[发明专利]具有尖端护罩冷却通道的转子轮叶及其制造方法

说明书

本发明提供一种转子轮叶及其制造方法，该转子轮叶包括沿径向方向从根端延伸到尖端的翼型件部分。多个内部翼型件冷却通道限定于翼型件部分中。该转子轮叶还包括尖端护罩。尖端护罩包括联接到尖端的护罩板。多个尖端护罩冷却通道限定于护罩板内。尖端护罩冷却通道中的每一个都在护罩板内沿大体横向于径向方向的方向延伸。每个尖端护罩通道包括：入口，该入口与翼型件冷却通道中的至少一个流动连通地联接；和出口开口，该出口开口限定于尖端护罩的径向外表面中并且延伸穿过该径向外表面。出口开口与入口流动连通地联接。

技术领域

本发明的领域总体涉及用于旋转机械的转子轮叶，并且更具体地，涉及具有限定于轮叶尖端护罩中的冷却通道的转子轮叶。

背景技术

至少一些已知的转子轮叶包括尖端护罩。例如，尖端护罩改进了转子轮叶的气动性能。此外，至少一些已知的转子轮叶经受由于暴露于旋转机械的热气体路径中的热气体而造成的磨损和/或损坏。因此，至少一些已知的转子轮叶包括限定于尖端护罩中的增压室，并且在旋转机械操作期间，冷却流体被供给到增压室并且通过尖端护罩的外周边缘排放，以对尖端护罩和/或尖端护罩附近的转子轮叶的其它部分进行冷却。然而，对于至少一些已知的转子轮叶而言，冷却流体内部转向通过尖端护罩的外周使得尖端护罩的径向外表面的膜冷却和/或对流冷却可用的冷却流体的量减少。

此外，所需的冷却量根据尖端护罩上或其附近的区域的不同而发生变化，并且供给到增压室的冷却流体的量被选择成能够适应具有最大冷却需要的部分。对于至少一些已知的旋转机械而言，同时将较大量的冷却流体供给到转子轮叶降低了旋转机械的效率。备选地或除此之外，为了减少尖端护罩所需的冷却流体的量，至少一些转子轮叶形成有增大的尖端护罩的“扇形部(scallop)”，使得尖端护罩垂直于转子轮叶的翼型件延伸的距离减小。然而，对于至少一些旋转机械而言，增大尖端护罩的扇形部还降低了尖端护罩的气动有效性，由此降低了旋转机械的效率。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种转子轮叶。该转子轮叶包括沿径向方向从根端延伸到尖端的翼型件部分。多个内部翼型件冷却通道限定于翼型件部分中。该转子轮叶还包括尖端护罩。尖端护罩包括联接到尖端的护罩板。多个尖端护罩冷却通道限定于护罩板内。尖端护罩冷却通道中的每一个都在护罩板内沿大体横向于径向方向的方向延伸。每个尖端护罩通道包括：入口，该入口与翼型件冷却通道中的至少一个流动连通地联接；和出口开口，该出口开口限定于尖端护罩的径向外表面中并且延伸穿过该径向外表面。出口开口与入口流动连通地联接。

在另一个方面中，本发明提供一种旋转机械。该旋转机械包括涡轮部段，该涡轮部段包括多个转子轮叶。转子轮叶中的至少一个包括沿径向方向从根端延伸到尖端的翼型件部分。多个内部翼型件冷却通道限定于翼型件部分中。该转子轮叶还包括尖端护罩。尖端护罩包括联接到尖端的护罩板。多个尖端护罩冷却通道限定于护罩板内。尖端护罩冷却通道中的每一个都在护罩板内沿大体横向于径向方向的方向延伸。每个尖端护罩通道都包括：入口，该入口与翼型件冷却通道中的至少一个流动连通地联接；和出口开口，该出口开口限定于尖端护罩的径向外表面中并且延伸穿过该径向外表面。出口开口与入口流动连通地联接。

在另一个方面中，本发明提供一种形成转子轮叶的方法。该方法包括在翼型件部分中形成多个内部翼型件冷却通道。翼型件部分沿径向方向从根端延伸到尖端。该方法还包括：在尖端护罩的护罩板内形成多个尖端护罩冷却通道；和将护罩板联接到翼型件部分的尖端，使得尖端护罩冷却通道中的每一个都在护罩板内沿大体横向于径向方向的方向延伸。每个尖端护罩通道都包括：入口，该入口与翼型件冷却通道中的至少一个流动连通地联接；和出口开口，该出口开口限定于尖端护罩的径向外表面中并且延伸穿过该径向外表面。出口开口与入口流动连通地联接。

附图说明

图1是旋转机械的示例性实施例的示意图；

图2是用于与旋转机械、例如图1中所示的示例性旋转机械一起使用的示例性转子轮叶的示意性透视图；

图3是图2中所示的示例性转子轮叶的一部分的压力侧的示意性侧视图；