CN113874600B - 具有蛇形通道的涡轮叶片 - Google Patents

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Abstract

一种具有基部(442)和翼型件(441)的涡轮叶片(440a、440b),所述基部包括根端(444)。所述翼型件包括表皮(460),所述表皮从所述基部延伸并限定前缘(446)、后缘(447),具有与所述根端相对的尖端(445)。所述涡轮叶片还包括定位在所述翼型件内的分隔件(491、492、493、494、495)。分隔件、前缘、后缘和表皮限定翼型件内的蛇形通道(474、484、507a、507b、508)。第一多弯曲热交换路径(470)和第二多弯曲热交换路径(480)延伸穿过蛇形通道以冷却涡轮叶片的部分。

Description

具有蛇形通道的涡轮叶片
技术领域
本公开大体上关于燃气涡轮发动机。更具体地,本申请涉及具有蛇形通道的涡轮叶片。
背景技术
内部冷却型涡轮叶片可在叶片内包括通道。可以铸造这些中空叶片。在铸造具有内部冷却通路的中空燃气涡轮发动机叶片时,将烧制的陶瓷芯放置在陶瓷熔模型壳模具中,以在铸造翼型件中形成内部冷却通路。用于熔模铸造中空翼型件的烧制的陶瓷芯通常具有翼型形状的区域,其具有薄横截面前缘区和后缘区。在前缘区与后缘区之间,芯可包括细长和其它形状的开口,以便形成多个内部壁、基座、湍流器、肋以及分离铸造翼型件中的冷却通路和/或驻留在其中的类似特征。
George Liang的美国专利第8,192,146号描述了具有内部冷却系统的涡轮叶片,所述内部冷却系统具有与尖端冷却通道连通的双蛇形冷却通道。冷却系统可包括分别与第一蛇形冷却通道和第二蛇形冷却通道连通的第一尖端冷却通道和第二尖端冷却通道。第一尖端冷却通道可以从前缘延伸到后缘,并且由第一吸力侧尖端冷却通道和第一压力侧尖端冷却通道形成。第二尖端冷却通道可以从中弦区域朝向后缘延伸,并且可以定位在压力侧与吸力侧之间,使得第二尖端冷却通道大体上定位在第一吸力侧尖端冷却通道与第一压力侧尖端冷却通道之间。第一尖端冷却通道和第二尖端冷却通道可以通过后缘排出冷却流体。
本公开旨在克服发明人发现的一个或多个问题。
发明内容
本文公开了一种用于燃气涡轮发动机的涡轮叶片。在实施例中,所述涡轮叶片包括基部和翼型件。所述基部包括根端、前面、与所述前面相对的后面、邻近所述前面定位的第一入口以及定位在所述第一入口与后面之间的第二入口。所述翼型件包括表皮,所述表皮从所述基部延伸并且限定前缘、与所述前缘相对的后缘、压力侧和与所述压力侧相对的吸力侧,并且具有与所述根端相对的尖端。
所述涡轮叶片还包括从邻近所述第一入口朝向所述前缘延伸的第一过渡部分。所述涡轮叶片还包括第一肋部分,所述第一肋部分从所述第一过渡部分与所述根端相对朝向所述尖端延伸,并且具有与所述根端相对定位的第一端。所述涡轮叶片还包括第三过渡部分,所述第三过渡部分从所述前缘朝向所述后缘延伸,邻近所述尖端定位,并且定位在所述第一端与所述尖端之间。所述涡轮叶片还包括第三肋部分,所述第三肋部分从所述第三过渡部分朝向所述根端延伸,定位在所述第一肋部分与所述后缘之间,所述第三肋部分邻近所述第一肋部分定位。
所述涡轮叶片还包括第二过渡部分,所述第二过渡部分从邻近所述第二入口朝向所述后缘延伸。所述涡轮叶片还包括第二肋部分,所述第二肋部分从所述第二过渡部分与所述根端相对朝向所述尖端延伸,所述第二肋部分定位在所述第三肋部分与所述后缘之间,所述第二肋部分具有与所述根端相对定位的第二端。所述涡轮叶片还包括第四过渡部分,所述第四过渡部分从所述后缘朝向所述前缘延伸,定位在所述第二端与所述尖端之间。所述涡轮叶片还包括第四肋过渡部分,所述第四肋过渡部分从所述第四过渡部分朝向所述根端延伸,所述第四肋过渡部分定位在所述第三肋部分与所述后缘之间。所述涡轮叶片还包括第四肋部分,所述第四肋部分从邻近所述第四过渡部分朝向所述根端延伸,所述第四肋部分定位在所述第三肋部分与所述第二肋部分之间,并且所述第四肋部分具有与所述尖端相对定位的第四端。
附图说明
本公开的实施例的细节(关于其结构和操作)可部分地通过研究附图来搜集,在附图中相同的附图标记指代相同的部分,并且其中:
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图;
图2是示例性涡轮转子组件的轴向视图;
图3是图2的一个涡轮叶片的等距视图;
图4是图3的涡轮叶片的剖面侧视图;以及
图5是图3的涡轮叶片的另一剖面侧视图,其示出了冷却路径的变化。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种实施例的描述,而不旨在表示可以实践本公开的仅有的实施例。为了透彻理解实施例,详细描述包括具体细节。然而,没有这些具体细节,本公开对本领域技术人员也是显而易见的。在一些情况下,为了使描述简洁,以简化形式展示了熟知的结构和部件。
图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚和便于解释起见,已省略或放大了某些表面。此外,本公开可能提及前方向和后方向。大体上,除非另有说明,否则对“前”和“向”的所有提及均与主空气(即,在燃烧过程中使用的空气)的流动方向相关联。例如,前为相对于主气流的“上游”,而后为相对于主气流的“下游”。
另外,本公开通常可提及燃气涡轮发动机的旋转中心轴线95,其一般可由燃气涡轮发动机的轴120(由多个轴承组件150支承)的纵向轴线限定。中心轴线95可以与各种其它发动机同心部件共有或共用。除非另有说明,否则对径向、轴向和周向方向以及测量的所有提及均指中心轴线95,并且诸如“内”和“外”的术语一般表示远离更小的或更大的径向距离,其中径向96可为垂直于中心轴线95并且从该中心轴线向外辐射的任何方向。
燃气涡轮发动机100包括入口110、燃气发生器或“压缩机”200、燃烧器300、涡轮机400、排气装置500和动力输出联接装置50。压缩机200包括一个或多个压缩机转子组件220。燃烧器300包括一个或多个喷射器350,并且包括一个或多个燃烧室390。涡轮机400包括一个或多个涡轮转子组件420。排气装置500包括排气扩散器520和排气收集器550。
如所图示的,压缩机转子组件220和涡轮转子组件420都是轴向流动转子组件,其中每个转子组件包括沿周向填充有多个翼型件(“转子叶片”)的转子盘。当安装时,与一个转子盘相关联的转子叶片通过静止轮叶(“定子轮叶”或“定子”)与和相邻盘相关联的转子叶片轴向地分开,所述静止轮叶周向分布在环形壳体中。
气体(通常是空气10)作为“工作流体”进入入口110,并且由压缩机200压缩。在压缩机200中,由一系列压缩机转子组件220在环形流动路径115中压缩工作流体。特别地,空气10以编号的“级”被压缩,级与每个压缩机转子组件220相关联。例如,“第四级空气”可与在下游或“后向”方向(从入口110朝排气装置500)上的第四压缩机转子组件220相关联。同样,每个涡轮转子组件420可与编号的级相关联。例如,第一级涡轮转子组件421是涡轮转子组件420的最前方涡轮转子组件,第二级转子组件422位于第一级涡轮转子组件421的下游。然而,也可以使用其它编号/命名惯例。
