或外带162延伸进入后腔117，并且从后腔117延伸进入前腔115，其中一个或多个支撑件184可以从内带160，外带162，和/或外壁102延伸，以支撑前腔115内的分隔壁122。如本文所述，一个或多个冷却孔136可以限定在前腔115和后腔117内的每个分隔壁段中的分隔壁122中，以允许冷却流体F从相应的前冲击室128,132流到相应的后冲击室130,134。此外，图10中所示的翼型件100可包括如关于本文详述的其他实施例所描述的一个或多个特征，例如，翼型件100可包括一个或多个后缘槽144，一个或多个外壁孔166等。
如图3，图6，图8，图9和图10所示，翼型件100可包括出口通道186，出口通道186延伸通过内带160进入毂盒180。出口通道186可以与分隔壁122成一体，或者可以是冲击插入件200的一部分，在实施例中，利用冲击插入件200而不是第一分隔壁段122a以限定第一前冲击室128和第一后冲击室130。出口通道186在毂盒180中限定孔口188，使得冷却流体F可以从第一前冲击室128流过出口通道186，并且通过孔口188进入毂盒180。冷却流体F可以在一个或多个前位置190或后位置192处或在前位置190和后位置192之间的任何合适位置处离开毂箱180。
尽管在图3，图6，图8，图9和图10中示出为通过外带162供给，其中出口通道186延伸通过内带160，但是在其他实施例中，该构造可以反过来。也就是说，冷却流体F可以通过内带160供给到第一前冲击室128，并且出口通道186可以延伸通过外带162，使得冷却流体F可以从翼型件腔径向向外流动。这种反向构造可以用于燃气涡轮发动机的涡轮区段的不同级中的喷嘴，例如，涡轮风扇发动机10的高压涡轮区段28中的第1级喷嘴可以通过内带160供给冷却流体F，其中出口186在外带162中，而第2级喷嘴通过外带162供给冷却流体F，其中出口186在内带160中。在其他实施例中，可以省略出口通道186，并且当冷却流体F被供给到翼型件100时，冷却流体F可以通过相同的带160,162离开翼型件腔115,117,119。例如，在冷却流体F通过外带162供给的情况下，翼型件100可以在外带162中限定一个或多个开口，冷却流体F通过该一个或多个开口从翼型件腔115,117，119中的一个或多个径向向外流动。
在翼型件100的一些实施例中，分隔壁122或分隔壁段沿翼型件100的径向长度或跨度与翼型件100的肋120和/或翼型件100的外壁102成一体。例如，如图3所示，分隔壁122沿第一径向长度L1在多个径向位置处与肋120成一体。同样地，如图6所示，中间分隔壁段122d沿第二径向长度L2在多个径向位置处与第一肋120a成一体，并且后分隔壁段122e沿第三径向长度L3在多个径向位置处与第二肋120b成一体。也就是说，分隔壁122(或分隔壁段)在多于一个径向位置处与相应的肋120成一体。在其他实施例中，分隔壁122(或分隔壁段)可以沿着径向长度连续地与肋120，外带162和/或内带160成一体。在其他实施例中，分隔壁122(或分隔壁段)可以仅在一个径向位置处与肋120，外带162或内带160成一体，或者冲击插入件200可以仅在一个径向位置处附接到肋120，外带162或内带160，使得分隔壁122或冲击插入件200相对于翼型件100悬挂或悬浮。例如，图3中所示的冲击插入件200仅在一个径向位置处(外带162的径向外表面176)附接到外带162。类似地，图6中描绘的第一分隔壁段122a仅在一个径向位置处(外带162的径向外表面176)与外带162成一体。在其他实施例中，分隔壁122或冲击插入件200可以通过在一端处附接壁122或插入件200并在其它径向位置处将其局部连接到例如肋120而基本上悬挂。
在其他实施例中，例如如图7所示的多个销194可以从分隔壁122延伸到外壁102。销194可以是形成翼型件100的相对薄的材料片，其与外壁102和分隔壁122成一体，即，第一端与外壁102成一体，并且第二端与分隔壁122成一体。这样，销194可以提供用于外壁102的传导冷却的路径。
应当理解，本文描述的翼型件100仅用于解释本主题的各方面的目的。例如，翼型件100将在本文中用于描述制造翼型件100的示例性构造，结构和方法。应当理解，本文所讨论的增材制造技术可用于制造其他翼型件或类似部件，以用于任何合适的装置，用于任何合适的目的，以及用于任何合适的工业中。因此，本文描述的示例性部件和方法仅用于说明本主题的示例性方面，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
现在已经呈现了根据本主题的示例性实施例的翼型件100的结构和构造，提供了根据本主题的示例性实施例的用于形成翼型件的示例性方法1100。制造者可以使用方法1100来形成翼型件100或任何其他合适的翼型件。应当理解，本文仅讨论示例性方法1100以描述本主题的示例性方面，而不是旨在限制。
