[发明专利]空气冷却式涡轮叶片和对应的冷却涡轮叶片的方法

权利要求书

1.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，所述转子叶片具有优化冷却回路，所述转子叶片包括：

叶片，其具有叶片根部和叶片末端，所述叶片沿径向方向从所述叶片根部延伸到所述叶片末端，并且由至少一个侧壁形成，所述至少一个侧壁限定所述叶片的周缘和中空的腔体，所述叶片具有压力侧和吸力侧；

至少四个隔开的冷却回路，所述隔开的冷却回路中的各个具有至少两个腔室，所述至少两个腔室沿所述径向方向从所述叶片根部延伸向所述叶片末端，并且通过至少一个交叉孔连接，所述至少一个交叉孔适合允许在所述至少两个腔室之间的空气流；

多个出口孔，其在所述至少一个侧壁中，并且连接于所述隔开的冷却回路中的至少一个，所述多个出口孔适合允许所述空气流离开所述叶片；

至少一个所述腔室横跨所述腔体从所述压力侧延伸到所述吸力侧，并且横向于主干肋；

所述隔开的冷却回路中的至少一个是末端标志回路，所述末端标志回路沿着吸力侧从所述叶片根部向上延伸，并且由所述腔室中的另一个与所述压力侧分开，所述末端标志回路转向和延伸向后缘。

2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述至少一个侧壁包括凸形第一侧壁和凹形第二侧壁，所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁沿轴向方向从前缘延伸到所述后缘。

3.根据权利要求2所述的转子叶片，其特征在于，所述隔开的冷却回路包括由主干肋分开的一对平行腔室，所述主干肋设置在所述叶片内，并且沿所述径向方向从所述叶片根部延伸到所述叶片末端，并且沿所述轴向方向在第一腔室和第二腔室之间延伸。

4.根据权利要求3所述的转子叶片，其特征在于，所述主干肋被从所述凸形第一侧壁延伸到所述凹形第二侧壁的横向腔室中断。

5.一种用于燃气涡轮发动机的转子叶片，其具有优化冷却回路，所述转子叶片包括：

沿径向方向从叶片根部延伸到叶片末端的凸形第一侧壁；

沿所述径向方向从叶片根部延伸到叶片末端的凹形第二侧壁；

所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁在前缘处连结，分岔并且在后缘处再次连结，以形成内部腔体的周缘；

设置在所述内部腔体内的五个冷却回路，所述冷却回路中的各个具有至少一个腔室，所述至少一个腔室沿径向方向在所述转子叶片内延伸，并且适合允许空气流从所述叶片根部传送向所述叶片末端；

第一冷却回路，其具有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室中的至少一个设置在所述前缘附近，所述第一腔室和所述第二腔室由横向于所述径向方向延伸的至少一个第一交叉孔连接；

第二冷却蛇形回路，其具有设置在所述凸形第一侧壁附近的第三腔室、第四腔室和第五腔室，所述第三腔室和所述第四腔室由交叉孔连接，所述交叉孔设置在所述叶片末端附近，并且横向于所述径向方向延伸，所述第四腔室和所述第五腔室由第二交叉孔连接，所述第二交叉孔设置在所述叶片根部附近，并且横向于所述径向方向延伸；

第三冷却回路，其具有第六腔室和第七腔室，所述第六腔室至少部分地在第一侧上被所述凸形第一侧壁限定，并且在第二侧上被所述凹形第二侧壁限定，所述第六腔室和所述第七腔室由第三交叉孔连接，所述第三交叉孔设置在所述叶片末端附近，并且横向于所述径向方向延伸；

第四冷却回路，其具有第八腔室和第九腔室，它们由所述叶片根部附近的第四交叉孔连接于彼此，所述第八腔室和所述第九腔室部分地被沿所述径向方向延伸的第四冷却回路壁分开，所述第八腔室和所述第九腔室在比所述第四冷却回路壁更接近所述叶片末端的位置处合并，并且转向所述后缘；以及

第五冷却回路，其设置在所述后缘附近，并且具有沿所述径向方向从所述叶片根部延伸向所述叶片末端的第十腔室。

6.根据权利要求5所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括多个前缘孔，所述多个前缘孔横向于所述径向方向从所述第一冷却回路延伸穿过由所述前缘附近的所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁形成的所述周缘，所述多个前缘孔适合允许空气流从所述第一冷却回路传送到由侧周缘形成的所述内部腔体的外部。

7.根据权利要求5所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括多个后缘孔，所述多个后缘孔横向于所述径向方向从所述第五冷却回路延伸穿过由所述后缘附近的所述凸形第一侧壁和所述凹形第二侧壁形成的所述周缘，所述多个后缘孔适合允许空气流从所述第五冷却回路传送到由所述周缘形成的所述内部腔体的外部。