翼型制造技术

一种用于燃气涡轮发动机中的翼型，其包含：主体，其包括第一主体部分和结合到所述第一主体部分的第二主体部分，所述第一主体部分和所述第二主体部分具有形成所述翼型的外表面的外面以及与所述外面相对的内面；通道，其由所述第一主体部分和所述第二主体部分的所述内面在所述翼型内形成；以及分隔片，其设置于所述通道内，使得在所述分隔片与所述第一主体部分和所述第二主体部分中的至少一者的所述内面之间形成冷却通路，所述冷却通路布置成在所述主体附近引导冷却流体以冷却所述主体；其中所述主体具有后面和相对的前面；且其中所述分隔片平行于所述主体的后面的至少一部分而延伸，使得所述冷却通路平行于所述后面而形成。

Airfoil

【技术实现步骤摘要】
翼型相关申请的交叉引用本说明书基于并要求2017年12月14日提交的英国专利申请第GB1720828.1号的优先权权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开涉及用于燃气涡轮发动机中的翼型、包含所述翼型的燃气涡轮发动机部件，以及制造用于燃气涡轮发动机的部件的方法。明确地说但非排他地，翼型可以是轮叶，且涡轮发动机部件可以是定子。
技术介绍
燃气涡轮发动机包含数个旋转风扇部件，包含推进风扇、压缩机级和涡轮级。旋转风扇部件的叶片由翼型形成。燃气涡轮发动机还包含数个轮叶。轮叶设置在旋转风扇部件之前以引导流过发动机的流体（例如空气），且也是由翼型形成。轮叶，尤其是但不仅仅是涡轮级中设置的轮叶，需要耐受高温，且因此需要冷却。通常，被冷却的轮叶包含至少与轮叶的上游表面相邻的窄冷却通路。在一个实例中，轮叶是由铸造翼梁形成。冷却通路是通过将薄蒙皮结合到翼梁上而形成，其中通道形成于蒙皮与翼梁之间。对于高温环境，蒙皮通常由铸造单晶片机械加工而成，且由能够耐受高温的材料制成。在另一实例中，轮叶通过铸造过程形成，使用芯在轮叶中产生内部通路。所述铸造过程使用限定腔室的模具，在所述腔室中形成轮叶。芯穿过腔室，且因此在轮叶形成时也穿过轮叶。在铸造过程期间，必须从芯的边缘支撑所述芯，这可能在铸造部分中留下疵点或薄弱点。拆开模具后也必须移除芯。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于燃气涡轮发动机的翼型，其包含：主体，其包括第一主体部分和结合到所述第一主体部分的第二主体部分，所述第一主体部分和所述第二主体部分具有形成所述翼型的外表面的外面以及与所述外面相对的内面；通道，其是由所述第一主体部分和所述第二主体部分的所述内面在所述翼型内形成；分隔片，其设置于所述通道内，使得在所述分隔片与所述第一主体部分和所述第二主体部分中的至少一个的所述内面之间形成冷却通路，所述冷却通路布置成在所述主体附近引导冷却流体以冷却所述主体。所述主体可具有前面和相对的后面。所述分隔片可以平行于所述主体的所述后面的至少一部分而延伸，使得所述冷却通路平行于所述后面而形成。通过使用单独的片来形成冷却通路，且通过由两个单独的部分制成主体，可以在铸造过程中不必使用芯的情况下来制造翼型。这使得翼型简单且易于制造，且还意味着冷却通路与外表面之间的外壁的厚度以及冷却通路的宽度沿翼型的轴向长度和径向高度的变化较小。也可以使冷却通路和外壁较薄，从而提高冷却效率。此外，平行于后面形成的冷却通路在经受最高温度的面处提供冷却。此外，由于分隔壁设置在通道中，且并不形成翼型的外表面，因此分隔壁不必耐受与主体一样高的温度，且因此分隔壁制造起来更简单且更低廉。所述主体可以由第一材料形成，且分隔片可以由与第一材料不同的第二材料形成。所述第一材料可具有第一最大操作温度，且所述第二材料可具有低于所述第一最大操作温度的第二最大操作温度。