一旦压缩空气10离开压缩机200,它就进入燃烧器300,在此处使它被扩散并加入燃料20。空气10和燃料20通过喷射器350被喷射到燃烧室390中并被点燃。在燃烧反应之后,接着由一系列涡轮转子组件420中的每一级通过涡轮机400从燃烧的燃料/空气混合物中提取能量。排出的废气90然后可以在排气扩散器520中扩散,并通过排气收集器550收集、改变方向和离开系统。还可以对排出的废气90进行进一步处理(例如,以减少有害排放和/或以从排出的废气90中回收热)。
以上部件(或它们的子部件)中的一个或多个可以由不锈钢和/或称为“超合金”的耐用高温材料制成。超合金或高性能合金是表现出优异机械强度、高温下的抗蠕变性、良好的表面稳定性,以及耐腐蚀性和抗氧化性的合金。超合金可以包括诸如HASTELLOY、INCONEL、WASPALOY、RENE合金、HAYNES合金、INCOLOY、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金的材料。
图2是示例性涡轮转子组件的轴向视图。具体地,在此更详细地示出了图1中示意性图示的涡轮转子组件420,但其与燃气涡轮发动机100的其余部分分离。涡轮转子组件420包括涡轮转子盘430,该涡轮转子盘周向地填充有被构造成接收冷却空气的多个涡轮叶片(“冷却涡轮叶片”440a)以及多个阻尼器426。此处,出于说明的目的,涡轮转子盘430示出为未全部填充,而只填充有三个冷却涡轮叶片440a和三个阻尼器426。
每个冷却涡轮叶片440a可以包括基部442,该基部包括平台443和叶片根部451。例如,叶片根部451可以包含“枞树形”、“灯泡形”或“燕尾形”根部,以列举几个。相应地,涡轮转子盘430可以包括多个周向分布的狭槽或“叶片附接凹槽”432,其被构造成接收和保持每个冷却涡轮叶片440a。具体地,叶片附接凹槽432可以被构造成与叶片根部451配合,两者都具有彼此往复形状。另外,叶片附接凹槽432可以例如在前向—后向方向上与叶片附接凹槽432可滑动地接合。
邻近燃烧器300(图1),涡轮转子组件420可包括主动冷却。具体地,压缩的冷却空气可以从内部供应到每个冷却涡轮叶片440a以及涡轮转子盘430的预定部分。例如,此处,涡轮转子盘430接合冷却涡轮叶片440,使得在叶片附接凹槽432与叶片根部451之间形成冷却空气腔433。在其它实施例中,涡轮的其它级也可以包括主动冷却。
当一对冷却涡轮叶片440a安装在涡轮转子盘430的相邻叶片附接凹槽432中时,可以分别在相邻叶片根部451的柄部之间,在其相邻平台443之下,在涡轮转子盘430的周向外边缘上方形成平台下腔体。因而,每个阻尼器426可以被构造成配合此平台下腔体。替代地,当平台与涡轮转子盘430的周向外边缘齐平和/或平台下腔体足够小时,可完全省略阻尼器426。
此处,如图示的,每个阻尼器426可以被构造成约束接收的冷却空气,使得可以在平台下腔体内形成正压,以抑制来自涡轮的热气体的进入。另外,阻尼器426还可以被构造成调节冷却空气向涡轮转子组件420下游的部件的流动。例如,阻尼器426可以在其后面中包括一个或多个后板孔。为了清楚起见,图示的某些特征可以被简化和/或不同于生产部件。
每个阻尼器426可以被构造成例如通过压配合在涡轮转子组件420的组装期间与涡轮转子盘430一起组装。此外,阻尼器426可以与相邻冷却涡轮叶片440a形成至少部分密封。此外,阻尼器426的一个或多个轴向面的大小可以被设定为提供足够间隙,以允许每个冷却涡轮叶片440a在阻尼器426安装之后不受干涉地经过阻尼器426滑动到叶片附接凹槽432中。
图3是图2的涡轮叶片的透视图。如上文所描述,冷却涡轮叶片440a可以包括基部442,该基部具有平台443、叶片根部451和根端444。每个冷却涡轮叶片440a还可以包括从平台443径向向外延伸的翼型件441。翼型件441可以具有径向变化的复杂几何结构。例如,当翼型件441从尖端445径向向内接近平台443时,该翼型件的横截面可以加长、变厚、扭曲和/或改变形状。翼型件441的总体形状也可以因应用而变化。
此处通常参考冷却涡轮叶片440a的安装和操作对其进行描述。具体地,参考中心轴线95的径向96(图1)和翼型件441的空气动力学特征来描述冷却涡轮叶片440a。翼型件441的空气动力学特征包括前缘446、后缘447、压力侧448、吸力侧449及其平均中弧线450。前缘446和后缘447中的任一个可称为第一边缘或第二边缘。前缘446可以具有前缘孔506,并且后缘447可以具有后缘槽509,该后缘槽可以允许冷却空气15离开涡轮叶片440a。平均中弧线450大体上定义为沿着翼型件的中心从前缘446延伸到后缘447的线。它可被认为是翼型件441形状的压力侧448和吸力侧449的平均值。如上文所论述,翼型件441还在平台443与尖端445之间径向延伸。因此,本文中的平均中弧线450包括从平台443继续到尖端445的整个中弧片材。
因此,当将冷却涡轮叶片440a描述为一个单元时,向内方向大体上朝向中心轴线95(图1)径向向内,其中其相关联的端部被称为“根端”444。同样地,向外方向大体上从中心轴线95(图1)径向向外,其中其相关联的端部被称为“尖端”445。当描述平台443时,平台443的前面456和后面457与中心轴线95(图1)的前向轴向方向和后向轴向方向相关联,如上所述。基部442还可以包括前面456和后面457。前面456对应于基部442的定位在基部442的前端上的面。后面457对应于基部442的远离前面456定位的面。
此外,当描述翼型件441时,通常沿着平均中弧线450(将平均中弧线450人工处理为线性的)在其前缘446(前部)与其后缘447(后部)之间测量前向方向和后向方向。当描述翼型件441的流动特征时,向内方向和向外方向大体上在径向方向上相对于中心轴线95(图1)测量。然而,当描述翼型件441的热力学特征时,大体上在垂直于中心轴线95(图1)的径向96的平面中测量向内方向和向外方向,其中向内是朝向平均中弧线450,而向外是朝向翼型件441的“表皮”460。
最后,为了清楚起见,某些传统空气动力学术语可在本文中被不时地使用,但不是限制性的。例如,虽然将论述翼型件441(以及整个冷却涡轮叶片440a)可以制造为单个金属铸造件,但翼型件441的外表面(及其厚度)在本文中被描述性地称为翼型件441的“表皮”460。在另一实例中,本文中所述的每个肋可用作壁或分隔件。
图4是图3的涡轮叶片的剖面侧视图。具体地,此处示出了图3的冷却涡轮叶片440a,其中从翼型件441的压力侧448移除了表皮460,从而露出其内部结构和冷却路径。翼型件441可以包括由多个分部和冷却结构组成的复合流动路径。类似地,基部442的截面已被移除以露出基部442内部的第一入口通路466、第二入口通路467和第三入口通路468的部分。图4中所示的涡轮叶片440a大体上描绘了从压力侧448可见的特征。前缘孔506和后缘槽509未在图4中示出。
冷却涡轮叶片440a包括翼型件441和基部442。基部442可包括平台443、叶片根部451、前面456、后面457、根端444、第一入口462、第二入口463和第三入口464。翼型件441与基部442相接,并且可包括表皮460、第一分隔件491、第二分隔件492、第三分隔件493、第四分隔件494和第五分隔件495。
