[發(fā)明專利]用于燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪機翼和其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710075032.1
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107084003B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設計）人: R.S.班克
• 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: 嚴志軍;李強

本發(fā)明公開一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪機翼和其制造方法，渦輪機翼包括壓力側壁，所述壓力側壁沿著翼展方向并從所述機翼的機翼前緣朝向所述機翼的機翼后緣延伸。所述渦輪機翼還包括吸入側壁，所述吸入側壁也沿著所述翼展方向并從所述機翼前緣朝向所述機翼后緣延伸。所述壓力側壁和吸入側壁限定其間的冷卻氣腔，且所述壓力側壁和吸入側壁的一者或兩者限定機翼后緣冷卻通道，所述機翼后緣冷卻通道自所述冷卻氣腔大體上延伸至所述機翼后緣。此外，所述壓力側壁和吸入側壁的一者或兩者包括多個壓降元件，所述多個壓降元件部分延伸至所述機翼后緣冷卻通道內，以減少流經所述冷卻氣腔的冷卻空氣量。

技術領域

本發(fā)明主題大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機機翼內的冷卻通道。

背景技術

燃氣渦輪發(fā)動機大體包括彼此流動連通的風扇和核心。此外，燃氣渦輪發(fā)動機的核心大體包括按連續(xù)流動順序的壓縮機段、燃燒段、渦輪段和排氣段。發(fā)動機運轉時，空氣從風扇進入壓縮機的進氣口，其中一個或多個軸流式壓縮機逐步壓縮空氣，直至空氣進入燃燒段。燃料與壓縮空氣混合并在燃燒段內燃燒，進而提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒段流入至渦輪段。流經渦輪段的燃燒氣體推動渦輪段，然后流經至排氣段進入，例如，大氣。

渦輪段通常包括多個按順序設置的渦輪噴嘴和渦輪轉子葉片級。不同渦輪轉子噴嘴級內的各渦輪噴嘴和不同渦輪轉子葉片級內的各渦輪轉子葉片包括機翼。這些機翼通常通過冷空氣流入至機翼的中央腔，然后經過多個按不同位置設置在機翼上的冷卻孔。例如，機翼可能包括位于機翼前緣的各種冷卻孔，沿著壓力側和吸入側的各種冷卻孔，以及位于機翼前緣的各種冷卻孔。

鑒于機翼的特性，機翼的中央氣腔內的冷卻空氣在經過位于機翼的機翼后緣上的冷卻孔時通常具有最大壓降。例如，機翼后緣有必要盡可能的薄，以便最小化氣動損失。相應地，形成機翼后緣的段也相對較長，使得很難鑄造或機械制造通過長度的小冷卻孔。此種配置可能導致冷卻孔比所需的大，使得流動的冷卻流體比所需或要求的多。

相應地，具有機翼后緣冷卻通道以及可控制流經其中的氣流量的其他工具會有用。更具體而言，機翼具有包括計量段的機翼后緣冷卻通道以及可控制流經其中的氣流量的更多工具會特別有用。

發(fā)明內容

以下說明將部分地闡明本發(fā)明的各方面內容和優(yōu)點，或者可以從說明中顯而易見地了解這些方面和優(yōu)點，或可以通過實踐本發(fā)明來獲悉這些方面和優(yōu)點。

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的渦輪機翼。該渦輪機翼限定翼展方向、機翼前緣和機翼后緣。該渦輪包括壓力側壁，其沿著翼展方向，并從機翼前緣朝向機翼后緣延伸。該渦輪還包括吸入側壁，其沿著翼展方向，并從機翼前緣朝向機翼后緣延伸。該壓力側壁和吸入側壁限定其間的冷卻氣腔。該壓力側壁和吸入側壁的一者或兩者限定機翼后緣冷卻通道，其從冷卻氣腔大體上延伸至機翼后緣。該壓力側壁和吸入側壁的一者或兩者包括多個壓降元件，其部分延伸至機翼后緣冷卻通道內，以減少流經冷卻氣腔的冷卻空氣量。

其中，所述機翼的所述主體部分至少部分通過鑄造形成。

其中，所述多個壓降元件配置成多個圓形突出物部分延伸至多數(shù)機翼后緣冷卻通道內。

其中，所述機翼后緣冷卻通道配置成壓力側排放槽。

在本發(fā)明的另一示例性方面，提供了一種用于制造限定機翼前緣和機翼后緣的燃氣渦輪發(fā)動機渦輪機翼的方法。該方法包括形成機翼的主體部分，其從機翼的機翼前緣朝向機翼的機翼后緣延伸。主體部分限定領近機翼后緣的冷卻氣腔。該方法該包括采用增量制造工藝形成機翼的機翼后緣部分。該機翼的機翼后緣部分與機翼的主體部分形成整體或與其連接。該機翼的機翼后緣部分至少部分限定機翼后緣冷卻通道，其從主體部分限定的冷卻氣腔大體上延伸至機翼的機翼后緣。該機翼后緣部分包括多個壓降元件，其部分延伸至機翼后緣冷卻通道內，以減少流經冷卻氣腔的冷卻空氣量。

其中，形成所述機翼的所述主體部分包括通過鑄造所述機翼的所述主體部分形成所述機翼的所述主體部分。