现在参考图11，方法1100包括，在步骤1110处，在增材制造机器的床上沉积添加材料层。方法1100还包括，在步骤1120处，选择性地将来自能量源的能量引导到添加材料层上，以熔融一部分添加材料并形成翼型件。例如，使用上面的示例，翼型件100可以形成用于涡轮风扇喷气发动机10的核心涡轮发动机16的涡轮区段28,30。
增材制造的翼型件100可包括与凸形抽吸侧106相对的凹形压力侧104和与外端110径向间隔开的内端108。压力侧104和抽吸侧106从前缘112轴向延伸到后缘114。翼型件100还可以包括：外壁102，其限定压力侧104，抽吸侧106，前缘112和后缘114；肋120，其在翼型件100内从外壁102的压力侧104延伸到外壁102的抽吸侧106；前冲击室128；后冲击室130，其围绕前冲击室128；分隔壁122，其将前冲击室128与后冲击室130分隔开；多个冷却孔136，其限定在分隔壁122中。值得注意的是，外壁102，肋120和分隔壁122在增材制造处理期间一体地形成，使得外壁102，肋120和分隔壁122是单个整体部件。
图11描绘了出于说明和讨论的目的以特定顺序执行的步骤。使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以各种方式调整，重新布置，扩展，省略或修改本文所讨论的任何方法的步骤。此外，尽管使用翼型件100作为示例解释了方法1100的各方面，但是应当理解，这些方法可以应用于制造任何合适的翼型件。另外，虽然这里仅详细描述了增材制造方法，但是应该理解，具有一体式外壁102，肋120和分隔壁122的翼型件100可以通过其他合适的方法(例如铸造合适的模具等)形成。
以上描述了翼型件的各种实施例和用于制造翼型件的方法。值得注意的是，翼型件100通常可以包括几何形状和构造，其实际实施通过增材制造处理来促进，如本文所述。例如，使用本文所述的增材制造方法，翼型件100可包括多个冲击室和冷却孔，使得翼型件100被调节以在翼型件100的某些位置处提供冷却。也就是说，冲击挡板或分隔壁122和其中的冷却孔136可以限定在翼型件100内的特定位置处，以在特定的翼型件位置处提供冷却。例如，如图所示，冷却孔136可以限定在分隔壁122中，邻近翼型件前缘112，翼型件压力侧104，和/或翼型件抽吸侧106，并且冷却孔136可以限定在单个或多个径向或跨度位置处，邻近翼型件100的这些部分。可以为每个单独的翼型件100开发这种定制的冷却方案，即，分隔壁或冲击挡板122和/或冷却孔136的构造可以从一个翼型件到另一个翼型件发生变化，或一组翼型件100可以具有相同的冷却构造。可以在翼型件的设计期间引入前述特征以及本文描述的其他特征，使得它们可以在构建处理期间以很少或不需要额外成本容易地集成到翼型件中。此外，整个翼型件，包括外壁，肋，分隔壁和所有其他特征，以及在适当的实施例中的内带和/或外带，可以一体地形成为单个整体部件。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：
1.一种翼型件，包括：凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；第一前冲击室；第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室；第一分隔壁段，所述第一分隔壁段将所述第一前冲击室与所述第一后冲击室分隔开；和多个冷却孔，所述多个冷却孔限定在所述第一分隔壁段中，其中所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。
2.根据任何在前条项的翼型件，其中所述多个冷却孔沿着所述分隔壁限定在多个径向和轴向位置处。
3.根据任何在前条项的翼型件，进一步包括：第二前冲击室；第二后冲击室；和至少一个肋交叉孔，所述至少一个肋交叉孔限定在所述肋中，所述至少一个肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述第二前冲击室处的出口。
4.根据任何在前条项的翼型件，其中所述第二后冲击室包括压力侧部分和抽吸侧部分。
5.根据任何在前条项的翼型件，进一步包括：压力侧分隔壁段，所述压力侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述压力侧部分分隔开；抽吸侧分隔壁段，所述抽吸侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述抽吸侧部分分隔开；限定在所述压力侧分隔壁段中的多个冷却孔；和限定在所述抽吸侧分隔壁段中的多个冷却孔。
6.根据任何在前条项的翼型件，其中所述压力侧分隔壁段和所述抽吸侧分隔壁段与所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。
7.根据任何在前条项的翼型件，进一步包括：多个后缘槽，每个后缘槽具有限定在所述后缘处的出口。
8.根据任何在前条项的翼型件，进一步包括：径向延伸的后缘室；和至少一个后缘交叉孔，所述至少一个后缘交叉孔限定在所述翼型件的后缘部分中，所述至少一个后缘交叉孔具有在所述第二后冲击室处的入口和在所述后缘室处的出口，其中从所述后缘室到所述后缘限定每个后缘槽。
