具有可调节冷却构造的翼型件制造技术

提供了翼型件，增材制造的翼型件以及制造翼型件的方法。例如，翼型件包括：相对的压力侧和抽吸侧，压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；径向间隔开的内端和外端。翼型件还包括外壁，外壁限定压力侧和抽吸侧以及前缘和后缘。肋在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧，并且从内端径向延伸到外端。翼型件还包括第一前冲击室和第一分隔壁段，第一前冲击室由第一后冲击室围绕，第一分隔壁段将第一前冲击室和第一后冲击室分隔开并且具有限定在其中的多个冷却孔。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。

Airfoil with adjustable cooling structure

【技术实现步骤摘要】
具有可调节冷却构造的翼型件
本主题大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的翼型件，其具有限定在其中的冷却孔，并且最特别地，冷却孔的构造可以根据例如翼型件冷却需求来调节。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和芯。另外，燃气涡轮发动机的芯通常以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。在燃烧区段内燃料与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后该燃烧气体流被导向通过排气区段，例如到大气。通常，燃气涡轮发动机包括例如压缩机区段和涡轮区段内的多个翼型件。翼型件可以限定一个或多个内部腔，用于接收用于冷却翼型件的流体。例如，冲击挡板插入件可以容纳在翼型件腔内，使得冷却流体可以穿过挡板并冲击翼型件的内表面以冷却翼型件。然后冷却流体可以从翼型件内部排出，例如作为冷却流体膜以冷却翼型件外部。然而，包括翼型件和冲击挡板插入件的典型翼型件组件不容易适应可用于改善发动机性能的多种冷却构造。更具体地，在特定的翼型件位置处提供冷却可以改善发动机性能，但是难以制造冲击挡板插入件并且将该插入件安装或组装在翼型件内，使得冷却流体在特定位置处被供应。尽管如此，冲击挡板可以例如通过增材制造处理集成到翼型件中，这将允许更可调的翼型件冷却方案。此外，一体式冲击挡板可以减少用于翼型件(诸如涡轮喷嘴)的整体专用冷却，例如，因为冷却流体可以被引导到特定的所需位置。此外，一体式冲击挡板可以减少特定燃料消耗(SFC)，并且通过消除对冲击挡板插入件的需要来减少零件数量和组装复杂性。此外，通过使用一体式冲击挡板增材制造翼型件，翼型件冷却方案可以针对无数个构造变化而定制，而不会不利地影响发动机的制造时间和成本和/或组装复杂性。因此，改进的翼型件(例如具有一体式冲击挡板的翼型件)将是可取的。例如，具有一体式冲击挡板的翼型件，其将翼型件腔分割成至少两个室，使得冷却流体串行地移动通过这些室将是有益的。此外，通过增材制造形成并具有一体式冲击挡板的翼型件将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术来学习。在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种翼型件。翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。翼型件还包括：第一前冲击室；第一后冲击室，其围绕第一前冲击室；第一分隔壁段，其将第一前冲击室与第一后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在第一分隔壁段中。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种增材制造的翼型件。增材制造的翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。增材制造的翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。增材制造的翼型件还包括：至少两个冲击室，该至少两个冲击室串行布置；分隔壁，其将至少两个冲击室分隔开；至少一个冷却孔，其限定在分隔壁中，使得冷却流体可以通过至少一个冷却孔从一个冲击室流到另一个冲击室。在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种制造翼型件的方法。该方法包括在增材制造机器的床上沉积添加材料层，并选择性地将来自能量源的能量引导到添加材料层上以熔融一部分添加剂材料并形成翼型件。翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。翼型件还包括：前冲击室；后冲击室，其围绕前冲击室；分隔壁，其将前冲击室与后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在分隔壁中。参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：图1提供了根据本主题的各种实施例的包括声学衬里的示例性燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。图2A，2B，2C和2D提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性轴向横截面视图。图3提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。图4提供了根据本主题的示例性实施例的图3的翼型件的示意性轴向横截面视图。图5提供了根据本主题的另一示例性实施例的图3的翼型件的示意性轴向横截面视图。图6提供了根据本主题的示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。图7提供了根据本主题的示例性实施例的图6的翼型件的示意性轴向横截面视图。图8，9和10提供了根据本主题的各种示例性实施例的翼型件的示意性径向横截面视图。图11提供了根据本主题的示例性实施例的用于形成一体式翼型件，肋和冲击挡板的方法的流程图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和说明书中的相同或相似的标记已用于指代本专利技术的相同或相似的部分。如本文所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“前”和“后”指的是发动机内的相对位置，前指的是更靠近环境空气入口位置，并且后指的是更靠近发动机排气喷嘴的位置。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。此外，如本文所使用的，近似术语，例如“大致”，“基本上”或“大约”，是指在10％的误差范围内。本主题大体涉及一种翼型件和一种用于增材制造翼型件的方法。本文描述的翼型件是一体式结构，该一体式结构包括：外壁，其限定翼型件的压力侧，吸入侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内延伸；第一前冲击室；第一后冲击室，其围绕第一前冲击室；分隔壁段，其将第一前冲击室与第一后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在分隔壁段中。外壁，肋和分隔壁段一体地形成为单个整体部件。在特定实施例中，翼型件还包括第二前冲击室和第二冲击后室，其中第二分隔壁段将第二前冲击室和第二后冲击室分隔开。外壁，肋，第一分隔壁段和第二分隔壁段一体地形成为单个整体部件。此外，第一前冲击室，第一后冲击室，第二前冲击室和第二后冲击室串行布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种翼型件，其特征在于，包括：/n凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；/n外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；/n肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；/n第一前冲击室；/n第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室；/n第一分隔壁段，所述第一分隔壁段将所述第一前冲击室与所述第一后冲击室分隔开；和/n多个冷却孔，所述多个冷却孔限定在所述第一分隔壁段中，/n其中所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。/n

【技术特征摘要】
20180719 US 16/039,8121.一种翼型件，其特征在于，包括：
凹形压力侧和内端，所述凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，所述内端与外端径向间隔开，所述压力侧和所述抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；
外壁，所述外壁限定所述压力侧，所述抽吸侧，所述前缘和所述后缘；
肋，所述肋在所述翼型件内从所述外壁的所述压力侧延伸到所述外壁的所述抽吸侧，所述肋进一步从所述内端径向延伸到所述外端；
第一前冲击室；
第一后冲击室，所述第一后冲击室围绕所述第一前冲击室；
第一分隔壁段，所述第一分隔壁段将所述第一前冲击室与所述第一后冲击室分隔开；和
多个冷却孔，所述多个冷却孔限定在所述第一分隔壁段中，
其中所述外壁，所述肋和所述第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。


2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，其中所述多个冷却孔沿着所述分隔壁限定在多个径向和轴向位置处。


3.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
第二前冲击室；
第二后冲击室；和
至少一个肋交叉孔，所述至少一个肋交叉孔限定在所述肋中，所述至少一个肋交叉孔具有在所述第一后冲击室处的入口和在所述第二前冲击室处的出口。


4.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，其中所述第二后冲击室包括压力侧部分和抽吸侧部分。


5.根据权利要求4所述的翼型件，其特征在于，进一步包括：
压力侧分隔壁段，所述压力侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述压力侧部分分隔开；
抽吸侧分隔壁段，所述抽吸侧分隔壁段将所述第二前冲击室与所述第二后冲击室的所述抽吸侧部分分隔开；
限定在所述压力侧分隔壁段中的多个冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·威廉·克雷格三世，大卫·艾伦·弗雷，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US