[發(fā)明專利]帶罩渦輪機(jī)葉片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580081310.3
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN107709707B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚國汶;李經(jīng)邦;埃里克·陳;史蒂文·克斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): F01D5/22
• 分類號(hào): F01D5/22
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 魏金霞;王艷江

提供了一種渦輪機(jī)部件(10)，該渦輪機(jī)部件(10)包括帶有流調(diào)節(jié)器(70、70a、70b)的帶罩翼型件(32)，該流調(diào)節(jié)器構(gòu)造成將泄漏流動(dòng)和冷卻劑引導(dǎo)成與主要熱氣流對(duì)準(zhǔn)。流調(diào)節(jié)器(70、70a、70b)位于徑向上與翼型件的稍部相鄰的罩基部(20)上并且包括定位成比罩基部(20)的徑向外表面(25)在徑向上更向內(nèi)的傾斜的徑向外表面(72)。傾斜的徑向外表面(72)沿大致從翼型件(32)的吸力側(cè)(40)至壓力側(cè)(38)的方向從第一邊緣(74)延伸至第二邊緣(76)，使得第一邊緣(74)定位成比第二邊緣(76)在徑向上更向內(nèi)。傾斜的徑向外表面(72)上設(shè)置有多個(gè)冷卻劑噴射孔(80)。冷卻劑噴射孔(80)流體地連接至翼型件(32)的內(nèi)部(81)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及渦輪機(jī)部件，并且更具體地涉及帶罩渦輪機(jī)翼型件。

背景技術(shù)

通常，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括：用于壓縮空氣的壓縮機(jī)；用于將壓縮空氣與燃料混合并點(diǎn)燃混合物的燃燒器；以及用于產(chǎn)生動(dòng)力的渦輪機(jī)葉片組件。燃燒器通常在可能超過2500華氏度的高溫下運(yùn)行。典型的渦輪機(jī)燃燒器構(gòu)型將渦輪機(jī)葉片組件暴露于這些高溫。因此，渦輪機(jī)葉片必須由能夠承受這種高溫的材料制成。

渦輪機(jī)葉片由位于一個(gè)端部處的根部以及形成葉片的長形部形成，葉片在渦輪機(jī)葉片的相反端部處從聯(lián)接至根部的平臺(tái)向外延伸。葉片通常由前緣、后緣、以及與根部段相反的梢部構(gòu)成。渦輪機(jī)葉片的梢部通常具有梢部特征，用以減小渦輪機(jī)的氣體路徑中的環(huán)形區(qū)段與葉片之間的間隙的尺寸，從而防止梢部流泄漏，這減小了由渦輪機(jī)葉片產(chǎn)生的扭矩量。一些渦輪機(jī)葉片包括附接至梢部的外罩，如圖1A所示。

如圖1B所示，梢部泄漏損失基本上失去了提取功的機(jī)會(huì)并且還導(dǎo)致空氣動(dòng)力學(xué)二次損失。為了減少梢部上的泄漏，帶罩葉片通常包括用于運(yùn)行梢部緊密間隙的周向刀口。渦輪機(jī)稍部罩還用于葉片阻尼的目的。

一些現(xiàn)代的稍部罩是扇形而不是一個(gè)完整的環(huán)，以減少罩的重量并因此降低葉片牽拉載荷。由扇形件去除的材料由圖1A中的陰影區(qū)域指示。由扇形件去除的材料對(duì)于渦輪機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)效率是不利的，原因在于罩的覆蓋范圍現(xiàn)在減少了并且寄生泄漏使二次空氣動(dòng)力學(xué)效率提高和增大。

例如，如US 5,531,568A中所公開的，一些帶罩葉片還采用內(nèi)部冷卻，并且在過去已經(jīng)使用圍欄從噴射的葉片冷卻劑中提取功。

發(fā)明內(nèi)容

提供了一種包括具有流調(diào)節(jié)器的帶罩翼型件，該流調(diào)節(jié)器構(gòu)造成將泄漏流和噴射的冷卻劑流引導(dǎo)成與主要熱氣流對(duì)準(zhǔn)。流調(diào)節(jié)器可以定位在與翼型件的梢部徑向地相鄰的罩基部的徑向外表面上。流調(diào)節(jié)器包括傾斜的徑向外表面，該傾斜的徑向外表面定位成比罩基部的徑向外表面在徑向上更向內(nèi)。該傾斜的徑向外表面沿大致從翼型件的吸力側(cè)至壓力側(cè)的方向從第一邊緣延伸至第二邊緣，使得第一邊緣定位成比第二邊緣在徑向上更向內(nèi)。該傾斜的徑向外表面上設(shè)置有多個(gè)冷卻劑噴射孔。所述多個(gè)冷卻劑噴射孔流體地連接至翼型件的內(nèi)部。

在一種實(shí)施方式中，翼型件呈大致長形并且具有前緣、后緣、壓力側(cè)、在與壓力側(cè)相反的一側(cè)上的吸力側(cè)、在翼型件的徑向外端部處的梢部、以及聯(lián)接翼型件的徑向內(nèi)端部的根部，該根部用于支承翼型件并用于將翼型件聯(lián)接至轉(zhuǎn)子盤。罩聯(lián)接至翼型件的梢部。罩沿大致從壓力側(cè)朝向吸力側(cè)的方向延伸并且在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中沿周向延伸。罩至少部分地由聯(lián)接至翼型件的稍部的罩基部和從罩基部徑向向外延伸的刀口密封件形成。

在一種實(shí)施方式中，第一邊緣與大致長形的翼型件的吸力側(cè)在大致長形的翼型件與罩的相交處大致對(duì)齊。

在一種實(shí)施方式中，流調(diào)節(jié)器的傾斜的徑向外表面的第一邊緣可以定位成比罩基部的徑向外表面在徑向上更向內(nèi)。徑向延伸的壁表面將流調(diào)節(jié)器的傾斜的徑向外表面與罩基部的徑向外表面連接。流調(diào)節(jié)器的傾斜的徑向外表面與徑向延伸的壁表面形成一角度。