9.一种增材制造的翼型件，包括：凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；至少两个冲击室，所述至少两个冲击室串行布置；分隔壁，所述分隔壁分隔所述至少两个冲击室；和至少一个冷却孔，所述至少一个冷却孔限定在所述分隔壁中，使得冷却流体能够通过所述至少一个冷却孔从一个冲击室流到另一个冲击室。
10.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，其中所述肋将所述翼型件分隔成前部分和后部分，并且其中所述前部分包括：所述至少两个冲击室中的第一前冲击室；和所述至少两个冲击室中的第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室。
11.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，进一步包括：第二前冲击室，所述第二前冲击室限定在所述翼型件的所述后部分；和至少一个肋交叉孔，所述至少一个肋交叉孔限定在所述肋中，所述至少一个肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述第二前冲击室处的出口。
12.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，进一步包括：第二后冲击室，其中，所述分隔壁在所述第二前冲击室和所述第二后冲击室之间延伸，并且其中，从所述第二前冲击室延伸到所述第二后冲击室的至少一个冷却孔限定在所述分隔壁中。
13.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，其中所述第一后冲击室靠近所述外壁，所述第二后冲击室靠近所述外壁，所述第一前冲击室通过所述分隔壁和所述第一后冲击室与所述外壁分隔开，并且所述第二前冲击室通过所述分隔壁和所述第二后冲击室与所述外壁分隔开。
14.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，进一步包括：压力侧第二前冲击室，所述压力侧第二前冲击室限定在所述翼型件的所述后部分中；抽吸侧第二前冲击室，所述抽吸侧第二前冲击室限定在所述翼型件的所述后部分中；第二后冲击室；第一肋交叉孔，所述第一肋交叉孔限定在所述肋中，所述第一肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述压力侧第二前冲击室处的出口；和第二肋交叉孔，所述第二肋交叉孔限定在所述肋中，所述第二肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述抽吸侧第二前冲击室处的出口，其中所述分隔壁包括压力侧分隔壁段，所述压力侧分隔壁段在所述压力侧第二前冲击室和所述第二后冲击室之间延伸，所述分隔壁进一步包括抽吸侧分隔壁段，所述抽吸侧分隔壁段在所述抽吸侧第二前冲击室和所述第二后冲击室之间延伸。
15.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，进一步包括：内第二前冲击室，所述内第二前冲击室限定在所述翼型件的所述后部分中；外第二前冲击室，所述外第二前冲击室限定在所述翼型件的所述后部分中；第二后冲击室；第一肋交叉孔，所述第一肋交叉孔限定在所述肋中，所述第一肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述内第二前冲击室处的出口；和第二肋交叉孔，所述第二肋交叉孔限定在所述肋中，所述第二肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述外第二前冲击室处的出口，其中，所述分隔壁包括内分隔壁段，所述内分隔壁段在所述内第二前冲击室和所述第二后冲击室之间延伸，所述分隔壁进一步包括外分隔壁段，所述外分隔壁段在所述外第二前冲击室和所述第二后冲击室之间延伸。
16.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，其中所述翼型件在内带和外带之间延伸，其中所述肋将所述翼型件分隔成前部分和后部分，其中所述分隔壁包括在与所述外带成一体的所述前部分中的段，并且其中所述分隔壁包括与所述内带成一体的所述后部分中的段。
17.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，其中所述肋将所述翼型件分隔成前部分和后部分，并且其中所述分隔壁从所述前部分延伸，通过所述肋，并进入所述后部分。
18.根据任何在前条项的增材制造的翼型件，其中所述翼型件包括由以下步骤形成的多个层：在增材制造机器的床上沉积添加材料层；和选择性地将来自能量源的能量引导到所述添加材料层上，以熔融一部分所述添加材料，并且其中所述外壁，所述肋和所述分隔壁一体地形成为单个整体部件。
