[发明专利]一种涡轮喷嘴扇形体

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮喷嘴扇形体，涉及一种带有喷嘴的涡轮机，这种喷嘴是由 多个所述类型扇形体装配而成，本发明还涉及一种制造这种扇形体的方法。

背景技术

图1和图2示出了上述类型扇形体的一个已知示例。图1为所述已知示例的扇 形体10的一个透视图，而图2是图1的II-II平面上的径向剖面。扇形体10包括 一个外平台段2和一个内平台段4，叶片6在二者之间延伸以便将空气流导向有利 于带动邻近活动轮(图中未示)的方向。多个扇形体装配在一起而组成一个喷嘴。 一旦装配完毕，外平台段2就构成了喷嘴的环形内平台，而内平台段4构成了喷嘴 的环形外平台。

叶片6为空心的，以便冷却空气得以通过。每个叶片的内部构成了三个腔室(见 图2)：一个后缘腔室16(位于叶片后缘旁边)；一个前缘腔室12(位于叶片前缘旁 边)；以及一个中央腔室14(位于上述两个腔室之间)。工作时，冷却空气被送入到 所述三个腔室12，14和16内。所述冷却空气通常来自涡轮喷气发动机的主燃气流， 来自高压涡轮内部。冷却空气的通路用箭头F来表示。

冷却空气经由中央腔室14和两个腔室14，16之间的通孔15(图2虚线所示) 输送到后缘腔室16。后缘腔室16与多个通风孔18相通(即排气通道)，这些通风 孔沿叶片后缘分布并穿过叶片承压侧壁19。通风孔18在图2中用虚线表示。这些 通风孔可以使得一部分冷却空气沿箭头f被排出。被排出的空气沿承压侧壁19形成 了一个空气膜，该空气膜可以保护叶片后缘不受流过涡轮的热燃气的侵袭，并对后 缘进行了冷却。

扇形体10一般都是铸件，其上带有采用可溶芯形成的腔室12，14和16。为了 能将这些可溶芯去除，最初，腔室12，14和16的外端部和内端部(即图2中的上 部和下部)是敞开的。在可溶芯去除后，这些腔室的内外开口则封闭。

这样，后缘腔室16的外开口16a和内开口16b分别用盖板20和22封闭。于是， 在工作时，就不会有空气经由盖板20，22被排出。盖板20是采用一种预烧结部件 制成，该部件位于外平台的外平台段2的外表面上，然后随着温度的升高而抬起， 这样，所述预烧结部件就通过扩散焊接方法而焊接到外平台段2上。

为了保护扇形体10防止出现氧化和热腐蚀，通常采用一种气态技术来在扇形体 上涂覆一层铝的防护涂层。这种方法称之为渗铝方法。这种已知方法通常是指使用 一种包括铝在内的供体将铝涂覆在扇形体10的某些部分上(具体是涂覆在叶片6 的吸收侧和承压侧的端面上)，而铝则以卤化铝的形式呈气态从供体输送到扇形体 10上。这种卤化铝是用一种通常称之为“引导”气体来形成的，这种气体能够在温 度作用下得到净化，释放卤素离子。这些卤素离子与供体相互作用而形成挥发性的 卤化铝。卤化铝可以用一种还原气体或惰性气体-诸如氩-稀释。

后缘腔室16在涂覆防护涂层之前是用盖板20和22来封闭的，因为盖板20 和22不能焊接到涂层上。为此，涂覆涂层用的气体(即可挥发性卤化铝和上述示例 中提到的惰性气体)几乎很少-或根本就不会-渗透到后缘腔室16的内部。一些 气体或许会渗透到通风孔18的内部，但是，因为这些通风孔18的切面很小面，渗 透到其内的气体是微乎其微的，而且范围也非常小。因此，后缘腔室16的壁不需要 使用防护涂层来覆盖，或者，可在通风孔18附近小量覆盖。

根据几份调查报告所披露的情况，位于外平台段2和盖板20附近后缘腔室16 的C区所遭受的热腐蚀非常严重。该C区在图2中用环线标出。遗憾的是，所述C 区的修复非常困难，特别是因为任何修理都要求拆除焊接到外平台2上的盖板20。 这种情况使得已有技术喷嘴扇形体废损率很高。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种具有上述类型的涡轮喷嘴扇形体，在这种扇形体 中，位于外平台段附近的后缘腔室的区域受到热腐蚀的程度较低。

该目的可以通过一种上述类型的涡轮喷嘴扇形体来实现，在这种扇形体中，后 缘腔室与外平台平行布置的排气孔相通，其特征在于，所述排气孔通过一个固定到 外平台段上的部件来提供。当涡轮工作时，该排气孔用来排除一部分冷却空气。

工作时，排气孔会确保冷却空气在位于外平台段附近的后缘腔室区域内流动， 从而使得该区域得到良好冷却，因此而受到的热腐蚀较低。