[发明专利]燃气涡轮发动机中的翼型及用于形成这种翼型的芯部结构

权利要求书

1.一种用于形成燃气涡轮发动机翼型中的冷却构造的芯部结构，包括：

第一芯部元件，所述第一芯部元件包括前缘区段，与所述前缘区段构成整体的顶端区段，以及与所述前缘区段和顶端区段构成整体并且连接所述前缘区段和顶端区段的转弯区段，所述第一芯部元件适于被用于形成燃气涡轮发动机翼型中的前缘冷却回路，所述前缘冷却回路包括冷却流体通路，所述冷却流体通路包括：

由所述第一芯部元件前缘区段形成的前缘部分，所述前缘部分邻近于所述翼型的前缘而径向地延伸通过所述翼型；

由所述第一芯部元件顶端区段形成的顶端部分，所述顶端部分在翼弦方向上从邻近于所述翼型的所述前缘的位置延伸至邻近于所述翼型的后缘的位置；以及

由所述第一芯部元件转弯区段形成的转弯部分，所述转弯部分有助于所述冷却通路的所述前缘部分和所述顶端部分之间的流体连通；

其中，所述冷却流体通路的所述前缘部分、所述顶端部分和所述转弯部分中的每一个适于在所述翼型中由所述第一芯部元件同时地形成，其中，所述第一芯部元件的所述前缘区段包括相对于所述前缘区段的径向轴线周向且径向地延伸的多个螺旋形脊部，所述脊部形成对应的螺旋形沟槽，所述螺旋形沟槽延伸至限定所述冷却通路的所述前缘部分的外边界的所述翼型的表面中，其中，所述沟槽实现了径向地向外流动通过所述冷却通路的所述前缘部分的冷却流体的螺旋形流动模式。

2.根据权利要求1所述的芯部结构，其中，所述第一芯部元件的所述转弯区段形成所述冷却流体通路的所述转弯部分，使得在所述前缘部分和所述顶端部分之间的角度在90度至130度的范围内。

3.根据权利要求1所述的芯部结构，进一步包括与所述第一芯部元件构成整体的第二芯部元件，所述第二芯部元件包括中翼弦区段，所述中翼弦区段被用于在所述翼型中与形成所述前缘冷却回路的所述第一芯部元件同时地形成中翼弦冷却回路。

4.根据权利要求3所述的芯部结构，其中，所述中翼弦区段包括至少两个径向中翼弦元件，所述至少两个径向中翼弦元件形成所述中翼弦冷却回路的对应的中翼弦通路，所述中翼弦通路大体上径向地延伸通过所述翼型的中翼弦部分。

5.根据权利要求3所述的芯部结构，其中，所述第二芯部元件进一步包括与所述中翼弦区段构成整体的后缘区段，所述后缘区段被用于在所述翼型中与形成所述中翼弦冷却回路的所述中翼弦区段同时地形成后缘冷却回路。

6.根据权利要求1所述的芯部结构，其中，所述第一芯部元件的所述前缘区段包括第一和第二径向前缘元件，所述第一和第二径向前缘元件形成所述前缘冷却回路的对应的第一和第二前缘通路。

7.根据权利要求6所述的芯部结构，进一步包括在所述第一和第二径向前缘元件之间延伸的多个过渡元件，所述多个过渡元件被用于在所述翼型中形成多个过渡通路，所述多个过渡通路提供从所述第一前缘通路到所述第二前缘通路的流体连通，其中，从所述第一前缘通路通过所述过渡通路进入所述第二前缘通路的冷却流体冲击在限定所述第二前缘通路的外边界的所述翼型的表面上，从而提供所述表面的冲击冷却。

8.根据权利要求7所述的芯部结构，其中，所述过渡元件被定位成更靠近于所述第二径向前缘元件的第一侧部和第二侧部之一，使得所述过渡通路被定位成相比于所述翼型的压力侧和吸入侧中的一侧而更靠近于另一侧。

9.根据权利要求1所述的芯部结构，进一步包括延伸至与所述转弯区段相反的所述第一芯部元件的所述前缘区段的端部的入口元件，所述入口元件被设置成与所述前缘区段相关，使得形成在所得到的翼型中的入口通路以相对于所述前缘部分的径向轴线成25度和65度之间的角度将冷却流体引入至所述冷却通路的所述前缘部分中。