19.一种制造翼型件的方法，所述方法包括：在增材制造机器的床上沉积添加材料层；和选择性地将来自能量源的能量引导到所述添加材料层上，以熔融一部分所述添加材料并形成所述翼型件，所述翼型件包括：凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；前冲击室；后冲击室，所述后冲击室围绕所述前冲击室；分隔壁，所述分隔壁将所述前冲击室与所述后冲击室分隔开；和多个冷却孔，所述多个冷却孔限定在所述分隔壁中。
20.根据任何在前条项的方法，其中所述外壁，所述肋和所述分隔壁一体地形成为单个整体部件。

Claims (10)

1.一种翼型件，其特征在于，包括：
凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；
外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；
肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；
第一前冲击室；
第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室；
第一分隔壁段，所述第一分隔壁段将所述第一前冲击室与所述第一后冲击室分隔开；和
多个冷却孔，所述多个冷却孔限定在所述第一分隔壁段中，
其中所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。
2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，其中所述多个冷却孔沿着所述分隔壁限定在多个径向和轴向位置处。
3.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
第二前冲击室；
第二后冲击室；和
至少一个肋交叉孔，所述至少一个肋交叉孔限定在所述肋中，所述至少一个肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述第二前冲击室处的出口。
4.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，其中所述第二后冲击室包括压力侧部分和抽吸侧部分。
5.根据权利要求4所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
压力侧分隔壁段，所述压力侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述压力侧部分分隔开；
抽吸侧分隔壁段，所述抽吸侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述抽吸侧部分分隔开；
限定在所述压力侧分隔壁段中的多个冷却孔；和
限定在所述抽吸侧分隔壁段中的多个冷却孔。
6.根据权利要求5所述的翼型件，其特征在于，其中所述压力侧分隔壁段和所述抽吸侧分隔壁段与所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。
7.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
多个后缘槽，每个后缘槽具有限定在所述后缘处的出口。
8.根据权利要求7所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
径向延伸的后缘室；和
至少一个后缘交叉孔，所述至少一个后缘交叉孔限定在所述翼型件的后缘部分中，所述至少一个后缘交叉孔具有在所述第二后冲击室处的入口和在所述后缘室处的出口，
其中从所述后缘室到所述后缘限定每个后缘槽。
9.一种增材制造的翼型件，其特征在于，包括：
凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；
外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；
肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；
至少两个冲击室，所述至少两个冲击室串行布置；
分隔壁，所述分隔壁分隔所述至少两个冲击室；和
至少一个冷却孔，所述至少一个冷却孔限定在所述分隔壁中，使得冷却流体能够通过所述至少一个冷却孔从一个冲击室流到另一个冲击室。
10.根据权利要求9所述的增材制造的翼型件，其特征在于，其中所述肋将所述翼型件分隔成前部分和后部分，并且其中所述前部分包括：
所述至少两个冲击室中的第一前冲击室；和
所述至少两个冲击室中的第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室。
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