[发明专利]包括尖端导轨冷却插入件的涡轮叶片尖端冷却系统

权利要求书

1.一种涡轮叶片尖端冷却系统(200)，包括：

涡轮叶片(115)，所述涡轮叶片具有尖端腔体(155)、围绕所述尖端腔体(155)的至少一部分的尖端导轨(150)和至少一个内部冷却腔体(174)；

所述尖端导轨(150)具有内导轨表面(157)、外导轨表面(159)、端面(160，288)和至少一个尖端导轨口袋(270)，所述至少一个尖端导轨口袋在所述端面(160，288)处打开并且流体地连接到承载冷却剂的所述至少一个内部冷却腔体(174)；和

尖端导轨冷却插入件(280)，所述尖端导轨冷却插入件附接到所述至少一个尖端导轨口袋(270)，所述尖端导轨冷却插入件(280)具有在其中的至少一个插入件冷却通道(180)和冷却剂收集充气室(284，384)，所述冷却剂收集充气室用于将冷却剂从所述至少一个内部冷却腔体(174)导向到所述至少一个插入件冷却通道(180)。

2.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述冷却剂收集充气室(284，384)通过至少一个叶片冷却通道(282)流体连接到所述至少一个内部冷却腔体(174)，所述至少一个叶片冷却通道从所述至少一个内部冷却腔体(174)延伸到所述尖端导轨口袋(270)中的至少一个尖端口袋冷却剂开口(290)。

3.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述至少一个尖端导轨口袋(270)包括用于接合所述尖端导轨冷却插入件(280)的至少四个表面(312A-E，312B)(312A-D)。

4.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，还包括多个尖端导轨口袋(270)和附接到所述多个尖端导轨口袋(270)中的每一者的尖端导轨冷却插入件(280)。

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述多个尖端导轨口袋(270)中的至少两者具有相同的几何形状和尺寸。

6.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述尖端导轨冷却插入件(280)为单片结构。

7.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述尖端导轨冷却插入件(280)由多个材料层(300)层压而成。

8.根据权利要求7所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述材料层(300)中的至少一者为预烧结的预制件。

9.根据权利要求1所述的涡轮叶片尖端冷却系统(200)，其中所述至少一个插入件冷却通道(180)包括至少一个冷却剂出口孔径(286)，所述至少一个冷却剂出口孔径位于所述相应尖端导轨冷却插入件(280)的所述端面(160，288)中。

10.一种冷却涡轮叶片尖端(137，237)的方法，包括：

提供涡轮叶片，所述涡轮叶片具有尖端腔体(155)、围绕所述尖端腔体(155)的至少一部分的尖端导轨(150)和被配置为递送冷却剂的至少一个内部冷却腔体(174)，所述尖端导轨(150)具有内导轨表面(157)、外导轨表面(159)和端面(160，288)；

在所述尖端导轨(150)的所述端面(160，288)中形成尖端导轨口袋(270)，所述尖端导轨口袋(270)包括尖端口袋冷却剂开口(290)，所述尖端口袋冷却剂开口与所述至少一个内部冷却腔体(174)流体连通；

形成尖端导轨冷却插入件(280)，所述尖端导轨冷却插入件具有被配置用于与所述尖端口袋冷却剂开口(290)流体连通的冷却剂收集充气室(284，384)和与所述冷却剂收集充气室(284，384)流体连通的至少一个插入件冷却通道(180)，所述尖端导轨冷却插入件(280)的尺寸和形状被设定成接合在所述尖端导轨口袋(270)中；以及

将所述尖端导轨冷却插入件(280)附接到所述尖端导轨口袋(270)以将所述冷却剂收集充气室(284，384)流体地连接到所述内部冷却腔体(174)。