涡轮发动机叶片和包括其的涡轮发动机及叶片的制法制造技术

公开了涡轮机叶片，其围绕涡轮机的轴线设置并相对于轴线径向延伸并包括在第一径向内端处的根部，在第二径向外端处的顶部和在根部和顶部之间径向延伸的叶身，叶身由轴向上游前缘、轴向下游后缘、将前缘和后缘彼此连接的下表面壁和上表面壁界定，以及在根部和顶部之间延伸的至少一个内腔，在腔中的流体进口位于腔的径向内端处，并且至少一个出口从叶片向外打开；腔包括多个偏转器，其由下表面壁的和上表面壁的内表面承载；每个偏转器从下表面壁的或从上表面壁的内表面，以下表面壁或上表面壁的另一个的方向，在大体横向方向上延伸；每个偏转器在横向方向上的长度大于下表面壁的与上表面壁的内表面之间的横向距离的一半；偏转器相对于横向方向倾斜。

【技术实现步骤摘要】
涡轮发动机叶片和包括其的涡轮发动机及叶片的制法
本专利技术涉及一种涡轮发动机叶片，特别是包括内部冷却腔的可移动的燃气涡轮机叶片。本专利技术更具体地涉及一种叶片，该叶片包括用于改进叶片壁与循环通过叶片的冷却空气流之间的热交换的装置。
技术介绍
涡轮发动机燃气涡轮机的叶片，例如经受来自涡轮发动机的燃烧室的气体的高温的高压涡轮机的可动叶片。这些温度足够高以引起对叶片的不可逆损坏，这具有限制其寿命的结果。为了限制这些叶片的加热，已知在叶片中产生冷却回路，该冷却回路包括其中诸如空气的冷却流体循环的一个或多个腔。空气通常通过叶片的根部引入，它以优化路径穿过每个腔，然后通过形成在叶片的壁中的孔喷射。优化冷却回路的目的是增加冷却空气与叶片壁之间的热交换。因此，将需要较少量的冷却空气来对其进行冷却。相对新鲜的冷却空气被传送到叶片根部，在叶片的内腔中循环以确保其冷却，然后冷却空气从叶片排放到总体气流中，其对于涡轮发动机的总体性能具有影响。此外，改进叶片的冷却允许其被用于经受具有更高温度的气体的流动路径中，因此允许由涡轮发动机产生增加的推力。对于流动路径中相同的流速和温度条件，改进叶片的冷却最终允许增加叶片的寿命。因此，通过增加气流与叶片壁之间的热交换，可以提高涡轮发动机的效率。在允许促进热交换的装置之中，已经提出在内腔中形成偏转器。这些偏转器在空气流中产生扰动，因此促进热交换。本专利技术的目的是提出一种叶片设计，该叶片设计允许通过使用偏转器来进一步改进热交换。
技术实现思路
本专利技术提出了一种涡轮机叶片，其旨在围绕涡轮机的轴线设置，相对于所述涡轮机轴线径向延伸并且包括在第一径向内端处的根部，在第二径向外端处的顶部和在根部与顶部之间径向延伸的叶身；该叶身由轴向上游的前缘、轴向下游的后缘、将前缘和后缘彼此连接的下表面壁和上表面壁界定，以及在根部和顶部之间延伸的至少一个内腔，在该内腔中的流体进口位于腔的径向内端处，并且所述流体的至少一个出口从叶片向外打开，内腔包括多个偏转器，所述偏转器由下表面壁的内表面和上表面壁的内表面承载，其特征在于，每个偏转器从下表面壁的内表面或从上表面壁的内表面，以下表面壁或上表面壁中的另一个的方向，在大体横向方向上延伸，并且其中，在偏转器的任一侧上，每个偏转器在横向方向上的长度大于下表面壁的内表面与上表面壁的内表面之间的横向距离的一半。偏转器的这种横向长度允许偏转循环空气流，使得其不再仅沿着叶片的大体轴线定向，而且使得其在经受最高温度且需要被冷却的下表面壁与上表面壁之间是弯曲的。优选地，每个偏转器在腔的上游轴向端壁和下游轴向端壁之间延伸。优选地，每个偏转器被连接到腔的上游轴向端壁和下游轴向端壁。优选地，偏转器相对于横向方向是倾斜的。优选地，偏转器相对于横向方向倾斜，并且由下表面壁承载的偏转器相对于由上表面壁承载的偏转器倾斜。优选地，由下表面壁或上表面壁之一承载的每个偏转器径向地位于由下表面壁或上表面壁中的另一个承载的两个偏转器之间。优选地，腔包括大体径向定向的几个片段，所述片段相对于彼此轴向地偏移并且各自在叶片的根部与顶部之间延伸，从而形成在前缘与后缘之间轴向地延伸的蛇形件，并且所述偏转器形成在腔的至少一个片段中。优选地，所述片段是其中流体旨在沿从叶片的顶部到根部的方向流动的片段。本专利技术还涉及一种用于制造根据本专利技术的叶片的方法，该方法包括制造对应于叶片的所述至少一个腔的芯部的步骤，芯部包括旨在形成偏转器的凹部，该方法还包括将芯部放置在模具中的步骤以及模制叶片的步骤，其特征在于，制造芯部的步骤是通过增材制造的步骤。