本發(fā)明涉及具有橫貫孔的翼型件。
背景技術(shù):
渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),并且特別是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī),是旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),它從通過發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到多個(gè)旋轉(zhuǎn)渦輪葉片上的燃燒氣體流中抽取能量。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)用于陸地和航海運(yùn)動(dòng)和功率生產(chǎn),但最常用于航空應(yīng)用,諸如飛機(jī),包括直升機(jī)。在飛機(jī)中,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于推進(jìn)飛機(jī)。在陸地應(yīng)用中,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常用來產(chǎn)生功率。
用于飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成在高溫下運(yùn)行,以最大程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率,所以冷卻諸如高壓渦輪和低壓渦輪的某些發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件可為有益的。典型地,通過將來自高壓和/或低壓壓縮機(jī)的較冷空氣引導(dǎo)到需要冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)冷卻。高壓渦輪中的溫度大約為1000℃至2000℃,并且來自壓縮機(jī)的冷卻空氣大約為500℃至700℃。雖然壓縮機(jī)空氣的溫度高,但它比渦輪空氣更冷,并且可用來冷卻渦輪。
現(xiàn)代渦輪葉片大體包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部冷卻回路,以發(fā)送冷卻空氣通過葉片,以冷卻葉片的不同部分,并且可包括用于冷卻葉片的不同部分的專用冷卻回路,諸如葉片的前緣、后緣和末梢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的翼型件,翼型件包括:周邊壁,其包圍內(nèi)部且限定壓力側(cè)和吸力側(cè),壓力側(cè)和吸力側(cè)沿軸向在前緣和后緣之間延伸,并且沿徑向在根部和末梢之間延伸;徑向延伸肋,其位于內(nèi)部?jī)?nèi)且在吸力側(cè)和壓力側(cè)之間延伸;徑向延伸前緣腔室,其由前緣、肋和吸力側(cè)和壓力側(cè)包圍;部分地由肋包圍的徑向延伸內(nèi)部腔室;穿過前緣的多個(gè)膜孔;成第一和第二徑向延伸排的橫貫孔,它們穿過肋且流通地聯(lián)接前緣和內(nèi)部腔室,其中第一排的孔相對(duì)于第二排的孔沿徑向偏移,并且孔的子集成角度,以限定與壓力側(cè)和吸力側(cè)中的一個(gè)相交的流徑。
一種對(duì)翼型件的前緣附近的前緣腔室提供冷卻空氣的方法,翼型件具有成排的膜開口,其沿著前緣延伸且通過前緣,方法包括在前緣腔室中產(chǎn)生沿徑向間隔開的冷卻空氣漩渦。
一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的翼型件,翼型件包括:周邊壁,其包圍內(nèi)部且限定壓力側(cè)和吸力側(cè),壓力側(cè)和吸力側(cè)沿軸向在前緣和后緣之間延伸且沿徑向在根部和末梢之間延伸;第一和第二徑向延伸冷卻腔室;徑向延伸肋,其分開第一和第二冷卻腔室;以及成第一和第二徑向延伸排的橫貫孔,其穿過肋且流通地聯(lián)接第一和第二腔室,其中第一排的孔相對(duì)于第二排的孔沿徑向偏移,并且孔的子集成角度,以限定與壓力側(cè)和吸力側(cè)中的一個(gè)相交的流徑。
技術(shù)方案1.一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的翼型件,所述翼型件包括:
周邊壁,其包圍內(nèi)部且限定壓力側(cè)和吸力側(cè),所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)沿軸向在前緣和后緣之間延伸,并且沿徑向在根部和末梢之間延伸;
徑向延伸肋,其位于所述內(nèi)部?jī)?nèi),并且在所述吸力側(cè)和所述壓力側(cè)之間延伸;
徑向延伸前緣腔室,其由所述前緣、所述肋和所述吸力側(cè)和所述壓力側(cè)包圍;
部分地由所述肋包圍的徑向延伸內(nèi)部腔室;
穿過所述前緣的多個(gè)膜孔;