对于主体与分隔壁使用不同的材料，且对于分隔壁使用具有较低最大操作温度的材料进一步有助于使分隔壁制造起来更简单且更低廉，且允许选择不同部分的材料以最佳地符合所要求的特性。所述主体可以具有径向高度，且所述通道可以沿所述主体的径向高度延伸。所述主体可以具有沿所述主体的径向高度在主体的相对侧上延伸的前边缘和后边缘。可以在后边缘中形成槽以允许冷却流体从冷却通路逸出。所述槽的第一侧壁可以由第一主体部分形成，且所述槽的第二侧壁可以由第二主体部分形成。通过将主体部分放在一起而不是对槽进行加芯或机械加工来形成后边缘槽允许更大程度地控制槽的大小，从而沿槽的径向高度提供槽大小的较小变化，且允许使槽较小。而且，可以更好地控制侧壁的厚度和槽相对于外表面的位置，以提高空气动力效率。所述主体的前面和所述主体的后面可以在前边缘和后边缘之间延伸。所述前面和所述后面可以在前边缘和后边缘处相接或合拢在一起，且可以在前边缘与后边缘之间间隔开。所述第一主体部分可以形成主体的后面的至少一部分。所述第二主体部分可以形成主体的前面的至少一部分。所述冷却通路可以在主体的内表面与分隔片之间具有一定宽度，且其中冷却通路的宽度在0.1mm与5mm之间。例如，冷却通路的宽度可以在0.5mm与2mm之间。减小冷却通路的宽度提供了提高的冷却效率。冷却通路沿其轴向长度和径向高度可以具有恒定或基本恒定的宽度。或者，通路的宽度可以沿其轴向长度和径向高度中的任一个或两个变化。所述翼型可以包含：第一支柱，其从第一主体部分的内面延伸到通道中；第二支柱，其从第二主体部分的内面延伸到通道中，且与第一支柱对准。所述分隔片可以安装在第一支柱与第二支柱之间。所述支柱为翼型提供支撑，且还通过帮助定位主体部分和分隔片而使翼型易于组装。所述翼型可以是用于燃气涡轮发动机的轮叶。根据第二方面，提供了一种涡轮发动机部件，其包括：环形平台；以及根据第一方面的从所述平台向外延伸的多个翼型。所述部件可以是涡轮发动机中的定子。通过在定子中使用第一方面的翼型，定子易于制造，冷却通路与外表面之间的外壁的厚度变化较小，且冷却通路的宽度沿翼型的轴向长度和径向高度变化较小。也可以使冷却通路和外壁较小，从而提高冷却效率。每个翼型可以通过双铸接头固定到所述环形平台。双铸接头的使用有助于将第一主体部分和第二主体部分保持在一起。这在所述部分之间的结合失败的情况下可能尤其重要。所述涡轮发动机部件可以包含与环形平台同心布置的第二环形平台，其中多个翼型可在所述环形平台与所述第二环形平台之间延伸，且每个翼型可以通过双铸接头固定到所述第二环形平台。根据第三方面，提供了一种涡轮发动机，其包含一个或多个根据第一方面中的任一个或两个的翼型以及一个或多个根据第二方面的部件。根据第四方面，提供一种制造涡轮部件的方法，其包括：形成第一主体部分和单独的第二主体部分，其中所述第一主体部分和所述第二主体部分具有外面和相对的内面，且其中，当第一主体部分与第二主体部分接合时，第一主体部分和第二主体部分形成翼型的主体，且第一主体部分和第二主体部分的外面形成翼型的外表面，且内面限定通道；在所述通道内的所述第一主体部分与第二主体部分之间设置分隔片，使得在所述分隔片与所述第一主体部分和所述第二主体部分中的至少一个的内面之间形成冷却通路，所述冷却通路布置成在主体附近引导冷却流体，以冷却主体；以及结合第一主体部分和第二主体部分与分隔片以形成翼型。通过使用所述方法，且使用单独的片来形成冷却通路，且从两个单独的部分制造主体，可以在铸造过程中不必使用芯的情况下来制造翼型。这使得翼型简单且易于制造，且还意味着冷却通路与外表面之间的外壁的厚度以及冷却通路的大小的变化小。也可以使冷却通路和外壁较窄，从而提高冷却效率。