压缩的二次空气15可以被引导到冷却涡轮叶片440a的基部442中的第一入口462、第二入口463和第三入口464作为冷却空气15。第一入口462、第二入口463和第三入口464可以在任何方便的位置处。例如,这里,第一入口462、第二入口463和第三入口464位于叶片根部451中。替代地,冷却空气15可以从叶片根部451径向向外但从平台443径向向内地接收在柄部区域中。第一入口462可以位于前面456与第三入口464之间。第一入口462被构造成允许压缩的冷却空气15进入涡轮叶片440a中。第二入口463可以位于第三入口与后面457之间。第二入口463被构造成允许压缩的冷却空气15进入涡轮叶片440a中。第三入口464可以位于第一入口462与第二入口463之间。在实施例中,阻挡板469可以位于第三入口464的径向内侧,并且可以限制冷却空气15进入第三入口464。在一些实施例中,存在第三入口464和第三入口通路以帮助铸造冷却涡轮叶片440a。
在基部442内,冷却涡轮叶片440a包括第一入口通路466,该第一入口通路被构造成将冷却空气15从第一入口462引导通过基部442,并经由第一通道474进入翼型件441中。基部还可以包括第二入口通路467,该第二入口通路被构造成将冷却空气15从第二入口463引导通过基部442,并经由第二通道484进入翼型件441中。基部442还可以包括第三入口通路468,该第三入口通路被构造成将冷却空气15从第三入口464引导通过基部442,并经由中间通道490进入翼型件441中。第一入口通路466、第二入口通路467和第三入口通路468可以被构造成使冷却空气15在朝翼型件441并且沿着第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480径向向上(例如,大体上沿着中心轴线95(图1)的径向96)行进时在三个维度上(例如,不仅仅在图的平面中)平移。例如,冷却空气15可径向并且在翼型件441内行进。第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480被描绘为实线,该实线绘制为穿过翼型件441的编织路径,通过翼型件441离开且以箭头结束。第一多弯曲热交换路径470可以是由第一通道474部分限制的空气流动路径,并且第二多弯曲热交换路径480可以是由第二通道484部分限制的空气流动路径。
在翼型件441的表皮460和涡轮叶片的基部442内,若干内部结构是可见的。若干内部结构,例如第一分隔件491、第二分隔件492、第三分隔件493、第四分隔件494和第五分隔件495,可以保持连续或包括间隙。此外,翼型件441可包括湍流器487、冷却翅片486、后缘出口478和尖端开口477。
在实施例中,第一分隔件491位于翼型件441和基部442内,并从基部442向上延伸到翼型件441中。第一分隔件491可以位于第一入口通路466与第三入口通路468之间,并且从根端444朝向尖端445延伸。第一分隔件491可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449。第一分隔件491可以具有第一过渡部分511和第一肋部分501。
第一过渡部分511可以从邻近根端444定位的第一入口462与第三入口464之间延伸到邻近翼型件441与基部442的相接部定位的前缘446附近。换句话说,当第一过渡部分511定位在基部442内时,第一过渡部分可以在从邻近根端444朝向尖端445延伸时朝向前缘446弯曲。相比于与根端444相对处,邻近根端444处,第一过渡部分511可以更宽。
第一肋部分501可以从邻近翼型件441与基部442的相接部定位的第一过渡部分511朝向尖端445延伸。第一肋部分501可以大体上与前缘446平行地延伸,并且可以具有大体上线性形状。
第一分隔件491可以包括与基部442相对定位的第一端521。第一端521可以定位成相比于邻近根端444的第一分隔件491更靠近前缘446。
在实施例中,第二分隔件492定位在翼型件441和基部442内,并且从基部442向上延伸到翼型件441中。第二分隔件492可以定位在第二入口通路467与第三入口通路468之间,并且从根端444朝向尖端445延伸。第二分隔件492可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449。第二分隔件492可以定位在第一分隔件491与后缘447之间。第二分隔件492可以定位成相比于第一分隔件491更靠近后缘447。第二分隔件492可以具有第二过渡部分512和第二肋部分502。
第二过渡部分512可以从邻近根端444定位的第二入口463与第三入口464之间延伸到邻近翼型件441与基部442的相接部定位的后缘447附近。换句话说,当第二过渡部分512定位在基部442内时,第二过渡部分可以在从邻近根端444朝向尖端445延伸时朝向后缘447弯曲。相比于与根端444相对处,邻近根端444处,第二过渡部分512可以更宽。
第二肋部分502可以从邻近翼型件441与基部442的相接部定位的第二过渡部分512朝向尖端445延伸。第二肋部分502可以大体上与后缘447平行地延伸,并且可以具有大体上线性形状。第二肋部分502可以比第一肋部分501短。
第二分隔件492可以包括与基部442相对定位的第二端522。第二端522可以定位成相比于邻近根端444的第二分隔件492更靠近后缘447。
在实施例中,第三分隔件493从邻近尖端445朝向基部延伸,并且可以邻近第一过渡部分511且邻近翼型件441与基部442的相接部终止。第三分隔件493可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449。第三分隔件493可以包括第三过渡部分513和第三肋部分503。
在实施例中,第三过渡部分513从前缘446朝向后缘447延伸。第三过渡部分513可以定位在第一分隔件491与尖端445之间。第三过渡部分513可以邻近尖端445定位。第三过渡部分513邻近前缘可以更宽,并且在从前缘446延伸时可以逐渐变窄,例如肉片的形状。
第三分隔件493可以具有与前缘446相对定位的第三过渡端527。第三过渡端527可以邻近尖端开口477和后缘出口478定位。
第三肋部分503可以从第三过渡部分513朝向基部442和根端444延伸。第三肋部分503可以从邻近尖端445朝向基部442延伸。在实施例中,第三肋部分503从第三过渡部分513的大致中间,从前缘446与第三过渡端527之间延伸。第三肋部分503可以从第三过渡部分513延伸到邻近第一过渡部分511和翼型件441从基部442延伸的相接部。第三肋部分503可以定位在第一分隔件491与第二肋502之间。第三肋部分503可以定位成相比于第二肋502更靠近第一肋部分501。第三肋部分503可以定位在第一分隔件491与后缘447之间。第三肋部分503可以大体上与第一分隔件491平行地定向。第三肋部分503可以比第一肋部分501和第二肋部分502长。
第三分隔件493可以包括与尖端445相对定位的第三端523。第三端523可以定位成相比于第三过渡端527更靠近前缘446。
第四分隔件494可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449,并且包括第四过渡部分514、第四肋过渡部分516和第四肋部分504。
