[发明专利]具有末端沟槽的涡轮机叶片

说明书

一种涡轮机叶片（1）包括设置在叶片翼型件（10）的外壁（12）上的末端盖（32）。沟槽（40）限定在末端盖（32）的面向热气体路径流体的径向外侧上。沟槽（40）由沟槽底部（42）形成，所述沟槽底部在横向相对侧上与第一和第二沟槽侧面（44、46）侧面相接，使得沟槽底部（42）相对于末端盖（32）的径向外表面（32b）径向向内定位。沟槽（40）从位于或接近翼型件前缘（18）的沟槽入口（52）延伸至位于或接近翼型件后缘（20）的沟槽出口（54）。沟槽（40）构造成夹带末端泄漏流从沟槽入口（52）到沟槽出口（54）。

技术领域

本发明涉及用于燃气涡轮发动机的涡轮机叶片，并且特别地涉及涡轮机叶片末端。

背景技术

在诸如燃气涡轮发动机的涡轮机中，空气在压缩机区段中加压，并且然后在燃烧器区段中与燃料混合并燃烧，以产生热的燃烧气体。热的燃烧气体在发动机的涡轮机区段内膨胀，在涡轮机区段中，能量被提取以向压缩机区段提供动力并且产生有用功，诸如使发电机转动以产生电力。热的燃烧气体行进通过涡轮机区段内的一系列涡轮机级。涡轮机级可以包括一排固定翼型件，即导叶，后面是一排旋转翼型件，即涡轮机叶片，其中涡轮机叶片从热燃烧气体提取能量以提供输出功率。

通常，涡轮机叶片由在一端处的根部和形成从联接到根部的平台向外延伸的翼型件的细长部分形成。该翼型件包括在径向外端处的末端、前缘和后缘。涡轮机叶片的末端通常具有末端特征，以减小涡轮机的气体路径中的环段和叶片之间的空隙的尺寸，以防止末端流泄漏，这减小了由涡轮机叶片产生的扭矩量。末端特征通常被称为凹槽末端（squealertip），并且经常结合到叶片的末端上，以帮助减少涡轮机级之间的压力损失。这些特征设计成使叶片末端与环段之间的泄漏最小化。

发明内容

简言之，本发明的方面提供了一种涡轮机叶片，其具有用于减少泄漏流的改善的叶片末端设计。

根据本发明的一方面，提供了一种涡轮机叶片。该叶片包括翼型件，该翼型件包括由在前缘处和在后缘处接合的压力侧和吸力侧形成的外壁。叶片具有在第一径向端处的叶片末端和在与第一径向端相对的第二径向端处的叶片根部，所述叶片根部用于支撑叶片和用于将叶片联接到盘。叶片末端包括设置在翼型件的外壁上的末端盖。沟槽限定在末端盖的面向热气体路径流体的径向外侧上。沟槽由沟槽底部形成，沟槽底部在横向相对侧上与第一和第二沟槽侧面侧面相接（flanked），使得沟槽底部相对于末端盖的径向外表面径向向内定位。沟槽从位于前缘处或接近前缘的沟槽入口延伸到位于后缘处或接近后缘的沟槽出口。沟槽构造成夹带末端泄漏流从沟槽入口到沟槽出口。

附图说明

借助于附图更详细地示出本发明。附图示出了具体的构造，并且不限制本发明的范围。

图1是已知类型的涡轮机叶片的透视图；

图2是沿图1中的截面II-II的截面视图；

图3是根据本发明的一个实施例的具有末端沟槽的涡轮机叶片的径向俯视图；

图4是沿图3中的截面IV-IV的截面视图；

图5是具有基线凹槽末端构造的涡轮机叶片的透视图，其示出了描绘末端泄漏流的流线；

图6是具有末端沟槽构造的涡轮机叶片的透视图，其示出了描绘末端泄漏流的流线；

图7是根据本发明的另一实施例的具有末端沟槽的涡轮机叶片的径向俯视图；以及

图8、图9和图10是示出了本发明的包括末端沟槽和一个或多个凹槽末端壁的组合的各种其它实施例的截面图。

具体实施方式

在优选实施例的以下具体实施方式中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中，通过说明而非限制的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。要理解的是，可以使用其它实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行改变。