此外，由于分隔壁设置在通道中，且并不形成翼型的外表面，因此分隔壁不必耐受与主体一样高的温度，且因此分隔壁制造起来更简单且更低廉。第一主体部分和第二主体部分可以通过铸造过程形成。第一主体部分和第二主体部分可以在不使用芯的情况下铸造，使得第一主体部分和第二主体部分不包含铸造通道或通路。不使用芯使得铸造过程更加简单，且还意味着对冷却通路的大小有更大的控制，且冷却通路的大小变化更小。将第一主体部分和第二主体部分与分隔片结合可包括钎焊。钎焊是可用于在各部分之间提供牢固结合的一种简单的技术。所述方法可以包含至少机械加工第一主体部分和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃气涡轮发动机中的翼型，其包含：主体，其包括第一主体部分和结合到所述第一主体部分的第二主体部分，所述第一主体部分和所述第二主体部分具有形成所述翼型的外表面的外面以及与所述外面相对的内面；通道，其由所述第一主体部分和所述第二主体部分的所述内面在所述翼型内形成；以及分隔片，其设置在所述通道内，使得在所述分隔片与所述第一主体部分和所述第二主体部分中的至少一者的所述内面之间形成冷却通路，所述冷却通路布置成在所述主体附近引导冷却流体以冷却所述主体；其中所述主体具有后面和相对的前面；且其中，所述分隔片平行于所述主体的所述后面的至少一部分而延伸，使得所述冷却通路平行于所述后面而形成。

【技术特征摘要】
2017.12.14 GB 1720828.11.一种用于燃气涡轮发动机中的翼型，其包含：主体，其包括第一主体部分和结合到所述第一主体部分的第二主体部分，所述第一主体部分和所述第二主体部分具有形成所述翼型的外表面的外面以及与所述外面相对的内面；通道，其由所述第一主体部分和所述第二主体部分的所述内面在所述翼型内形成；以及分隔片，其设置在所述通道内，使得在所述分隔片与所述第一主体部分和所述第二主体部分中的至少一者的所述内面之间形成冷却通路，所述冷却通路布置成在所述主体附近引导冷却流体以冷却所述主体；其中所述主体具有后面和相对的前面；且其中，所述分隔片平行于所述主体的所述后面的至少一部分而延伸，使得所述冷却通路平行于所述后面而形成。2.根据权利要求1所述的翼型，其中所述主体由第一材料形成，且所述分隔片由与所述第一材料不同的第二材料形成。3.根据权利要求2所述的翼型，其中所述第一材料具有第一最高操作温度，且所述第二材料具有低于所述第一最高操作温度的第二最高操作温度。4.根据权利要求1所述的翼型，其中所述主体具有沿所述主体的径向高度在所述主体的相对侧上延伸的前边缘和后边缘；其中在所述后边缘中形成槽以允许冷却流体从所述冷却通路逸出，且其中所述槽的第一侧壁由所述第一主体部分形成，且所述槽的第二侧壁由所述第二主体部分形成。5.根据权利要求1所述的翼型，其中所述冷却通路在所述主体的所述内表面与所述分隔片之间具有一定宽度，且其中所述冷却通路的所述宽度在0.5mm与2mm之间。6.根据权利要求1所述的翼型，其中所述冷却通路具有沿其轴向长度和径向高度中的任一者或两者变化的宽度。7.根据权利要求1所述的翼型，其包含：第一支柱，其从所述第一主体部分的所述内面延伸到所述通道中；以及第二支柱，其从所述第二主体部分的所述内面延伸到通道中，且与所述第一支柱对准；其中所述分隔片安装在所述第一支柱与所述第二支柱之间。8.一种涡轮发动机部件，其包括：第一环形平台；以及多个根据前述权利要求中任一项所述的翼型，其从所述平台向外延伸。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL哈丁，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB