具有末梢轨道冷却的翼型件制造技术

一种用于冷却涡轮发动机的翼型件末梢的设备及方法可包括叶片，诸如，冷却的涡轮叶片，其具有延伸超过在末梢处包封翼型件的内部的末梢壁(94)的末梢轨道。多个膜孔可设在末梢轨道中。冷却流体流可通过膜孔从翼型件的内部提供以冷却翼型件的末梢。

Airfoil with terminal track cooling

A device and method for cooling the tip of an airfoil part of a turbine engine may include a blade, such as a cooled turbine blade, which has a terminal track extending beyond the inner end wall (94) of the airfoil encapsulated at the tip. Multiple membrane holes can be located in the terminal track. The cooling fluid flow can be provided from the inside of the airfoil through the film hole to cool the tip of the airfoil.

【技术实现步骤摘要】
具有末梢轨道冷却的翼型件
技术介绍
涡轮发动机，且特别是燃气涡轮发动机或燃烧涡轮发动机，为旋转式发动机，其从穿过发动机到多个旋转涡轮叶片上的燃烧气流提取能量，且在一些情况(诸如飞机)下，产生用于推进的推力。重型框架燃气涡轮还常用于驱动发电机来发电。燃气涡轮发动机设计成在高温下操作，以使发动机效率最大化，因此冷却某些发动机构件(诸如高压涡轮和低压涡轮)可为有益的。典型地，通过将较冷的空气从高压和/或低压压缩机用管道输送至需要冷却的发动机构件来实现冷却。在高压涡轮中的温度可为1000℃到2000℃，且来自压缩机的冷却空气可为500℃到700℃，该温差足以冷却高压涡轮。现代的涡轮叶片以及导叶或喷嘴大体上包括用于输送冷却空气通过叶片来冷却叶片的不同部分的一个或多个内部冷却回路，且可包括专用冷却回路，用于冷却叶片的不同部分，诸如叶片的前缘、后缘和末梢。涡轮叶片槽状末梢轨道特别有助于减小飞行损失，且因此提高涡轮发动机的效率。末梢轨道经历高热负载，且难以有效冷却。其通常是叶片上的最热区域之一。
技术实现思路
在一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的翼型件，翼型件包括：本体，本体限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，本体终止于末梢壁和从末梢壁延伸的末梢轨道；形成在内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，其限定流径，具有与冷却腔的第一表面相交的中心线并流体地联接到冷却通路；以及至少一个膜孔，其具有在与第一表面相对的第二表面处流体地联接到至少一个冷却腔的入口和设在末梢轨道的外表面上的出口。在另一方面，本公开涉及一种用于涡轮发动机的叶片，叶片包括：本体，其限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，本体终止于末梢壁和从末梢壁延伸的末梢轨道；形成在内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，该冷却导管限定流径，具有与冷却腔的第一表面相交的中心线并流体地联接到冷却通路；以及至少一个膜孔，其具有在与第一表面相反的第二表面处流体地联接到至少一个冷却腔的入口和设在末梢轨道的外表面上的出口。在又一方面，本公开涉及一种冷却涡轮发动机的翼型件的末梢轨道的方法，该方法包括使冷却流体通过流径冲击到末梢轨道内的冷却腔的第一表面上，以及使冷却流体的至少一部分通过至少一个膜孔排出，所述至少一个膜孔具有设在冷却腔的与第一表面相反的第二表面上的入口且延伸到末梢轨道中的出口。技术方案1.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：本体，其限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，所述本体终止于末梢壁和从所述末梢壁延伸的末梢轨道；形成在所述内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在所述末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，所述冷却导管限定流径，具有与所述冷却腔的第一表面相交的中心线并流体地联接到所述冷却通路；以及至少一个膜孔，其沿所述弦向方向未与所述至少一个冷却导管对准，所述至少一个冷却导管具有在与所述第一表面相反的第二表面处流体地联接到所述至少一个冷却腔的入口和设在所述末梢轨道的外表面的出口。技术方案2.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却腔包括若干个冷却腔。技术方案3.根据技术方案2所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案4.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括弯曲的冷却导管。技术方案5.根据技术方案4所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案6.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案7.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件还包括沿所述末梢轨道的远端设置的多个膜孔。技术方案8.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述外表面包括外壁，且所述出口在所述外壁处流体地联接到空气源。技术方案9.