第四过渡部分514可以从后缘447朝向前缘446延伸,并且定位在第二分隔件492与尖端445之间。第四过渡部分514邻近后缘447可以更宽,并且远离后缘可以逐渐变窄,并且具有肉片形状。第四过渡部分514可以定位在第三肋部分503与后缘447之间。第四过渡部分可以邻近后缘出口478定位。
第四肋过渡部分516从第四过渡部分514朝向基部442延伸。第四肋过渡部分516可以定位在第三过渡部分513与第二肋部分502之间。第四肋过渡部分516可成形为将第四过渡部分514接合到第四肋部分504的固定径向过渡。
第四肋部分504可以从第四肋过渡部分516朝向根端444延伸。第四肋部分504可以从邻近第四过渡部分514朝向根端444延伸。第四肋部分504可以从第四肋过渡部分516延伸到邻近第二肋部分502和翼型件441从基部442延伸的相接部。第四肋部分可以定位在第三肋部分503与第二肋部分502之间。第四肋部分504可以定位成相比于第三肋部分503更靠近第二肋部分502。第四肋部分504可以大体上与第三肋部分503平行地定向。第四肋部分504可以定位成相比于第四过渡部分514更靠近前缘446。第四肋部分504可以比第三肋部分503和第一肋部分501短。第四肋部分504可以比第二肋部分502长。
第四分隔件494可以包括与尖端445相对定位的第四端524肋。第四端524可以定位在与第三端523相似的径向距离处。
第五分隔件495可以从邻近翼型件441从基部442延伸的相接部朝向尖端445延伸,并且定位在第三分隔件493与第四分隔件494之间。第五分隔件495可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449,并且包括第五肋部分505和第五过渡部分515。
第五肋部分505可以从邻近第三端523和第四端524延伸到邻近第四肋过渡部分516。换句话说,第五肋部分可以从邻近翼型件与基部的相接部朝向尖端445延伸。第五肋部分505可以在第三肋部分503与后缘447之间的位置。第五肋部分505可以在第三肋部分503与第四肋部分504之间的位置。第五肋部分505可以大体上与第三肋部分503和第四肋部分504平行地定向,并且大体上是线性的。第五肋部分505可以比第四肋部分504长并且比第三肋部分503短。第五肋部分505可以相比于后缘447更接近前缘446。
第五过渡部分515从第五肋部分505朝向后缘447的后缘出口478延伸。换句话说,第五过渡部分515可以从第五肋部分505朝向尖端445径向延伸,并且从第五过渡部分515朝向后缘447周向延伸。第五过渡部分515可以定位在第四肋过渡部分516与第三过渡部分513之间。第五过渡部分515可以成形为具有固定径向曲率。替代性地,第五过渡部分515可以具有多个曲率,或是线性的且不具有曲率。
第五分隔件495可以包括与尖端445相对定位的第五端525肋。第五端525可以定位在与第三端523和第四端524相似的径向距离处。
第五分隔件495可以包括与第五端525相对定位的第五过渡端526。第五过渡端526可以邻近第三过渡端527定位。
尖端开口477由表皮460的压力侧448、表皮的吸力侧449、第三过渡部分513和后缘447之间的空间限定。尖端开口477允许冷却空气15通过尖端445离开翼型件441。
后缘出口478延伸穿过后缘447,并且邻近尖端445定位。后缘出口478允许冷却空气15通过后缘447离开翼型件441。
涡轮叶片440a可包括中间通道490,该中间通道由第一过渡部分511、第二过渡部分512、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449限定(并且包括它们之间的空间)。中间通道490可以邻近第三端523、第四端524和第五端525定位。
翼型件441可包括尖端通道476,该尖端通道由第四过渡部分514、第三过渡部分513、后缘447、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449限定(并且包括它们之间的空间)。尖端通道476可以与尖端开口477、后缘出口478、第三过渡端527、第五过渡端526相邻定位。
所描述的结构可以与表皮460一起限定翼型件441内的第一多弯曲热交换路径470以及第二多弯曲热交换路径480。
第一多弯曲热交换路径470可以流过涡轮叶片440a的第一通道474和第三通道507a。第一通道474可以包括前缘446、第一肋部分501、第三肋部分503、第三过渡部分513、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449之间的空间(并且由它们限定)。第一通道474可以从邻近翼型件441与基部442的相接部到第三过渡部分513同时在前缘446与第一分隔件491之间延伸。第一通道474还可以围绕第一端521在第一分隔件491与第三过渡部分513之间延伸,并且还延伸到第一分隔件491与第三肋部分503之间以邻近翼型件441与基部442的相接部。第一通道474可以部分地与前缘446相邻定位。
第三通道507a可以由第三肋部分503、第三过渡部分513、第五肋部分505、第五过渡部分515、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449限定(并且包括它们之间的空间)。第三通道507a可以从邻近翼型件441与基部442的相接部朝向尖端445同时在第三肋部分503与第五肋部分505之间延伸。第三通道507a还可以在第三过渡部分513与第五过渡部分515之间延伸到邻近尖端445。换句话说,第三通道507a可以在第三过渡部分513与第五过渡部分515之间延伸到邻近第三过渡端527和第五过渡端526。
第二多弯曲热交换路径480可以流过涡轮叶片440a的第二通道484和第四通道508。第二通道484可以由后缘447、第二肋部分502、第四肋部分504、第四过渡部分514、第四肋过渡部分516、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449限定(并且包括它们之间的空间)。第二通道484可以从邻近翼型件441与基部442的相接部到第四过渡部分514同时在后缘447与第二分隔件492之间延伸。第二通道484还可以围绕第二端522在第二分隔件492与第四过渡部分514和第四肋过渡部分516之间延伸,并且还延伸到第二分隔件492与第四肋部分504之间以邻近翼型件441与基部442的相接部。第二通道484可以部分地与后缘447相邻定位。
第四通道508可以由第四肋部分504、第四肋过渡部分516、第五肋部分505、第五过渡部分515、表皮460的压力侧448和表皮460的吸力侧449限定(并且包括它们之间的空间)。第四通道508可以从邻近翼型件441与基部442的相接部朝向尖端445同时在第五肋部分505与第四肋部分504之间延伸。第四通道508还可以在第五过渡部分515与第四过渡部分514之间延伸到邻近尖端445。
构成第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480的内部结构可以形成多个分立子通路。例如,尽管第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480由冷却空气15的代表性路径示出,但多个复合流动路径是可能的。