本专利技术还涉及一种包括燃气涡轮机的涡轮发动机，其特征在于，其包括多个根据本专利技术的叶片。附图说明图1是包括冷却腔的涡轮机叶片的示意图；图2是腔片段的细节图，其示出了在腔中的偏转器；图3是图2中所示片段沿轴向平面的截面，其示出了偏转器对空气流动的影响；图4是图3的细节的更大比例的示意图，其示出了偏转器的优选几何形状；图5是类似于图4的视图，其中偏转器在第一方向上相对于叶片的主方向倾斜；图6是类似于图4的视图，其中偏转器在第二方向上相对于叶片的主方向倾斜；图7是类似于图4的视图，其中偏转器在两个相反的方向上相对于叶片的主方向交替地倾斜。具体实施方式图1示出了涡轮发动机的可移动叶片10，如高压涡轮机的可移动叶片。将理解的是，本专利技术不限于该单个可移动叶片，并且它还可以应用于涡轮发动机涡轮机的静止叶片。叶片10包括称为叶身的空气动力学部分12，该空气动力学部分在根部14和顶部16之间沿着叶片10的主轴线B延伸。当叶片安装在涡轮发动机中时，其主轴线B相对于涡轮机的主轴线被径向地定向，并且因此相对于涡轮发动机的主轴线被径向地定向，其中叶身12延伸穿过气体循环流动路径。在以下的说明中，将根据附图中所示的参考系ART来使用轴向、径向和横向定向，对于该参考系，轴向方向是涡轮发动机的主轴线的方向，径向方向是叶片10的主轴线B的方向，其相对于涡轮发动机的主轴线是径向的并且横向方向是垂直于轴向方向和径向方向的方向。根部14则位于叶片10的径向内端，其用于将叶片10与涡轮发动机的高压涡轮机盘连接。其设计是已知的，将不对其进行更详细的描述。顶部16位于叶片10的径向外端，其旨在设置在界定气体循环流路的环形壁的附近。叶身12成形为浸没在来自燃烧室的气流中。它包括位于叶片10的第一轴向端的前缘18、位于叶片10的第二相反轴向端的后缘20、各自在前缘18和后缘20之间延伸的下表面壁22和上表面壁24，它们横向界定叶身12。叶片10还配备有内部冷却回路26，该内部冷却回路旨在相对于来自涡轮发动机的燃烧室的气体的高热量来冷却叶片10，并且其中叶片14旨在被沐浴。冷却回路26包括在叶身12中在叶片10的主轴线B的方向上延伸的至少一个腔28。在此，根据图1所示的实施方式，冷却回路26包括沿轴向方向分布的三个腔28，即设置在前缘18侧的前缘腔28a、设置在后缘20侧的后缘腔28b和轴向地位于前缘腔28a和后缘腔28b之间的中心腔28c。前缘腔28a和后缘腔28b两者都是具有径向定向，即基本上平行于主轴线B的定向的大体细长形状。中心腔28具有弯曲形状，其由三个连续的片段30组成，每个片段30径向地定向，也就是说，每个片段基本上平行于主轴线B并且对齐。中心段30在其靠近顶部16的径向外端与片段30的位于前缘18侧的端部连接，并在其靠近根部14的径向内端与片段30的位于后缘20侧的端部连接。因此，中心腔28在两个相邻片段30之间的每个接合处具有弯曲部。每个腔28包括位于叶片10的径向内端处(在此位于根部14处)的进口32，旨在冷却叶片10的空气流通过该进口被引入冷却系统中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮机叶片(10)，其旨在围绕涡轮机的轴线设置，相对于所述涡轮机轴线径向延伸并且包括在第一径向内端处的根部(14)，在第二径向外端处的顶部(16)，和在根部(14)和顶部(16)之间径向延伸的叶身(12)，所述叶身(12)由轴向上游的前缘(18)、轴向下游的后缘(20)、将前缘(18)和后缘(20)彼此连接的下表面壁(22)和上表面壁(24)界定，以及在根部(14)和顶部(16)之间延伸的至少一个内腔(28)，在该内腔(28)中的流体进口(32)位于内腔(28)的径向内端处，并且所述流体的至少一个出口从叶片(10)向外打开，内腔(28)包括多个偏转器(34)，所述偏转器(34)由下表面壁(22)的内表面(22i)和上表面壁(24)的内表面(24i)承载，/n其中，每个偏转器(34)从下表面壁(22)的内表面(22i)或从上表面壁(24)的内表面(24i)，以下表面壁(22)或上表面壁(24)的另一个的方向，在大体横向方向上延伸，/n并且其中，在偏转器(34)的任一侧上，每个偏转器(34)在横向方向上的长度大于下表面壁(22)的内表面(22i)与上表面壁(24)的内表面(24i)之间的横向距离的一半，/n其特征在于，偏转器相对于横向方向是倾斜的。/n...

