具有改进结构的涡轮机叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种航空涡轮机叶片(10)，其特征在于，它至少包括第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)，每个第一下表面腔和第一上表面腔均与第一通腔(C1)和第二通腔(C4)相邻，第一上表面腔(C3)与上表面壁(24)相邻，第一下机翼表面腔(C2)与下表面壁(22)相邻，每个所述第一和第二通腔(C1、C4)均从下表面壁(22)延伸直到上表面壁(24)，第二通腔(C4)包括从上表面壁(24)延伸直到第一通腔(C1)的第一内壁(P1)，以及从下表面壁(22)延伸直到第一通腔(C1)的第二内壁(P2)。第一(P1)和第二(P2)内壁未被连接。

Turbine blades with improved structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进结构的涡轮机叶片
本专利技术涉及高压航空燃气涡轮机叶片的领域，更具体地涉及这些叶片的内部结构，以及包括这种类型的叶片的燃气涡轮机。
技术介绍
飞机发动机的燃气涡轮机的可动叶片，特别是高压涡轮机的可动叶片在发动机运行期间经受燃烧气体的非常高的温度。这些温度达到的值大大高于与这些气体接触的不同部件所能承受的而不会损坏的温度，这有限制它们使用年限的后果。此外，高压涡轮机气体温度的升高允许发动机效率的提高，因此，发动机的推力与由该发动机推动的飞机的重量之间的比率得以提高。因此，为获得能够抵抗更高温度的涡轮机叶片以及优化这些叶片的冷却做出了努力。因此，已知为这些叶片配备有冷却回路，以降低其温度。由于这种类型的回路，通常通过其根部引入到叶片中的冷却空气(或“冷”空气)沿着由叶片厚度中提供的空腔形成的路径通过叶片，然后通过叶片表面上的开口排出。当这种冷却回路由叶片厚度上的几个独立的空腔组成，或者当其中一些空腔专门用于局部冷却时，它们被称为“高级”冷却回路。这些空腔允许限定与发动机性能要求和部件使用年限兼容的叶片。作为高级冷却回路的示例，可以提及如EP1741875中所述的冷却回路。这种类型的高级回路的缺点在于，在与流接触的叶片的外壁与叶片的芯部的壁之间产生较大的温度差。这些较大的温度差会引起膨胀和作用力，从而可能危害叶片在运行过程中的机械强度，从而影响其使用年限。壁在正交径向平面上的膨胀尤其会在叶片的芯部和叶片的壁之间的接合区域周围产生力，这可能会导致断裂。为解决这些问题而提出的解决方案包括增加不同壁的厚度以提高其强度。但是，众所周知，这不利于叶片的总体性能。
技术实现思路
本公开涉及一种航空涡轮机叶片，其从叶片根部沿径向方向延伸直至上分隔壁，所述叶片包括多个限定至少一个冷却回路的内腔，每个所述内腔由包括内壁、下表面壁、上表面壁的壁，叶片根部和上分隔壁限定，所述叶片的特征在于，它至少包括第一下表面腔和第一上表面腔，每个第一下表面腔和第一上表面腔均与第一通腔和第二通腔相邻，第一上表面腔与上表面壁相邻，第一下表面腔与下表面壁相邻，每个第一和第二通腔均从下表面壁延伸直到上表面壁，第二通腔包括从上表面壁延伸直到第一通腔的第一内壁，以及从下表面壁延伸直到第一通腔的第二内壁，所述第一内壁和第二内壁未被连接。根据一个示例，第二通腔包括在第一下表面腔和第一上表面腔之间延伸的部分。根据一个示例，第一下表面腔流动地连接到第一通腔，并且第一上表面腔流动地连接到第二通腔。根据一个示例，叶片包括第二下表面腔和第三通腔。其中，第三通腔从下表面壁延伸直到上表面壁，每个第二下表面腔和第二上表面腔均与第二通腔和第三通腔相邻，第二上表面腔与上表面壁相邻，第二下表面腔与下表面壁相邻，并且其中第三通腔包括从上表面壁延伸直到第二通腔的第三内壁，以及从下表面壁延伸直到第二通腔的第四内壁，所述第三内壁和第四内壁未被连接。然后，第三通腔通常包括在第二下表面腔和第二上表面腔之间延伸的部分。然后，通常第二下表面腔流动地连接到第一上表面腔，并且第二上表面腔流动地连接到第三通腔。根据一个实施方式，叶片包括第三下表面腔、第三上表面腔和第四通腔，其中第四通腔从下表面壁延伸直到上表面壁，每个第三下表面腔和第三上表面腔均与第三通腔和第四通腔相邻，第三上表面腔与上表面壁相邻，第三下表面腔与下表面壁相邻，并且其中第三通腔包括从上表面壁延伸直到第四通腔的第五内壁，以及从下表面壁延伸直到第四通腔的第六内壁，所述第五内壁和第六内壁未被连接。全部或部分通腔可以包括布置在所述通腔中的一个的内部的至少一个加固梁，并且该加固梁将叶片根部连接到上分隔壁，所述加固梁不被连接到内壁、下表面壁和上表面壁。本公开还涉及一种包括本公开的叶片的燃气涡轮机。附图说明]通过阅读以下通过非限制性实施例给出的本专利技术不同实施方式的详细说明，将更好地理解本专利技术及其优点。本说明参考了附图页，其中：-图1示出了航空涡轮机叶片的透视图的示例，-图2示出了这种类型叶片的截面图示例，-图3示出了这种类型叶片的另一示例的截面图。在所有附图中，共同的元件由相同的数字标记标识。具体实施方式以下参考图1至图3描述本专利技术。图1示出了涡轮发动机的高压涡轮机的例如金属的可动叶片10。当然，本专利技术还可应用于涡轮发动机的其他可动或固定叶片。叶片10包括空气动力学表面12(或翼型件)，其在叶片根部14和叶片顶端16之间径向地延伸。叶片根部14适于安装在高压涡轮机的转子盘中，叶片顶端16在径向上与叶片根部14相对。空气动力学表面12具有四个不同的区域：前缘18设置成面对源自涡轮发动机的燃烧室的热气流，后缘20与前缘18相对，下表面壁22和上表面壁24，这些下表面壁22和上表面壁24将前缘18连接到后缘20。在叶片顶端16处，叶片的空气动力学表面12被横向壁26封闭。此外，空气动力学表面12沿径向略微延伸超过该横向壁26以形成槽28，此后称为叶片声响器顶端。因此，该声响器顶端28具有由横向壁26形成的底部，由空气动力学表面12形成的边缘并且其朝着叶片顶端16敞开。通常在下表面壁22中和/或上表面壁24中形成开口30，以允许在叶片的内腔和外部环境之间进气和/或回流。叶片10通常包括一个或多个由叶片10的内部结构形成的冷却回路，这将在下文中描述。图2和图3是如图1所示的叶片的两个变体例如沿着图1所示的截面P的两个截面图。如在这些图中可以看到的，叶片10是中空的，并且其内部容积由被内壁隔开的多个腔体构成。在图2所示的示例中，叶片10包括由标签C1至C11表示的11个腔体。如图2所示，对于所示示例，这些内腔的部分，在这种情况下，内腔C1、C4、C7、C10和C11在下表面壁22和上表面壁24之间延伸；因此它们被指定为内部通腔。内腔C1、C4、C7、C10和C11分别指定为第一、第二、第三、第四和第五内部通腔。第一通腔C1形成叶片10的前缘18，而第五通腔C11位于内腔C10的连续部分中并形成叶片10的后缘20。其余的内腔，即内腔C2、C3、C5、C6、C8和C9不是通腔，即每个腔都与下表面壁22或上表面壁24中的一个相邻，但不延伸直至下表面壁22或上表面壁24中的另一个。在这些非通内腔中，内腔C3、C6和C9与上表面壁24相邻；因此它们分别被称为第一、第二和第三上表面腔。内腔C2、C5和C8就其本身而言，与下表面壁22相邻；因此，它们分别被称为第一、第二和第三下表面腔。容易理解的是，叶片10的这种内部结构的示例仅是示例性的，并且所提出的本专利技术可以被应用而与叶片10的内部结构无关。如本专利申请的
技术介绍
中所指出的，用于这种类型的叶片10的设计的主要问题集之一与运行期间的强度有关，特别是由于在叶片10的不同区域中发生的膨胀差异，更确切地说是在叶片10的正交径向平面中由该膨胀差异产生的力。...

