[發明專利]具有末端軌冷卻的翼型件

在審

• 申請號: 201810548734.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108979732A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: M.T.拜爾;G.T.加雷;A.E.史密斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 萬欣;譚祐祥

本發明涉及用于冷卻渦輪發動機的翼型件末端的設備和方法，該設備可包括翼型件，例如冷卻的渦輪葉片，翼型件具有延伸到末端壁外的末端軌，末端壁包圍末端處的翼型件的內部。可以在末端軌中提供多個冷卻孔。可通過冷卻孔從翼型件的內部提供冷卻流體流，以冷卻翼型件的末端。

技術領域

本發明涉及用于冷卻渦輪發動機的翼型件末端的設備和方法。

背景技術

渦輪發動機，且特別是燃氣或燃燒渦輪發動機是旋轉發動機，其從通過發動機到眾多旋轉渦輪葉片上的燃燒氣體流提取能量，并且在一些情況下(例如飛行器)產生推力以用于推進。

用于飛行器的燃氣渦輪發動機設計成在高溫下運行以最大化發動機效率，所以冷卻某些發動機部件(例如渦輪區段中的那些部件)是有益的。通常，通過將較冷的空氣從高和/或低壓壓縮機輸送到需要冷卻的發動機部件來實現冷卻。高壓渦輪中的溫度可以為1000℃到2000℃，來自壓縮機的冷卻空氣可以為500℃到700℃，此溫差足以冷卻高壓渦輪。

現代的渦輪葉片以及輪葉或噴嘴通常包括用于傳送冷卻空氣通過葉片以冷卻葉片的不同部分的一個或多個內部冷卻回路，并且可以包括用于冷卻葉片的不同部分(例如葉片的前緣、后緣和末端)的專用冷卻回路。

發明內容

在一方面，本公開涉及一種翼型件，包括：外壁，所述外壁界定內部并限定壓力側和吸力側，所述壓力側和所述吸力側在前緣和后緣之間延伸以限定弦向方向，并且在根部和末端之間延伸以限定展向方向；末端軌(tip rail)，所述末端軌在所述展向方向上從所述末端突出，并限定末端增壓室；以及至少一個冷卻通道，所述至少一個冷卻通道從與所述內部連通的入口延伸到靠近所述翼型件的后緣的所述末端處的出口，其中，所述末端軌限定所述出口的至少一部分。

可選地，所述出口沿所述外壁定位在所述翼型件的吸力側。所述出口的至少一部分定位在所述末端增壓室內。

可選地，所述至少一個冷卻通道是鑄造冷卻通道。鑄造冷卻通道是沿所述末端軌具有出口的多個鑄造冷卻通道。所述鑄造冷卻通道中的至少一個為弧形。

可選地，所述出口具有周界，并且所述末端軌限定所述周界的至少一部分。出口定位在所述末端增壓室中，所述吸力側在所述末端增壓室與所述壓力側匯合。

可選地，除了在所述后緣處形成末端槽的空隙之外，所述末端軌包圍所述翼型件。翼型件，還包括肋，所述肋在所述末端槽處從所述末端延伸到所述末端軌。

在另一方面，本公開涉及一種翼型件，包括：外壁，所述外壁界定內部并限定壓力側和吸力側，所述壓力側和所述吸力側在前緣和后緣之間延伸以限定弦向方向，并且在根部和末端之間延伸以限定展向方向；末端軌，所述末端軌在所述展向方向上從所述末端突出，并限定末端增壓室；以及多個冷卻通道，所述多個冷卻通道從與所述內部的連通的入口延伸到靠近所述翼型件的后緣的末端處的出口，其中，所述末端軌限定所述出口的至少一部分，所述出口相互之間流體隔離。

可選地，所述出口沿所述外壁定位在所述翼型件的吸力側。所述出口的至少一部分定位在所述末端增壓室內。出口定位在所述末端增壓室中，所述吸力側在所述末端增壓室與所述壓力側匯合。

可選地，除了在所述后緣處形成末端槽的空隙之外，所述末端軌包圍所述翼型件。

可選地，翼型件還包括肋，所述肋在所述末端槽處從所述末端延伸到所述末端軌。

可選地，所述多個冷卻通道為鑄造冷卻通道。所述鑄造冷卻通道中的至少一個為弧形。

在又一方面，本公開涉及一種冷卻翼型件的末端的方法，所述方法包括：通過冷卻通道從所述翼型件的內部供應冷卻流體；通過在由所述翼型件的末端軌限定的末端增壓室中的出口排出所述冷卻流體；以及使所述冷卻流體沖擊到所述末端軌的內表面上。

可選地，上述方法中沖擊發生在所述翼型件的后緣處的支撐板的內表面上。