可能的多个复合流动路径可遇到翼型件441内的额外特征。这些特征可以是湍流器487和冷却翅片486。
在实施例中,湍流器487可位于前缘446与第一肋部分501之间、第一肋部分501与第三肋部分503之间、第三肋部分503与第五肋部分505之间、第五肋部分505与第四肋部分504之间、第四肋部分504与第二肋部分502之间,以及第二肋部分502与后缘447之间。湍流器487也可以分布在翼型件441的其它剩余区域上。湍流器487可以形成为表皮460上的脊部,并且可以可操作以中断沿着第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480的流动,并且防止形成边界层,该边界层可以降低冷却空气15的冷却效果。
冷却翅片486可以从表皮460的压力侧448延伸到表皮460的吸力侧449。在实施例中,冷却翅片486定位在第二肋部分502与后缘447之间。冷却翅片486可以在整个翼型件441中或在其它选定位置中大量地分布。具体地,冷却翅片486可以分布在整个翼型件441中以便与冷却空气15热交互以增加冷却。该分布可为规则的、不规则的、交错的和/或局部性的。根据一个实施例,冷却翅片486中的一个或多个可以是针形翅片或基座。针形翅片或基座可包括许多不同横截面区域,例如:圆形、椭圆形、跑道形、正方形、矩形、菱形横截面,仅仅列举几个。如上文所论述,针形翅片或基座可以布置为交错阵列、线性阵列或不规则阵列。
涡轮叶片440a还可以包括第一计量板496。第一计量板496可邻近第一入口462且相对于中心轴线95径向向内定位。第一计量板496可以从邻近第一分隔件491朝向前面456延伸。第一计量板496可以包括第一计量板入口497。
涡轮叶片440a还可以包括第二计量板498。第二计量板498可以邻近第二入口463且相对于中心轴线95径向向内定位。第二计量板498可以从邻近第一分隔件491朝向前面456延伸。第二计量板498可以包括第二计量板入口499。
可以选择第二计量板入口499的大小以向第二通道484提供所需量的冷却空气15或所需的冷却空气流。在实施例中,第一计量板入口497位于第二计量板498与前面456之间。第一计量板入口497的大小可选择为向第一通道474提供所需量的冷却空气15或所需的冷却空气流。
图5是图3的涡轮叶片的另一剖面侧视图,其示出了冷却路径的变化。先前结合先前描述的实施例描述的结构和特征可在此不重复,但要理解在适当时,先前的描述适用于图5中描绘的实施例。另外,以下描述中的重点在于先前引入的特征或元件的变化。替代涡轮叶片440b类似于涡轮叶片440a,但移除了第五分隔件495(图4中示出)。
移除第五分隔件495后,第三通道507b由第三肋部分503、第三过渡部分513、第四肋部分504、第四肋过渡部分516、压力侧448表皮460和吸力侧449表皮460限定(并且包括它们之间的空间)。第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480两者都可以流过第三通道507b,并且可以创建组合多弯曲热交换路径。第三通道507b可以从邻近翼型件441与基部442的相接部朝向尖端445同时在第三肋部分503与第四肋部分504之间延伸。第三通道507b还可以在第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间延伸到邻近尖端445。换句话说,第三通道507b可以在第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间延伸到邻近第三过渡端527和第四过渡部分514。
工业适用性
本公开大体上适用于冷却涡轮叶片440a、440b,以及具有冷却涡轮叶片440a、440b的燃气涡轮发动机100。所描述的实施例不限于与特定类型的燃气涡轮发动机100结合使用,而是可应用于静止或动力燃气涡轮发动机,或其任何变型。燃气涡轮发动机以及因此其部件可适用于多种工业应用,例如但不限于石油和天然气工业的各个方面(包括石油和天然气的运输、收集、储藏、抽出和起升)、发电工业、废热发电、航空航天和运输工业,仅列举几个实例。
通常,当前公开的冷却涡轮叶片440a、b的实施例适用于燃气涡轮发动机100的使用、组装、制造、操作、维护、维修和改进,并且可以用于提高性能和效率、减少维护和维修,和/或降低成本。此外,当前公开的冷却涡轮叶片440a、b(图4和图5)的实施例可以适用于燃气涡轮发动机100的寿命的任何阶段,从设计到样机和第一次制造,以及向前到寿命结束。因此,冷却涡轮叶片440a、b可以用于第一产品中,作为对现有燃气涡轮发动机的改型或增强,作为预防性措施,或甚至响应于事件。尤其是当前公开的冷却涡轮叶片440a、b可以方便地包括可与较早类型的冷却涡轮叶片440a、b互换的相同的相接部。
如上文所论述的,可铸造形成整个冷却涡轮叶片440a、b。根据一个实施例,冷却涡轮叶片440a、b可以由熔模铸造工艺制成。例如,可以使用陶瓷芯或不固定图案由不锈钢和/或超合金铸造整个冷却涡轮叶片440a、b。值得注意的是,虽然为了简洁起见上文已将结构/特征描述为分立构件,但是作为单个铸件,结构/特征可以与表皮460集成在一起。替代地,某些结构/特征可添加到铸造芯,从而形成复合结构。
当前公开的冷却涡轮叶片440a、b的实施例实现冷却容量的增加,这使涡轮叶片440a、b对静止燃气涡轮发动机应用更具吸引力。具体地,蛇形构造通过首先将最冷的冷却空气15提供至前缘446和后缘447且将冷却空气15逐渐朝向第五分隔件495引导,来改进翼型件441的前缘446和后缘447处的冷却,所述第五分隔件通常可为翼型件441的相对于前缘446和后缘447的周向中间部分。变暖的冷却空气15(也称为消耗的冷却空气)最初由前缘446和后缘447变暖,并且被引导远离前缘446和后缘447以冷却朝向翼型件441的中间定位的结构特征,其中与前缘446和后缘447的温度相比,涡轮发动机操作期间经历的温度通常可以较低。
在公开的实施例中,加压冷却空气15在由具有第一计量板入口497的第一计量板496接收时可大体上是最冷的。冷却空气15可以穿过第一计量板入口497且由第一入口462接收。类似地,加压冷却空气15在由具有第二计量板入口499的第二计量板498接收时可大体上是最冷的。冷却空气15可以穿过第二计量板入口499且由第二入口463接收。
在图4和图5中所示的实施例中,第一多弯曲热交换路径470可以是冷却空气15通过涡轮叶片440a、b遵循的路径。冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径可以在大致径向方向上从第一入口462朝向尖端445延伸。冷却空气15遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还从第一入口462延伸到第一过渡部分511与邻近前面456定位的基部442之间。换句话说,冷却空气15从第一入口462流动到与第一过渡部分511相邻且与邻近前面456定位的基部442相邻。冷却空气15遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还朝向第三过渡部分513从基部442内延伸到前缘446与第一肋部分501之间。换句话说,冷却空气15由第一通道474接收。冷却空气15遵循第一多弯曲热交换路径,该第一多弯曲热交换路径还邻近前缘446和第一肋部分501延伸,以在冷却远离前缘446和第一肋部分501定位的区域之前向前缘446和第一肋部分501提供冷却效果。换句话说,冷却空气15可以吸收来自前缘446和其它相邻特征(例如,表皮460和第一肋部分501)的热。当冷却空气15沿着第一多弯曲热交换路径470且通过第一通道474和第三通道507a、b行进通过翼型件441时,冷却空气15可逐渐变暖。
