[發(fā)明專利]內(nèi)部通風(fēng)葉片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080060268.4
• 申請(qǐng)日: 2010-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN102713160A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾萬·丹尼爾·波特瑞爾;杰克斯·奧格斯蒂·阿米蒂·鮑瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 斯奈克瑪
• 主分類號(hào): F01D5/18
• 分類號(hào): F01D5/18
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)部通風(fēng)葉片。

背景技術(shù)

渦輪機(jī)的葉片通常受到非常高的溫度作用，可以與采用氣體通風(fēng)的冷卻裝置裝配在一起，所述冷卻裝置采用諸如從壓縮機(jī)區(qū)域中的主氣流中吸入的相對(duì)冷的氣體之類的氣體，然后，這些氣體流動(dòng)到葉片內(nèi)部的中空空腔，通過特別出現(xiàn)在拱腹和后緣上的刺孔從空腔中脫離，在拱腹和后緣處的外部低壓有助于氣流流動(dòng)。這些設(shè)備現(xiàn)在處于試制和測試階段，通常已經(jīng)給出了令人滿意的結(jié)果，但是，由于某些特別困難的條件(例如，在高溫渦輪葉片的情況下，葉片受到最高溫度的作用)或葉片中的某些特定區(qū)域，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)不足，此時(shí)，仍然需要進(jìn)行改進(jìn)。法國專利2?833?294和2?834?015描述了后緣通風(fēng)技術(shù)。

在某些葉片的頂部，具體來講在后緣和外緣之間的角上，已經(jīng)觀察到冷卻故障，這種冷卻故障會(huì)導(dǎo)致非常高的溫度以及某些類型的損壞(例如燃燒)。本發(fā)明的目的是解決這個(gè)特定的問題。

發(fā)明內(nèi)容

在最通常的形式下，本發(fā)明涉及一種葉片，該葉片包括其中可以流動(dòng)冷卻氣體的內(nèi)部空腔，其中，這些空腔由隔離物隔開，其中這些隔離物中距葉片后緣最近的那個(gè)隔離物在所測得的葉片距平臺(tái)的至少70％高度處至葉片的外緣半徑的頂部處以更大的傾斜度朝向后緣(由于下文將給出的原因，這種措施通過改善后緣的通風(fēng)而改進(jìn)了葉片的角的冷卻)，所述葉片的特征在于，所述距葉片后緣最近的隔離物所限定的朝向葉片后緣的空腔中的一個(gè)空腔包括一系列朝向葉片橫向表面的刺孔，其中，所述刺孔通過在平行于所述隔離物的一條線上形成的小孔而出現(xiàn)在所述空腔中。從而，此次通過改善橫向表面(拱腹或拱背)的通風(fēng)，這種改進(jìn)改善了對(duì)葉片的角的冷卻。

附圖說明

結(jié)合附圖，通過所示的實(shí)施例，以更多的細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中：

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的葉片的總體圖；

圖3示出了本發(fā)明所改進(jìn)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)的相應(yīng)細(xì)節(jié)。

具體實(shí)施方式

圖1和圖2示出了葉片(1)，葉片(1)附接到容納在盤(圖中未示出)中并與平臺(tái)(3)配合的根部(2)上。葉片(1)是中空的，并刺有多個(gè)空腔(4)，這些空腔彼此被在基本上沿徑向從根部(2)延伸到葉片(1)的頂部(11)的隔離物(5)所隔開。在其他的空腔中，在距葉片(1)的后緣(7)最近的空腔(6)、鄰近空腔(6)的空腔(8)以及隔開空腔(6)與空腔(8)的隔離物(9)之間進(jìn)行區(qū)分，隔離物(9)是距后緣(7)最近的隔離物。

通風(fēng)氣體從葉片(1)所隸屬于的機(jī)器的另一區(qū)域通過根部(2)的區(qū)域(10)到達(dá)這些空腔(4)(以及(6)和(8))，并上升到葉片(1)的頂部(11)；通風(fēng)氣體通過出現(xiàn)在葉片(1)的拱腹(13)和/或拱背(22)上的刺孔(12)逐漸離開這些空腔，而其他的刺孔(14)(在圖3和圖4中有表示)出現(xiàn)在頂部(11)上，通風(fēng)氣體最后通過其他的刺孔(15)只從出現(xiàn)在后緣(7)上的空腔(6)脫離。

由于刺孔(14)位于空腔(4)的端部，同時(shí)還由于通風(fēng)氣體流速較低壓力較小，葉片(1)的頂部(11)的通風(fēng)較困難；由于頂部(11)由在葉片的拱背側(cè)和拱腹側(cè)上延伸的薄的外側(cè)背脊(16)構(gòu)成，從而形成了被稱為“盆”(17)的中空空腔，這產(chǎn)生了另一個(gè)不利的因素。背脊(16)使得熱氣體在葉片的頂部和對(duì)著背脊而被限制的箱體之間向外流出，而且背脊(16)當(dāng)葉片在熱膨脹和離心力的組合作用下延伸并碰到對(duì)著它的箱體時(shí)是受到磨損和撕拉的區(qū)域。盆(17)和背脊(16)是難以冷卻的區(qū)域，在鄰近葉片(1)的上角(18)處情況特別嚴(yán)重，在上角(18)處，空腔(6)最狹窄。

應(yīng)當(dāng)參照?qǐng)D3。在慣常設(shè)計(jì)中，為了簡化葉片生產(chǎn)，鄰近距后緣(7)最近的隔離物(此處以9’標(biāo)示)與其他的隔離物一樣都是直線的，在方向上通常是完全徑向的。發(fā)明人觀察到，在隔離物(9’)和盆(17)底部的壁連接的點(diǎn)處存在低速再流通區(qū)域。這個(gè)位置處的通風(fēng)氣體的動(dòng)壓力低，使得產(chǎn)生的對(duì)頂部(11)通風(fēng)的上部刺孔無效，使得盆(17)的邊緣根本就沒有通風(fēng)，同時(shí)還觀察到，朝向最鄰近頂部(11)的后緣(7)的刺孔(15)，通常是三個(gè)或四個(gè)這種最近的穿透，由于氣流壓力較低而受到特別低的流速作用。

在圖4中可以看到，本發(fā)明特有的改進(jìn)在于，使距后緣(7)最近的隔離物(9)一個(gè)上端(20)，上端(20)比隔離物(9)的其他部分以更大的傾斜度朝向后緣(7)，有利地，上端(20)以修圓形狀不斷地加大傾斜度，而且以幾乎直角連接到盆(17)底部的壁上。上端部分開始于葉片(1)的自平臺(tái)(3)測量的80％高度處，也可以是70％高度處，直到外邊緣，即，盆(17)底部的壁處。其他的隔離物保持直線。技術(shù)效果如下：低速直線再流通區(qū)域(19)消失，改善了使通風(fēng)氣體到鄰近頂部(11)的刺孔(15)的導(dǎo)引，并增大了通風(fēng)氣體的壓力，從而還增大了通過這些上部刺孔(15)的流速；從第二空腔(8)朝向拱腹(13)(或拱背)的刺孔(12)可以向后緣(7)移動(dòng)，其中，第二空腔(8)中的小孔(21)排成一條平行于上部(20)的線；由于第二空腔(8)在頂部被加寬(其中，由于更大的通風(fēng)難度，在本文所示以及現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的第一空腔(6)通常在頂部并不具有刺孔(12)和(14))，可以包括另一個(gè)其他的頂部刺孔(14’)。所有這些改進(jìn)的效果是，在后緣(7)中通過刺孔(15)，在橫向拱腹(13)和拱背面上通過移動(dòng)的刺孔(12)，以及在盆(17)中通過附加的頂部刺孔或多個(gè)頂部刺孔(14’)，葉片(1)的上角(18)被更好地通風(fēng)和冷卻。