[发明专利]涡轮机转子叶片

说明书

本公开涉及一种涡轮转子叶片。所述转子叶片包括翼型件和联接到所述翼型件的尖端护罩。所述尖端护罩包括侧表面。所述翼型件和所述尖端护罩限定第一冷却通道。所述尖端护罩还限定与所述第一冷却通道流体连通的第二通道。所述第二冷却通道从所述第一冷却通道延伸到由所述侧表面限定的第一出口。所述第一出口构造成将冷却剂流引导到第一相邻转子叶片的尖端护罩圆角上。

技术领域

本发明大体上涉及涡轮机。更具体地说，本发明涉及用于涡轮机的转子叶片。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。压缩机区段逐步增大进入燃气涡轮发动机的空气的压力，并且将此压缩空气供应到燃烧区段。被压缩的空气和燃料(例如，天然气)在燃烧区段内混合并且在一个或多个燃烧室内燃烧以产生高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流到其中它们经膨胀以发挥作用的涡轮区段中。举例来说，燃烧气体在涡轮区段中的膨胀可使连接到发电机的转子轴旋转以产生电力。

涡轮区段大体上包括多个转子叶片。每个转子叶片包括位于燃烧气体流内的翼型件。在这方面，转子叶片从流过涡轮区段的燃烧气体提取动能和/或热能。一些转子叶片可包括尖端护罩，所述尖端护罩联接到翼型件的径向外端。尖端护罩降低通过转子叶片渗漏的燃烧气体的量。

转子叶片通常在极高的温度环境中操作。因此，每个转子叶片的尖端护罩可限定冷却剂可通过其流动的各个冷却通道。不过，冷却通道可能只对尖端护罩的某些部分例如各个圆角(fillet)提供有限的冷却。这可能限制转子叶片的操作温度和/或转子叶片的使用寿命。

发明内容

本发明技术的各方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，或者可以从所述描述显而易见，或者可以通过实践本发明技术来了解。

在一方面，本公开涉及一种用于涡轮机的转子叶片。所述转子叶片包括翼型件和联接到所述翼型件的尖端护罩。所述尖端护罩包括侧表面。所述翼型件和所述尖端护罩限定第一冷却通道。所述尖端护罩还限定与所述第一冷却通道流体连通的第二通道。所述第二冷却通道从所述第一冷却通道延伸到由所述侧表面限定的第一出口。所述第一出口构造成将冷却剂流引导到第一相邻转子叶片的尖端护罩圆角上。

在另一方面，本公开涉及一种涡轮机，其包括具有多个转子叶片的涡轮区段。所述多个转子叶片的第一转子叶片包括翼型件；以及联接到所述翼型件的尖端护罩。所述尖端护罩包括侧表面。所述翼型件和所述尖端护罩限定第一冷却通道。所述尖端护罩还限定与所述第一冷却通道流体连通的第二通道。所述第二冷却通道从所述第一冷却通道延伸到由所述侧表面限定的第一出口。所述第一出口构造成将冷却剂流引导到所述多个转子叶片的第二转子叶片的尖端护罩圆角上。

本公开技术方案1提供一种用于涡轮机的转子叶片，所述转子叶片包括：翼型件；以及联接到所述翼型件的尖端护罩，所述尖端护罩包括侧表面，所述翼型件和所述尖端护罩限定第一冷却通道，所述尖端护罩还限定与所述第一冷却通道流体连通的第二冷却通道，所述第二冷却通道从所述第一冷却通道延伸到由所述侧表面限定的第一出口，所述第一出口构造成将冷却剂引导到第一相邻转子叶片的尖端护罩圆角上。

技术方案2：根据技术方案1所述的转子叶片，其中，所述第一出口构造成以足够的速度排出所述冷却剂，以横越所述出口和所述尖端护罩圆角之间的间隙，使得所述冷却剂冲击到所述第一相邻转子叶片的尖端护罩圆角上。

技术方案3：根据技术方案1所述的转子叶片，其中，所述尖端护罩完全限定所述第二冷却通道。

技术方案4：根据技术方案1所述的转子叶片，其中，所述尖端护罩包括从所述尖端护罩的径向外表面向外延伸的密封轨，所述第二冷却通道沿所述密封轨延伸。

技术方案5：根据技术方案1所述的转子叶片，其中，所述尖端护罩包括塞子，所述塞子定位在所述第一冷却通道的径向外端中，以引导所述冷却剂流过所述第一冷却通道进入所述第二冷却通道中。