冷却空气15可遵循第一多弯曲热交换路径470的围绕第一端521的第一转弯471,将冷却空气15的方向从朝向第三过渡部分513流动改变为朝向基部442和根端444流动。第一多弯曲热交换路径470还可以朝向基部442和根端444同时在第一肋部分501与第三肋部分503之间延伸。
换句话说,第一通道474将第一分隔件491与第三肋部分503之间的冷却空气15朝向第一入口462引导。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第一肋部分501、第三肋部分503、第三过渡部分513以及位于第一肋部分501、第三肋部分503、第三过渡部分513之间的特征(例如,表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还围绕第三端523延伸,并且可以延伸通过中间通道490。换句话说,冷却空气15由中间通道490接收并被引导到第三通道507a、b中。尽管未示出,但冷却空气15的一部分或全部可以从中间通道490引导至第四通道508。
如图5中所示,冷却空气15可遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还围绕第三端523延伸到第三肋部分503与第四肋部分504之间。换句话说,冷却空气15可以通过遵循第一多弯曲热交换路径470的第二转弯472从第一通道474通过中间通道490过渡到第三通道507b。换句话说,冷却空气15围绕第三肋部分503流动,并且另外变暖的冷却空气15在第三肋部分503与第四肋部分504之间朝向尖端445引导。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第三肋部分503、第四肋部分504以及位于第三肋部分503与第四肋部分504之间的特征(例如,表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还在第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间朝向后缘447延伸。换句话说,冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470的围绕第四肋过渡部分516并且在第四肋部分504、第三肋部分503、第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间的第三转弯473。换句话说,冷却空气15流过第三通道507b,并且被引导到尖端通道476中。
如图4中所示,冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还围绕第三端523延伸到第三肋部分503与第五肋部分505之间。换句话说,冷却空气15可以通过遵循第一多弯曲热交换路径470的第二转弯472从第一通道474通过中间通道490过渡到第三通道507a。换句话说,冷却空气15围绕第三肋部分503流动,并且另外变暖的冷却空气15在第三肋部分503与第五肋部分505之间朝向尖端445引导。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第三肋部分503、第五肋部分505以及位于第三肋部分503与第五肋部分505之间的特征(例如,表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第一多弯曲热交换路径470,该第一多弯曲热交换路径还在第三过渡部分513与第五过渡部分515之间朝向后缘447延伸。换句话说,冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480的围绕第五过渡部分515并且在第五肋部分505、第五过渡部分515、第三肋部分503和第三过渡部分513之间的第三转弯483。换句话说,冷却空气15流过第三通道507a,并且被引导到尖端通道476中。
如图4和图5中所示,冷却空气15可以被引导到尖端通道476中,在此,其可以遵循第一多弯曲热交换路径470通过尖端445的尖端开口477。冷却空气15可以吸收额外热量,并向尖端开口477和邻近尖端开口477的特征(例如,表皮的一部分和后缘出口478)提供冷却效果。
在实例中,另外变暖的冷却空气15遵循第一多弯曲热交换路径470通过后缘447的后缘出口478。冷却空气15可以吸收额外热量,并向后缘出口478和邻近后缘出口478的特征(例如,尖端445的一部分和表皮460的一部分)提供冷却效果。
在实例中,另外变暖的冷却空气15遵循第一多弯曲热交换路径470部分地通过尖端445且部分地通过后缘出口478,并提供先前描述的冷却效果的组合。
在图4和图5中所示的实施例中,第二多弯曲热交换路径480可以是冷却空气15通过涡轮叶片440a、b所遵循的路径。冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径可以在大致径向方向上从第二入口463朝向尖端445延伸。冷却空气15遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径从第二入口463延伸到第二过渡部分512与邻近后面457定位的基部442之间。换句话说,冷却空气15从第二入口463流动到与第二过渡部分512相邻且与邻近后面457定位的基部442相邻。冷却空气15遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径从基部442内朝向第四过渡部分514延伸到后缘447与第二肋部分502之间。换句话说,冷却空气15由第二通道484接收。冷却空气15遵循从邻近后缘447延伸的第二多弯曲热交换路径,以在冷却远离后缘447定位的区域之前向后缘447提供冷却效果。换句话说,冷却空气15可以吸收来自后缘447和其它相邻特征(例如,表皮460和第二肋部分502)的热。当冷却空气15沿着第二多弯曲热交换路径480且通过第二通道484、第三通道507b(图5中示出)和第四通道508(图4中示出)行进通过翼型件441时,冷却空气15可逐渐变暖。
冷却空气15可遵循第二多弯曲热交换路径480的围绕第二端522的第一转弯481,将冷却空气15的方向从朝向第四肋过渡部分516流动改变为朝向基部442或根端444流动。第二多弯曲热交换路径480还可以朝向基部442和根端444同时在第二肋部分502与第四肋部分504之间延伸。
