[發明專利]渦輪葉片

有效

• 申請號: 201610896039.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106930788B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: M.L.克魯馬納克;W.N.杜利;S.R.布拉斯菲爾德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;傅永霄

一種渦輪葉片。一種翼型件(78)包括一個或更多個內部冷卻回路(120,122,124)。冷卻回路還可包括近壁冷卻篩網(176)，其將供應通路(172)流體地聯接至篩網氣室(182)。篩網氣室(182)可設置鄰近于翼型件(78)的外表面，其具有在篩網氣室(182)和翼型件(78)的外表面之間延伸的多個膜孔(200)。篩網氣室(182)還可包括確定大小為有助于膜孔(200)的加工而沒有對翼型件(78)的內部(96)的損壞的橫截面積。

背景技術

渦輪發動機，且特別是燃氣或燃燒渦輪發動機，是從經過發動機到多個旋轉渦輪葉片上的燃燒氣體流提取能量的旋轉發動機。燃氣渦輪發動機用于陸地和海上移動和發電，但最常用于航空應用，諸如用于飛行器，包括直升機。在飛行器中，燃氣渦輪發動機用于飛行器的推進。在陸地應用中，渦輪發動機通常用于發電。

用于飛行器的燃氣渦輪發動機設計成在高溫下操作，以最大化發動機效率，所以某些發動機構件(諸如高壓渦輪和低壓渦輪)的冷卻可能是有益的。通常，冷卻通過將較冷的空氣從高壓和/或低壓壓縮機導送至需要冷卻的發動機構件來實現。高壓渦輪中的溫度為大約1000℃到2000℃，且來自壓縮機的冷卻空氣為大約500℃到700℃。盡管壓縮機空氣為高溫，但其相對于渦輪空氣較冷，且可用于冷卻渦輪。

當代渦輪葉片大體上包括用于將冷卻空氣發送穿過葉片來冷卻葉片的不同部分的一個或更多個內部冷卻回路，且可包括用于冷卻葉片的不同部分(諸如葉片的前緣、后緣和末梢)的專用冷卻回路。

發明內容

一種翼型件，具有：外表面，其限定在前緣與后緣之間沿軸向延伸且在根部與末梢之間沿徑向延伸的壓力側和吸力側。翼型件還包括冷卻回路，其位于翼型件內且還包括：徑向延伸的供應通路，其流體地聯接至冷卻空氣入口通路；近壁冷卻篩網(near wallcooling mesh)，其位于鄰近于外表面的一部分且沿該部分延伸；徑向延伸的開口，其將供應通路流體地聯接至近壁冷卻篩網以限定用于近壁冷卻篩網的流體入口；以及氣室，其流體地聯接至近壁冷卻篩網以限定用于近壁冷卻篩網的流體出口；其中冷卻空氣從入口到出口流過近壁冷卻篩網，且沿流動方向氣室的橫截面積大于冷卻篩網的橫截面積。

一種用于具有渦輪轉子盤的燃氣輪機的葉片。葉片包括燕尾部，其具有多個空氣入口通路且構造成安裝至渦輪轉子盤。葉片還包括翼型件，其從燕尾部沿徑向延伸且具有外表面，該外表面限定在前緣與后緣之間沿軸向延伸且在根部與末梢之間沿徑向延伸的壓力側和吸力側，其中根部鄰近燕尾部。葉片還包括：前緣冷卻回路，其位于翼型件內且流體地聯接至多個空氣入口通路中的對應一個；后緣冷卻回路，其位于翼型件內且流體地聯接至多個空氣入口通路中的對應一個；以及中間冷卻回路，其位于翼型件內且在前緣冷卻回路和后緣冷卻回路之間，中間冷卻回路包括：徑向延伸的供應通路，其流體地聯接至冷卻空氣入口通路；近壁冷卻篩網，其位于鄰近于外表面的一部分且沿該部分延伸；徑向延伸的開口，其將供應通路流體地聯接至近壁冷卻篩網以限定用于近壁冷卻篩網的流體入口；以及氣室，其流體地聯接至近壁冷卻篩網以限定用于近壁冷卻篩網的流體出口。冷卻空氣從入口到出口流過近壁冷卻篩網，且沿流動方向氣室的橫截面積大于近壁冷卻篩網的橫截面積。

一種用于燃氣渦輪發動機的翼型件，其具有：周緣壁，其界定內部且限定壓力側和與壓力側相對的吸力側；近壁冷卻篩網，其位于鄰近于吸力側和壓力側中的一個的一部分且沿該部分延伸；以及氣室，其流體地聯接至近壁冷卻篩網以限定用于近壁冷卻篩網的流體出口，其中氣室具有在翼弦方向平面比近壁冷卻篩網更大的截面大小。