【技术保护点】
1.一种航空涡轮机叶片(10)，其从叶片根部(14)沿径向方向延伸直到上分隔壁(26)，所述叶片(10)包括多个限定至少一个冷却回路的内腔，每个所述内腔由包括内壁、下表面壁(22)、上表面壁(24)的壁，叶片根部(14)和上分隔壁(26)限定，/n所述叶片(10)的特征在于，它至少包括第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)，每个第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)均与第一通腔(C1)和第二通腔(C4)相邻，第一上表面腔(C3)与上表面壁(24)相邻，第一下表面腔(C2)与下表面壁(22)相邻，每个所述第一和第二通腔(C1、C4)均从下表面壁(22)延伸直到上表面壁(24)，/n第二通腔(C4)包括从上表面壁(24)延伸直到第一通腔(C1)的第一内壁(P1)，以及从下表面壁(22)延伸直到第一通腔(C1)的第二内壁(P2)，所述第一内壁(P1)和第二内壁(P2)未被连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170410 FR 17/003901.一种航空涡轮机叶片(10)，其从叶片根部(14)沿径向方向延伸直到上分隔壁(26)，所述叶片(10)包括多个限定至少一个冷却回路的内腔，每个所述内腔由包括内壁、下表面壁(22)、上表面壁(24)的壁，叶片根部(14)和上分隔壁(26)限定，
所述叶片(10)的特征在于，它至少包括第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)，每个第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)均与第一通腔(C1)和第二通腔(C4)相邻，第一上表面腔(C3)与上表面壁(24)相邻，第一下表面腔(C2)与下表面壁(22)相邻，每个所述第一和第二通腔(C1、C4)均从下表面壁(22)延伸直到上表面壁(24)，
第二通腔(C4)包括从上表面壁(24)延伸直到第一通腔(C1)的第一内壁(P1)，以及从下表面壁(22)延伸直到第一通腔(C1)的第二内壁(P2)，所述第一内壁(P1)和第二内壁(P2)未被连接。


2.根据权利要求1所述的叶片(10)，其中第二通腔(C4)包括在第一下表面腔(C2)和第一上表面腔(C3)之间延伸的部分。


3.根据权利要求1或2所述的叶片(10)，其中第一下表面腔(C2)流动地连接到第一通腔(C1)，并且第一上表面腔(C3)流动地连接到第二通腔(C4)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片(10)，其包括第二下表面腔(C5)、第二上表面腔(C6)和第三通腔(C7)，
其中，第三通腔(C7)从下表面壁(22)延伸直到上表面壁(24)，每个第二下表面腔(C5)和第二上表面腔(C6)均与第二通腔(C4)和第三通腔(C7)相邻，第二上表面腔(C6)与上表面壁(24)相邻，第二下表面腔(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔万·帕奎因，罗曼·皮埃尔·卡里乌，托马斯·米歇尔·弗拉姆，阿德里安·伯纳德·文森特·罗林格，
申请(专利权)人：赛峰集团，
类型：发明
国别省市：法国;FR