[發明專利]渦輪機翼型構件及其冷卻方法

有效

• 申請號: 201210012813.3
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102536333A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: G·M·伊策爾;A·O·本森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D9/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;楊楷

1.一種適于在渦輪機的熱氣體通路中使用的流體冷卻式渦輪機翼型構件，所述翼型構件包括翼型部分(10)，所述翼型部分(10)具有由翼型根部(22)和翼型尖端(20)界定的翼展方向、由前緣(16)和后緣(18)界定的翼弦方向，以及由在所述前緣(16)與所述后緣(18)之間延伸的壁所形成的凹入表面(12)和凸出表面(14)界定的厚度方向，其特征在于：

位于所述翼型部分(10)內的腔室(28)；

位于所述翼型部分(10)內且適于將所述腔室(28)流體地連接至冷卻流體的第一通道(24A)；

位于所述翼型部分(10)內且適于將所述腔室(28)流體地連接到定位在所述翼型部分(10)的表面處的第一冷卻孔(26A)上的第二通道(24B)；以及

位于所述腔室(28)內的多孔可滲透泡沫部件(30)；

其中，所述腔室(28)相對于所述第一通道(24A)和所述第二通道(24B)定位以便自其沿所述翼弦方向偏離，使得經由所述第一通道(24A)進入所述翼型部分(10)的冷卻流體進入所述腔室(28)且在經由所述第一冷卻孔(26A)離開所述翼型部分(10)之前由所述泡沫部件(30)沿所述翼弦方向轉移。

2.根據權利要求1所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述第一通道(24A)和所述第二通道(24B)以及所述腔室(28)限定從所述翼型部分(10)的翼型根部(22)延伸至翼型尖端(20)的連續冷卻流體流動通道。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述腔室(28)朝所述翼型部分(10)的后緣(18)偏離所述第一通道(24A)和所述第二通道(24B)。

4.根據權利要求1至權利要求3中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述腔室(28)離所述后緣(18)比離所述翼型部分(10)的前緣(16)更近。

5.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述腔室(28)為位于所述翼型部分(10)內的第一腔室(28)，且所述翼型構件還包括位于所述翼型部分(10)內且包含第二多孔可滲透泡沫部件(30)的第二腔室(28)，以及所述第一腔室和所述第二腔室(28)流體地串聯或并聯到彼此上。

6.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述腔室(28)流體地連接到附加通道(24)上或流體地連接到第二腔室(28)上，所述附加通道(24)流體地連接到冷卻流體源和位于所述翼型尖端(20)處的附加冷卻孔(26)上，所述第二腔室(28)位于所述翼型部分(10)內且包含第二多孔可滲透泡沫部件(30)。

7.根據權利要求1至權利要求6中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述翼型構件還包括位于所述翼型部分(10)內的多個附加通道(24)和定位在所述翼型部分(10)的至少一個表面處的多個附加冷卻孔(26)，所述附加通道(24)將冷卻流體源流體地連接至所述附加冷卻孔(26)。

8.根據權利要求7所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述第一通道(24A)和所述第二通道(24B)比所述附加通道(24)離所述翼型部分(10)的后緣(18)更近。

9.根據權利要求1至權利要求8中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述腔室(28)跨越所述翼型部分(10)的翼型根部(22)與翼型尖端(20)之間的距離的大約15％至大約75％。

10.根據權利要求1至權利要求9中任一項所述的流體冷卻式渦輪機翼型構件，其特征在于，所述翼型構件為渦輪葉片或輪葉，以及所述渦輪機為工業燃氣渦輪發動機或飛行器燃氣渦輪發動機。