换句话说,第二通道484朝向第二入口463在第二肋部分502与第四肋部分504之间引导变暖的冷却空气15。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第二肋部分502、第四肋部分504、第四肋过渡部分516、第四肋部分504以及定位在第二肋部分502、第四肋部分504、第四肋过渡部分516和第四肋部分504之间的特征(例如表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径还围绕第四端524延伸,并且可以延伸通过中间通道490。换句话说,冷却空气15由中间通道490接收,并且可以被引导到第四通道508(图4中示出)中。尽管未示出,但冷却空气15的一部分或全部可以从中间通道490引导到第三通道507a(图4中示出)。冷却空气15的一部分或全部可以从中间通道490引导到第三通道507b(图5中示出)。
如图5中所示,冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径还围绕第四端524延伸到第三肋部分503与第四肋部分504之间。换句话说,冷却空气15可以通过遵循第二多弯曲热交换路径480的第二转弯482从第二通道484通过中间通道490过渡到第三通道507b。换句话说,冷却空气15围绕第四肋部分504流动,并且另外变暖的冷却空气15在第四肋部分504与第三肋部分503之间朝向尖端445引导。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第四肋部分504、第三肋部分503以及定位在第四肋部分504与第三肋部分503之间的特征(例如表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径还在第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间朝向后缘447延伸。
换句话说,冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480的围绕第四肋过渡部分516并且在第四肋部分504、第三肋部分503、第三过渡部分513与第四肋过渡部分516之间的第三转弯483。换句话说,冷却空气15流过第三通道507b,并且被引导到尖端通道476中。
如图4中所示,冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径还围绕第四端524延伸到第四肋部分504与第五肋部分505之间。换句话说,冷却空气15可以通过遵循第二多弯曲热交换路径480的第二转弯482从第二通道484通过中间通道490过渡到第四通道508。换句话说,冷却空气15围绕第四肋部分504流动,并且另外变暖的冷却空气15在第四肋部分504与第五肋部分505之间朝向尖端445引导。冷却空气15可以吸收额外热量,并向第四肋部分504、第五肋部分505以及位于第四肋部分504与第三肋部分503之间的特征(例如表皮460的一部分)提供冷却效果。
冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480,该第二多弯曲热交换路径还在第三过渡部分513与第五过渡部分515之间朝向后缘447延伸。换句话说,冷却空气15可以遵循第二多弯曲热交换路径480的围绕第四肋过渡部分516并且在第四肋部分504、第四肋过渡部分516与第五过渡部分515之间的第三转弯483。换句话说,冷却空气15流过第四通道508,并且被引导到尖端通道476中。
如图4和图5中所示,冷却空气15可以被引导到尖端通道476中,在此,其可以遵循第二多弯曲热交换路径480通过尖端445的尖端开口477。冷却空气15可以吸收额外热量,并向尖端开口477和邻近尖端开口477的特征(例如,表皮的一部分和后缘出口478)提供冷却效果。
在实例中,另外变暖的冷却空气15遵循第二多弯曲热交换路径480通过后缘447的后缘出口478。冷却空气15可以吸收额外热量,并向后缘出口478和邻近后缘出口478的特征(例如,尖端445的一部分和表皮460的一部分)提供冷却效果。
在实例中,另外变暖的冷却空气15遵循第二多弯曲热交换路径480部分地通过尖端445且部分地通过后缘出口478,并提供先前描述的冷却效果的组合。
第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480被构造成使得冷却空气15将在各种内部结构之间、沿着各种内部结构并在各种内部结构周围通过,但是从基部442朝向和远离尖端445的侧视图观察时,大致以蛇形路径流动,从前缘446和后缘447朝向翼型件441的中间汇聚(例如,从概念上将中弧片材视为平面)。因此,第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480可以包括与翼型件441的大致曲率相关联的一些可忽略的侧向行程(例如,进入和离开平面)。另外,如上文所论述的,尽管为了简洁起见,第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480由行进通过两个区段的两个单代表性流动线示出,但是第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480包括携带冷却空气15通过翼型件441的整个流动路径。第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480可以彼此流动连通,并且可将第三通道507a、b,第四通道508和/或尖端通道476组合在中间通道490内。
在实施分隔件491、492、493、494、495时,第一多弯曲热交换路径470和第二多弯曲热交换路径480利用与单弯曲涡轮叶片相比具有更有效的温度分布的蛇形流动路径。这提供了沿着前缘446和后缘447的较高冷却效率。
第一计量板496可具有第一计量板入口497,该第一计量板入口的大小和形状可被设定为改变进入第一入口462的冷却空气15的量。类似地,第二计量板498可具有第二计量板入口499,该第二计量板入口的大小和形状可被设定为改变进入第二入口463的冷却空气15的量。在实例中,第一计量板入口497的尺寸比第二计量板入口499的尺寸大,并且相比于第二入口通路467可以允许更多的冷却空气15进入第一入口通路466。在实例中,第一计量板入口497的尺寸比第二计量板入口499的尺寸小,并且相比于第二入口通路467可以允许更少的冷却空气15进入第一入口通路466。
涡轮叶片440a、b可以包括第三入口464和第三入口通路468。第三入口通路468可以将冷却空气15引导到第三肋部分503与第四肋部分504之间。在实施例中,第三入口通路468可以将冷却空气15引导到第三肋部分503与第五肋部分505和/或第五肋部分505与第四肋部分504之间。
在实例中,第三入口通路468用于在涡轮叶片440a、b铸造过程期间提供额外支撑。第三入口464可以用阻挡板469覆盖,以防止冷却空气15通过第三入口464进入到第三入口通路468中。
在恶劣的环境中,可以选择某些超合金以抵抗特定腐蚀性攻击。然而,取决于超合金的热特性,较大冷却可能是有益的。所描述的制造冷却涡轮叶片440a、b的方法提供实施分隔件491、492、493、494、495。具体地讲,分隔件491、492、493、494、495产生第一多弯曲热传递路径470和第二多弯曲热传递路径480,它们实现了涡轮叶片的更均匀的温度分布并且增加了在较低翼型件跨度处的冷却效率,并且可以增加叶片寿命。此外,包括分隔件491、492、493、494、495的内部翼型件结构可适合用于具有薄叶片翼型件的涡轮叶片中。