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述外表面限定末梢气室，并且所述出口流体地联接到所述末梢气室。技术方案10.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述冷却腔沿所述末梢轨道的长度延伸。技术方案11.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述冷却腔包括沿轴向间隔开的冷却腔。技术方案12.根据技术方案1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个膜孔为包括第一组膜孔和第二组膜孔的若干个膜孔。技术方案13.根据技术方案12所述的翼型件，其特征在于，所述若干个膜孔包括第三组膜孔。技术方案14.一种用于涡轮发动机的叶片，所述叶片包括：本体，其限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，所述本体终止于末梢壁和从所述末梢壁延伸的末梢轨道；形成在所述内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在所述末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，所述导管限定流径，具有与限定所述冷却腔的无孔区域的第一表面相交的中心线并流体地联接到所述冷却通路；以及至少一个膜孔，具有所述至少一个冷却导管，所述冷却导管具有在与所述第一表面相反的第二表面处流体地联接到所述至少一个冷却腔的入口和设在所述末梢轨道的外表面的出口。技术方案15.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述至少一个冷却腔包括若干个冷却腔。技术方案16.根据技术方案15所述的叶片，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案17.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括弯曲冷却导管。技术方案18.根据技术方案17所述的叶片，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案19.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述至少一个冷却导管包括若干个冷却导管。技术方案20.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述叶片还包括沿所述末梢轨道的远端设置的多个膜孔。技术方案21.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述外表面包括外壁，并且所述出口在所述外壁处流体地联接到空气源。技术方案22.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述外表面限定末梢气室，并且所述出口流体地联接到所述末梢气室。技术方案23.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述冷却腔沿所述末梢轨道的长度延伸。技术方案24.根据技术方案14所述的叶片，其特征在于，所述冷却腔包括沿轴向间隔开的冷却腔。技术方案25.根据技术方案14所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个膜孔是包括第一组膜孔和第二组膜孔的若干个膜孔。技术方案26.根据技术方案25所述的翼型件，其特征在于，所述若干个膜孔包括第三组膜孔。技术方案27.一种冷却涡轮发动机的翼型件的末梢轨道的方法，所述方法包括：使冷却流体通过流径冲击到限定所述末梢轨道内的冷却腔的无孔区域的第一表面上；以及将冷却流体的至少一部分通过至少一个膜孔排出，所述膜孔具有设在与所述第一表面相反的冷却腔的第二表面上的入口，且延伸到所述末梢轨道中的出口。技术方案28.根据技术方案27所述的方法，其特征在于，使冷却流体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：本体，其限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，所述本体终止于末梢壁和从所述末梢壁延伸的末梢轨道；形成在所述内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在所述末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，所述冷却导管限定流径，具有与所述冷却腔的第一表面相交的中心线并流体地联接到所述冷却通路；以及至少一个膜孔，其沿所述弦向方向未与所述至少一个冷却导管对准，所述至少一个冷却导管具有在与所述第一表面相反的第二表面处流体地联接到所述至少一个冷却腔的入口和设在所述末梢轨道的外表面的出口。

【技术特征摘要】
2017.07.13 US 15/6485641.一种用于涡轮发动机的翼型件，所述翼型件包括：本体，其限定内部，且在前缘与后缘之间沿轴向延伸以限定弦向方向，并在根部与末梢之间沿径向延伸以限定翼展方向，所述本体终止于末梢壁和从所述末梢壁延伸的末梢轨道；形成在所述内部中的至少一个冷却通路；至少一个冷却腔，其设在所述末梢轨道内，且包括至少一个冷却导管，所述冷却导管限定流径，具有与所述冷却腔的第一表面相交的中心线并流体地联接到所述冷却通路；以及至少一个膜孔，其沿所述弦向方向未与所述至少一个冷却导管对准，所述至少一个冷却导管具有在与所述第一表面相反的第二表面处流体地联接到所述至少一个冷却腔的入口和设在所述末梢轨道的外表面的出口。2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述至少一个冷却腔包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：NW拉泰，TE戴森，BJ利里，GT加雷，GA勒德斯马，DW韦伯，AE史密斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US