[发明专利]涡轮发动机叶片、相关涡轮发动机分配器和涡轮发动机

说明书

一种用于涡轮发动机的叶片(13)，所述叶片围绕轴线(X)设置并且在径向外端(16)和径向内端(18)之间径向延伸，所述叶片(13)包括至少一个向所述叶片的径向外端和所述叶片的径向内端开口的冷却空腔(24、26)，所述叶片包括至少一个第一管状衬垫(34a、36a)和至少一个第二管状衬垫(34b、36b)，每个衬垫都接合在所述空腔中，所述第一衬垫的径向外端向所述叶片的径向外端开口，所述第二衬垫的径向内端向所述叶片的径向内端开口；所述叶片具有的曲率，使得所述叶片的中心轴线具有30到500mm之间，优选30到100mm之间的曲率半径。

技术领域

本发明涉及航空涡轮机领域，更具体地涉及用于涡轮发动机的涡轮喷嘴的叶片，以及包括这种喷嘴的涡轮发动机。

背景技术

如FR2955145号文件所述，涡轮发动机的高压或低压喷嘴特别包括在其两端由内部平台和外部平台保持的定子叶片，这些叶片界定了从燃烧室喷出的气体的循环流道。这些叶片允许引导从燃烧室排出的气体在涡轮的转子叶片上流动。这些叶片是中空的并且包括至少一个或两个空腔，特别是前缘空腔和后缘空腔，其一端向流道的外部开口。

这些叶片暴露在高温燃烧气体中，有必要对其进行冷却，以降低热应力。一种解决方案是使用来自涡轮发动机另一个部件，例如，压缩机的空气。更具体地，在燃烧室的上游，在压缩机级的出口处获取相对新鲜的空气。这些空气通过叶片两端注入叶片的空腔，以从内部冷却叶片。然后，空气通过在叶片上开的孔逸入流道，并与叶片的空腔以及流道相通，冷却空气形成沿叶片外表面流动的更新鲜空气保护膜。

此外，通常在此类叶片的空腔中嵌入衬垫。该衬垫在其整个表面上包括多个在平台之间延伸的孔。衬垫在一端包括封闭的底壁，并在与包含它的空腔相同的一侧向流道的外部开口。从燃烧室上游抽取的相对新鲜的空气通过平台注入衬垫。新鲜空气进入衬垫内部以通过冲击从内部冷却叶片。然而，将这种衬垫集成到翼型中需要具有略微弯曲的叶片翼型，以便能够将衬垫插入空腔中。这种应力限制了考虑翼型的变化，特别是增加叶片的曲率(camber)的可能性。

因此，需要一种能够解决上述技术问题的装置。

发明内容

本公开涉及一种用于涡轮发动机的叶片，所述叶片配置为围绕轴线设置并且在径向外端和径向内端之间径向延伸，所述叶片包括至少一个向所述叶片的径向外端和所述叶片的径向内端开口的冷却空腔，所述叶片包括至少一个第一管状衬垫和至少一个第二管状衬垫，每个衬垫都接合在所述空腔中，所述第一衬垫的径向外端向所述叶片的径向外端开口，所述第二衬垫的径向内端向所述叶片的径向内端开口。

当叶片安装在涡轮机中时，叶片和衬垫的端部是例如内部和外部径向端部。叶片优选地是中空的，空腔在叶片的任一侧、每一端延伸。也就是说，叶片的空腔相当于贯穿叶片的整个高度，并在径向内端和径向外端开口的孔口。端部可以例如是在叶片的每个端部围绕叶片设置的凸缘，衬垫的端部固定到该凸缘。

根据本公开，第一衬垫因此从径向外端插入到冷却空腔中，并且第二衬垫因此从径向内端插入到冷却空腔中。换句话说，在安装衬垫时，衬垫沿着两个不同的安装方向插入到空腔中。这允许有两个短衬垫，而不是一个在空腔的整个长度上延伸的长衬垫。因此，可以设想翼型的显著曲率，同时在其整个高度上保持叶片的有效冷却。这允许有更多的自由度来改进例如涡轮喷嘴的叶片的翼型，从而提高涡轮效率。

在一些实施方式中，第一衬垫的径向外端是固定在叶片的径向外端的第一端，第二衬垫的径向内端是固定在叶片的径向内端的第一端，第一衬垫和第二衬垫各自还包括第二自由端，第一衬垫和第二衬垫的第二自由端在用于冷却叶片的空腔中彼此相对。

“彼此相对”是指第二自由端彼此相对，或者彼此接触，或者彼此隔开。在该第二种情况下，第二自由端彼此分开，使得其间不存在分隔。因此，衬垫的第二自由端不重叠，使得每个衬垫在叶片一端的安装更容易。

在一些实施方式中，每个衬垫的第一端包括支承在叶片端部上的端部凸缘。