【技术特征摘要】
20190321 FR 19029471.一种涡轮机叶片(10)，其旨在围绕涡轮机的轴线设置，相对于所述涡轮机轴线径向延伸并且包括在第一径向内端处的根部(14)，在第二径向外端处的顶部(16)，和在根部(14)和顶部(16)之间径向延伸的叶身(12)，所述叶身(12)由轴向上游的前缘(18)、轴向下游的后缘(20)、将前缘(18)和后缘(20)彼此连接的下表面壁(22)和上表面壁(24)界定，以及在根部(14)和顶部(16)之间延伸的至少一个内腔(28)，在该内腔(28)中的流体进口(32)位于内腔(28)的径向内端处，并且所述流体的至少一个出口从叶片(10)向外打开，内腔(28)包括多个偏转器(34)，所述偏转器(34)由下表面壁(22)的内表面(22i)和上表面壁(24)的内表面(24i)承载，
其中，每个偏转器(34)从下表面壁(22)的内表面(22i)或从上表面壁(24)的内表面(24i)，以下表面壁(22)或上表面壁(24)的另一个的方向，在大体横向方向上延伸，
并且其中，在偏转器(34)的任一侧上，每个偏转器(34)在横向方向上的长度大于下表面壁(22)的内表面(22i)与上表面壁(24)的内表面(24i)之间的横向距离的一半，
其特征在于，偏转器相对于横向方向是倾斜的。


2.根据权利要求1所述的叶片(10)，其特征在于，每个偏转器(34)在腔(28)的上游轴向端壁和下游轴向端壁之间延伸。


3.根据权利要求2所述的叶片(10)，其特征在于，每个偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·斯鲁萨兹，帕特里斯·埃诺，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国;FR