成第一和第二徑向延伸排的橫貫孔,它們穿過所述肋且流通地聯(lián)接所述前緣和所述內(nèi)部腔室,其中所述第一排的孔相對(duì)于所述第二排的孔沿徑向偏移,并且所述孔的子集成角度,以限定與所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)中的一個(gè)相交的流徑。
技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排中的一個(gè)的孔。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排的交替孔。
技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排中的一個(gè)的交替孔。
技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,孔的所述子集包括:所述第一排,其成角度,以限定與所述壓力側(cè)相交的流徑;以及第二排,其成角度,以限定與所述吸力側(cè)相交的流徑。
技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,所述孔中沒有一個(gè)限定與所述前緣相交的流徑。
技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案5所述的翼型件,其特征在于,所述孔中沒有一個(gè)限定與所述膜孔相交的流徑。
技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,孔的所述子集相對(duì)于垂直于所述肋的中心線的定向的角度小于90度。
技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,所述第一排和所述第二排孔具有不同的形狀。
技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,所述第一排和所述第二排孔具有不同的面積。
技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案1所述的翼型件,其特征在于,所述肋是筆直或彎曲的。
技術(shù)方案12.一種對(duì)翼型件的前緣附近的前緣腔室提供冷卻空氣的方法,所述翼型件具有成排的膜開口,其沿著所述前緣延伸且穿過所述前緣,所述方法包括在所述前緣腔室中產(chǎn)生沿徑向間隔開的冷卻空氣漩渦。
技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法,其特征在于,所述沿徑向間隔開的冷卻空氣漩渦包括具有不同的旋轉(zhuǎn)方向的漩渦。
技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的方法,其特征在于,所述不同旋轉(zhuǎn)方向的漩渦沿所述徑向方向交替。
技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案14所述的方法,其特征在于,所述不同旋轉(zhuǎn)方向的漩渦沿徑向彼此交錯(cuò)。
技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法,其特征在于,第一旋轉(zhuǎn)方向的漩渦限定第一徑向延伸排,而不同于所述第一旋轉(zhuǎn)方向的第二旋轉(zhuǎn)方向的漩渦限定第二徑向延伸排。
技術(shù)方案17.一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的翼型件,所述翼型件包括:
周邊壁,其包圍內(nèi)部且限定壓力側(cè)和吸力側(cè),所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)沿軸向在前緣和后緣之間延伸,并且沿徑向在根部和末梢之間延伸;
第一和第二徑向延伸冷卻腔室;
徑向延伸肋,其分開所述第一冷卻腔室和所述第二冷卻腔室;以及
成第一和第二徑向延伸排的橫貫孔,它們穿過所述肋且流通地聯(lián)接所述第一冷卻腔室和所述第二冷卻腔室,其中所述第一排的孔相對(duì)于所述第二排的孔沿徑向偏移,并且所述孔的子集成角度,以限定與所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)中的一個(gè)相交的流徑。
技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排中的一個(gè)的孔。
技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排的交替孔。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,孔的所述子集包括所述第一排和所述第二排中的一個(gè)的交替孔。
