[发明专利]带有隔离的冷却剂供给通道的涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机叶片，更具体而言，涉及带有隔离的冷却剂供给通道的涡轮机叶片。

背景技术

涡轮发动机利用附接在涡轮机的旋转轴上的涡轮机叶片。穿过涡轮发动机的涡轮段的热燃烧气体撞击在涡轮机叶片上，这造成叶片和附接的轴旋转。典型地，涡轮发动机将包括安装在旋转轴上的多排叶片以及多排固定叶片。这些成排的旋转叶片和固定叶片相互交替。

已经穿过一排旋转涡轮机叶片的热燃烧气体然后撞击在后排的固定叶片上。成排固定叶片使燃烧气体在其到达下一排旋转的涡轮机叶片之前重新定向。

旋转涡轮机叶片和固定叶片都会遭受极其苛刻的操作环境。叶片经历高温，并且极热的燃烧气体在高速下通过。为了帮助涡轮段中旋转和不旋转的叶片应对苛刻的操作环境，通常在叶片本身内形成冷却通道。冷却通道供有冷却剂，典型地呈冷却的压缩空气的形式。压缩空气穿过叶片内的冷却通道以帮助冷却叶片，并且冷却剂通常之后穿过形成于叶片的外表面上的多个冷却孔而离开叶片。

发明内容

在第一方面，本发明可在一种用于涡轮机中的叶片上实施，该叶片包括具有底座和末梢的叶片主体。至少一个蜿蜒的冷却剂通道定位在叶片主体的内部。末梢冷却剂通道也定位在叶片主体中，其中末梢冷却剂通道从邻近主体的底座的位置直接延伸到邻近主体的末梢的位置。

在另一方面，本发明可在一种形成用在涡轮机中的叶片的方法中实施。该方法包括形成具有底座和末梢的叶片主体，在叶片主体的内部形成至少一个蜿蜒的冷却剂通道，以及在叶片主体的内部形成末梢冷却剂通道，其中末梢冷却剂通道从邻近主体的底座的位置直接延伸到邻近主体的末梢的位置。

附图说明

图1是涡轮机叶片的透视图；

图2是涡轮机叶片的纵向横截面图；

图3是图2中图示的涡轮机叶片的横向横截面图；

图4是另一涡轮机叶片的纵向横截面图；

图5是图4中图示的涡轮机叶片的横向横截面图；

图6是涡轮机叶片的末梢部分的横向横截面图；

图7是涡轮机叶片的另一实施例的末梢部分的横向横截面图；

图8是涡轮机叶片的另一实施例的纵向横截面图；且

图9是涡轮机叶片的另一实施例的纵向横截面图。

零部件列表

10  涡轮机叶片

12  前缘

14  后缘

16  末梢

15，17，19  冷却孔

20  座架

32  第一入口

34  第二入口

36  第三入口

38  第四入口

40  第一收集室

42  接收室

52，62，122，142  第一向上延伸的通道

54，124，144  第二向下延伸的通道

56，146  第三向上延伸的通道

58  第四向上延伸的通道

60，130  交叉孔

62，64  第二冷却通道

66  第三向上的冷却通道

110  第一入口

112  第二入口

113  第五入口

114  第三入口

115  第四入口

120  第一接收室

122  室

126，128  向上延伸的通道

140  末梢冷却剂通道

160  末梢冷却剂储槽

具体实施方式

图1显示了座架20上的典型的涡轮机叶片。图1中所示的实施例意图代表涡轮机的旋转涡轮机叶片。然而，本发明同样适用于固定涡轮机叶片(定子叶片)。

涡轮机叶片10包括前缘12、后缘14和末梢16。多个冷却孔定位在叶片的表面上。这些冷却孔可包括定位在叶片的前缘12附近的冷却孔17、定位在叶片的后缘14附近的冷却孔18、以及沿着叶片的中间部分而定位的冷却孔15。另外，沿着叶片的末梢部分可定位冷却孔19。图1中所示的构造意在仅为说明性的。冷却孔的图案和位置可从一个涡轮机叶片设计到下一涡轮机叶片设计而极大地变化。

图2显示了典型的涡轮机叶片的纵向横截面图，其包括蜿蜒的冷却通道。如图2中所示，蜿蜒的冷却通道通过定位在叶片的底座中的四个冷却入口而接收冷却剂流。四个冷却入口包括第一入口32、第二入口34、第三入口36和第四入口38。虽然此实施例包括四个冷却剂入口，但是带有蜿蜒的冷却通道的叶片的其它实施例可能具有不同的入口的数量。