尽管已关于本发明的详细实施例展示和描述了本发明,但所属领域的技术人员应理解,在不脱离所要求保护的发明的精神和范围的情况下,可进行形式和细节的各种改变。因此,前面的详细描述在本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。具体地,所描述的实施例并不限于与特定类型的燃气涡轮发动机结合使用。例如,所描述的实施例可应用于静止或动力燃气涡轮发动机或其任何变型。此外,并没有意图受任何前面部分中呈现的任何理论的束缚。也要理解,图示可以包括放大的尺寸和图形表示,以更好地图示所示出的引用项,并且除非这样明确说明,否则不认为是限制性的。
要理解,上文描述的益处和优点可以与一个实施例有关,或者可以涉及若干实施例。实施例不限于解决所陈述的任何或全部问题的实施例,或具有所陈述的任何或全部益处和优点的实施例。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机(100)中的涡轮叶片(440a、440b),所述涡轮叶片包括:
基部(442),所述基部包括
根端(444),
前面(445),
后面(457),所述后面与所述前面相对定位,
第一入口(462),所述第一入口邻近所述前面定位,和
第二入口(463),所述第二入口定位在所述第一入口与所述后面之间;
翼型件(441),所述翼型件包括
表皮(460),所述表皮从所述基部延伸并且限定前缘(446)、与所述前缘相对的后缘(447)、压力侧(448)和与所述压力侧相对的吸力侧(449),并且具有与所述根端相对的尖端(445);
第一过渡部分(511),所述第一过渡部分从邻近所述第一入口朝向所述前缘延伸;
第一肋部分(501),所述第一肋部分从所述第一过渡部分与所述根端相对朝向所述尖端延伸,并且具有与所述根端相对定位的第一端(521),
第三过渡部分(513),所述第三过渡部分从所述前缘朝向所述后缘延伸,邻近所述尖端定位,并且定位在所述第一端与所述尖端之间;
第三肋部分(503),所述第三肋部分从所述第三过渡部分朝向所述根端延伸,定位在所述第一肋部分与所述后缘之间,所述第三肋部分邻近所述第一肋部分定位,并且具有与所述尖端相对定位的第三端(523);
第二过渡部分(512),所述第二过渡部分从邻近所述第二入口朝向所述后缘延伸;
第二肋部分(502),所述第二肋部分从所述第二过渡部分与所述根端相对朝向所述尖端延伸,所述第二肋部分定位在所述第三肋部分与所述后缘之间,所述第二肋部分具有与所述根端相对定位的第二端(522);
第四过渡部分(514),所述第四过渡部分从所述后缘朝向所述前缘延伸,定位在所述第二端与所述尖端之间;
第四肋过渡(516)部分,所述第四肋过渡部分从所述第四过渡部分朝向所述根端延伸,所述第四肋过渡部分定位在所述第三肋部分与所述后缘之间;以及
第四肋部分(504),所述第四肋部分从邻近所述第四过渡部分朝向所述根端延伸,所述第四肋部分定位在所述第三肋部分与所述第二肋部分之间,并且所述第四肋部分具有与所述尖端相对定位的第四端(524)。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片,所述涡轮叶片还包括:
第五肋部分(505),所述第五肋部分从邻近所述第三端和所述第四端朝向所述尖端延伸,所述第五肋部分定位在所述第三肋部分与第四肋部分之间;以及
第五过渡(515)部分,所述第五过渡部分从所述第五肋部分与所述根端相对朝向所述后缘延伸,所述第五过渡部分定位在所述第三过渡部分与所述第四肋过渡部分之间。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片,其中所述第一过渡部分从所述第一入口朝向所述尖端径向延伸,并且从所述第一入口朝向所述前缘周向延伸。
4.根据权利要求1所述的涡轮叶片,其中所述第二过渡部分从所述第二入口朝向所述尖端径向延伸,并且从所述第二入口朝向所述后缘周向延伸。
5.一种用于燃气涡轮发动机(100)中的涡轮叶片(440a、440b),所述涡轮叶片包括:
基部(442),所述基部包括
根端(444);
翼型件(441),所述翼型件包括
表皮(460),所述表皮从所述基部延伸并且限定前缘(446)、与所述前缘相对的后缘(447)、压力侧(448)和与所述压力侧相对的吸力侧(449),并且具有与所述根端相对的尖端(445);
第一分隔件(491),所述第一分隔件定位在所述翼型件和所述基部内,从所述基部内延伸并且延伸到所述翼型件中,并且具有与所述基部相对定位的第一端(521);
第三分隔件(493),所述第三分隔件定位在所述翼型件内,所述第三分隔件的一部分从所述前缘朝向所述后缘延伸,邻近所述尖端定位,并且所述第三分隔件部分地定位在所述第一分隔件与所述后缘之间;
第二分隔件(492),所述第二分隔件定位在所述翼型件和所述基部内,从所述基部延伸并且延伸到所述翼型件中,部分地定位在所述第三分隔件与所述后缘之间,所述第二分隔件具有与所述基部相对定位的第二端(522);以及
第四分隔件(494),所述第四分隔件定位在所述翼型件内,所述第四分隔件的一部分从所述后缘朝向所述前缘延伸并且定位在所述第二分隔件与所述尖端之间,所述第四分隔件部分地定位在所述第三分隔件与所述第二分隔件之间,并且所述第四分隔件具有与所述尖端相对定位的第四端(524)。
6.根据权利要求5所述的涡轮叶片,所述涡轮叶片还包括第一通道(474),所述第一通道从邻近所述翼型件与所述基部的相接部到所述第三分隔件同时在所述前缘与所述第一分隔件之间延伸,所述第一通道还围绕所述第一端在所述第一分隔件与所述第三分隔件之间延伸,并且还延伸到所述第一分隔件与所述第三分隔件之间以邻近所述翼型件与所述基部的相接部。
7.根据权利要求6所述的涡轮叶片,所述涡轮叶片还包括第二通道(484),所述第二通道从邻近所述翼型件与所述基部的相接部到所述第四分隔件同时在所述后缘与所述第二分隔件之间延伸,所述第二通道还围绕所述第二端在所述第二分隔件与所述第四分隔件之间延伸,并且还延伸到所述第二分隔件与所述第四分隔件之间以邻近所述翼型件与所述基部的相接部。
8.根据权利要求7所述的涡轮叶片,其中所述第一通道部分地邻近所述前缘定位,并且所述第二通道部分地邻近所述后缘定位。
9.根据权利要求7所述的涡轮叶片,所述涡轮叶片还包括第三通道(507a、507b),所述第三通道从邻近所述翼型件与所述基部的相接部朝向所述尖端同时在所述第三分隔件与第四分隔件之间延伸,所述第三通道还在所述第三分隔件与第四分隔件之间延伸到邻近所述尖端。
10.根据权利要求7所述的涡轮叶片,所述翼型件还包括:
第五肋部分(503),所述第五肋部分从邻近所述翼型件与所述基部的相接部朝向所述尖端延伸,所述第五肋部分定位在所述第三分隔件与第四分隔件之间;以及
第五过渡部分(513),所述第五过渡部分从所述第五肋部分与所述基部相对朝向所述后缘延伸,所述第五过渡部分定位在所述第三分隔件与所述第四分隔件之间。
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