技術(shù)方案21.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,孔的所述子集包括:所述第一排,其成角度,以限定與所述壓力側(cè)相交的流徑;以及所述第二排,其成角度,以限定與所述吸力側(cè)相交的流徑。
技術(shù)方案22.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,所述第一排和所述第二排孔具有不同的形狀。
技術(shù)方案23.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,所述第一排和所述第二排孔具有不同的面積。
技術(shù)方案24.根據(jù)技術(shù)方案17所述的方法,其特征在于,所述肋是筆直或彎曲的。
附圖說明
在圖中:
圖1是飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性橫截面圖。
圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的透視圖,發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件呈圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片的形式,其具有冷卻空氣入口通道。
圖3是圖2的翼型件的橫截面圖。
圖4是設(shè)置在圖3的翼型件的橫截面圖內(nèi)的多個(gè)內(nèi)部通道的示意圖。
圖5是包括橫貫孔的圖4的翼型件的前緣的放大視圖。
圖6是包括橫貫孔的圖4的翼型件的前緣的第二實(shí)施例的放大視圖。
圖7是圖5的凹的弧形肋的透視圖。
圖8是圖5的凹的弧形肋的正視圖。
部件列表
10發(fā)動(dòng)機(jī)
12中心線
14前部
16后部
18風(fēng)扇區(qū)段
20風(fēng)扇
22壓縮機(jī)區(qū)段
24lp壓縮機(jī)
26hp壓縮機(jī)
28燃燒區(qū)段
30燃燒器
32渦輪區(qū)段
34hp渦輪
36lp渦輪
38排氣區(qū)段
40風(fēng)扇殼
42風(fēng)扇葉片
44核心
46核心殼
48hp軸桿
50lp軸桿
52hp壓縮機(jī)級(jí)
53轉(zhuǎn)子
54hp壓縮機(jī)級(jí)
56lp壓縮機(jī)葉片
58hp壓縮機(jī)葉片
59盤
60lp壓縮機(jī)導(dǎo)葉
61盤
62hp壓縮機(jī)導(dǎo)葉
63定子
64hp渦輪級(jí)
66lp渦輪級(jí)
68hp渦輪葉片
70lp渦輪葉片
71盤
72hp渦輪導(dǎo)葉
73盤
74lp渦輪導(dǎo)葉
75空氣流
76加壓環(huán)境空氣
77放氣
79鳩尾件
78翼型件
80出口導(dǎo)葉組件
81末梢
82翼型件導(dǎo)葉
83根部
84平臺(tái)
85風(fēng)扇排氣側(cè)
88第一入口通道
90第二入口通道
92第三入口通道
94通道出口
95周邊壁
96內(nèi)部
98壓力側(cè)
100吸力側(cè)
102前緣
104后緣
120前緣冷卻回路
122內(nèi)部腔室
124內(nèi)部通道
126前緣腔室
130徑向延伸肋
132橫貫孔
134橫貫孔
136流徑
138流徑
139中心線
140延伸排
142延伸排
150橢圓形
152圓形形狀
160漩渦
200吸力側(cè)
202前緣
204后緣
220前緣冷卻回路
222內(nèi)部腔室
224內(nèi)部通道
226前緣腔室
230徑向延伸肋
232橫貫孔
234橫貫孔
236流徑
238流徑
239中心線
240延伸的排
242延伸的排
250橢圓形
252圓形形狀
260漩渦。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的描述的實(shí)施例涉及翼型件,并且更具體地涉及冷卻翼型件。為了說明,將關(guān)于飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片來描述本發(fā)明。但將理解的是,本發(fā)明不受此限制,而是可一般適用于非飛機(jī)應(yīng)用,諸如其它移動(dòng)應(yīng)用和非移動(dòng)工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用。它也可應(yīng)用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的除了葉片之外的翼型件,諸如固定導(dǎo)葉。
圖1是飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意性橫截面圖。發(fā)動(dòng)機(jī)10具有從前部14延伸到后部16的大體縱向延伸的軸線或中心線12。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括成下游連續(xù)流關(guān)系的:風(fēng)扇區(qū)段18,其包括風(fēng)扇20;壓縮機(jī)區(qū)段22,其包括增壓器或低壓(lp)壓縮機(jī)24和高壓(hp)壓縮機(jī)26;燃燒區(qū)段28,其包括燃燒器30;渦輪區(qū)段32,其包括hp渦輪34和lp渦輪36;以及排氣區(qū)段38。
風(fēng)扇區(qū)段18包括風(fēng)扇殼40,它包圍風(fēng)扇20。風(fēng)扇20包括沿徑向圍繞中心線12設(shè)置的多個(gè)風(fēng)扇葉片42。hp壓縮機(jī)26、燃燒器30和hp渦輪34形成發(fā)動(dòng)機(jī)10的核心44,核心44產(chǎn)生燃燒氣體。核心44被核心殼46包圍,核心殼46可與風(fēng)扇殼40聯(lián)接。
圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地設(shè)置的hp軸或軸桿48將hp渦輪34傳動(dòng)地連接到hp壓縮機(jī)26上。在較大直徑的環(huán)形hp軸桿48內(nèi)圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)10的中心線12同軸地設(shè)置的lp軸或軸桿50將lp渦輪36傳動(dòng)地連接到lp壓縮機(jī)24和風(fēng)扇20上。
lp壓縮機(jī)24和hp壓縮機(jī)26分別包括多個(gè)壓縮機(jī)級(jí)52、54,其中成組的壓縮機(jī)葉片56、58相對(duì)于成對(duì)應(yīng)的組的靜態(tài)壓縮機(jī)導(dǎo)葉60、62(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn),以對(duì)傳送通過級(jí)的流體流進(jìn)行壓縮或加壓。在單個(gè)壓縮機(jī)級(jí)52、54中,多個(gè)壓縮機(jī)葉片56、58可設(shè)置成環(huán)形,并且可相對(duì)于中心線12沿徑向向外從葉片平臺(tái)延伸到葉片末梢,而對(duì)應(yīng)的靜態(tài)壓縮機(jī)導(dǎo)葉60、62則定位在旋轉(zhuǎn)葉片56、58的上游和附近。注意,選擇圖1中顯示的葉片、導(dǎo)葉和壓縮機(jī)級(jí)的數(shù)量?jī)H僅是為了說明目的,而且其它數(shù)量也是可行的。
壓縮機(jī)級(jí)的葉片56、58可安裝到盤59上,盤59安裝到hp和lp軸桿48、50中對(duì)應(yīng)的一個(gè)上,其中各個(gè)級(jí)具有其本身的盤59、61。壓縮機(jī)級(jí)的導(dǎo)葉60、62可按周向布置安裝到核心殼46上。
hp渦輪34和lp渦輪36分別包括多個(gè)渦輪級(jí)64、66,其中成組的渦輪葉片68、70相對(duì)于成對(duì)應(yīng)的組的靜態(tài)渦輪導(dǎo)葉72、74(也稱為噴嘴)旋轉(zhuǎn),以從傳送通過組的流體流中抽取能量。在單個(gè)渦輪級(jí)64、66中,多個(gè)渦輪導(dǎo)葉72、74可設(shè)置成環(huán)形,并且可相對(duì)于中心線12沿徑向向外延伸,而對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)葉片68、70則定位在靜態(tài)渦輪導(dǎo)葉72、74的下游和附近,而且也可相對(duì)于中心線12沿徑向向外從葉片平臺(tái)延伸到葉片末梢。注意,選擇圖1中顯示的葉片、導(dǎo)葉和渦輪級(jí)的數(shù)量?jī)H僅是為了說明目的,而且其它數(shù)量也是可行的。
渦輪級(jí)的葉片68、70可安裝到盤71上,盤71安裝到hp和lp軸桿48、50中對(duì)應(yīng)的一個(gè)上,其中各個(gè)級(jí)具有其本身的盤71、73。壓縮機(jī)級(jí)的導(dǎo)葉72、74可按周向布置安裝到核心殼46上。
安裝到軸桿48、50中的一個(gè)或它們兩者上且隨其旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)10的部分也單獨(dú)或共同稱為轉(zhuǎn)子53。發(fā)動(dòng)機(jī)10的包括安裝到核心殼46上的部分的固定部分也單獨(dú)或共同稱為定子63。
在運(yùn)行中,離開風(fēng)扇區(qū)段18的空氣流分開,使得空氣流的一部分被引導(dǎo)到lp壓縮機(jī)24中,然后lp壓縮機(jī)24將加壓環(huán)境空氣76供應(yīng)給hp壓縮機(jī)26,hp壓縮機(jī)26進(jìn)一步對(duì)環(huán)境空氣加壓。來自hp壓縮機(jī)26的加壓空氣76在燃燒器30中與燃料混合且點(diǎn)燃,從而產(chǎn)生燃燒氣體。hp渦輪34從這些氣體中抽取一些功,這些功驅(qū)動(dòng)hp壓縮機(jī)26。燃燒氣體排到lp渦輪36中,lp渦輪36抽取額外的功來驅(qū)動(dòng)lp壓縮機(jī)24,并且排氣最終通過排氣區(qū)段38從發(fā)動(dòng)機(jī)10中排出。lp渦輪36的驅(qū)動(dòng)會(huì)驅(qū)動(dòng)lp軸桿50使風(fēng)扇20和lp壓縮機(jī)24旋轉(zhuǎn)。
空氣流75的其余部分繞過lp壓縮機(jī)24和發(fā)動(dòng)機(jī)核心44,并且通過風(fēng)扇排氣側(cè)85處的固定導(dǎo)葉排且更具體地出口導(dǎo)葉組件80離開發(fā)動(dòng)機(jī)組件10,固定導(dǎo)葉排包括多個(gè)翼型件導(dǎo)葉82。更具體地,在風(fēng)扇區(qū)段18附近使用成周向排的徑向延伸翼型件導(dǎo)葉82,以對(duì)空氣流75施加一些方向控制。
由風(fēng)扇20供應(yīng)的一些環(huán)境空氣可繞過發(fā)動(dòng)機(jī)核心44且用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)10的一部分,尤其是熱的部分,并且/或者用來對(duì)飛機(jī)的其它方面提供冷卻或功率。在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的語境中,發(fā)動(dòng)機(jī)的熱的部分通常是燃燒器30和燃燒器30下游的構(gòu)件,尤其是渦輪區(qū)段32,其中hp渦輪34是最熱的部分,因?yàn)槠湓谌紵齾^(qū)段28的下游不遠(yuǎn)處。其它冷卻流體源可為(但不限于)從lp壓縮機(jī)24或hp壓縮機(jī)26排出的流體。這個(gè)流體可為放氣77,放氣77可包括從lp或hp壓縮機(jī)24、26抽出的空氣,它作為渦輪區(qū)段32的冷卻源繞過燃燒器30。這是普通的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造,不意于為限制性的。
圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件的透視圖,發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件呈來自圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)渦輪葉片68的形式。渦輪葉片68包括鳩尾件79和翼型件78。翼型件78沿徑向在根部83和末梢81之間延伸。鳩尾件79進(jìn)一步包括平臺(tái)84,平臺(tái)84在根部83處與翼型件78成一體,這有助于沿徑向約束渦輪空氣流。鳩尾件79可構(gòu)造成安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)10上的渦輪轉(zhuǎn)子盤上。鳩尾件79包括至少一個(gè)入口通道,其示范性地顯示為第一入口通道88、第二入口通道90和第三入口通道92,它們各自延伸通過鳩尾件79,以在通道出口94處提供與翼型件78的內(nèi)部流體連通。應(yīng)當(dāng)理解,在橫截面中顯示鳩尾件79,使得入口通道88、90、92容納在鳩尾件79的本體內(nèi)。
轉(zhuǎn)到圖3,在橫截面中顯示的翼型件78包括周邊壁95,周邊壁95包圍內(nèi)部96,內(nèi)部96具有凹形壓力側(cè)98和凸形吸力側(cè)100,它們連結(jié)在一起而限定沿軸向在前緣102和后緣104之間延伸的翼型件形狀。葉片68沿使得壓力側(cè)98跟隨吸力側(cè)100的方向旋轉(zhuǎn)。因而,如圖3中顯示的那樣,翼型件78將朝頁面頂部向上旋轉(zhuǎn)。
翼型件78包括多個(gè)內(nèi)部通道,它們可布置成形成專門用來冷卻葉片68的特定部分的一個(gè)或多個(gè)冷卻回路。在圖4中示出通道和對(duì)應(yīng)的冷卻回路,圖4是翼型件78的橫截面圖。應(yīng)當(dāng)理解,所顯示的翼型件78內(nèi)的各個(gè)單獨(dú)的通道的相應(yīng)的幾何構(gòu)造是示例性的,它們各自描繪了形成冷卻回路的通道的一個(gè)或多個(gè)元件,而不應(yīng)將翼型件局限于所顯示的幾何構(gòu)造、尺寸或位置。
冷卻回路可由沿徑向在翼型件78內(nèi)延伸的一個(gè)或多個(gè)通道限定。應(yīng)當(dāng)理解,通道可包括一個(gè)或多個(gè)膜孔,膜孔可在特定通道和翼型件78的外表面之間提供流體連通,從而沿著翼型件78的外表面提供冷卻流體膜。
顯示為前緣冷卻回路120的冷卻回路包括設(shè)置在翼型件78的內(nèi)部?jī)?nèi)的多個(gè)通道。前緣冷卻回路120包括至少兩個(gè)徑向延伸冷卻腔室,它們包括內(nèi)部腔室122和前緣腔室126。前緣腔室126包括成排的膜開口(未顯示),它們沿著前緣102延伸且通過前緣102。內(nèi)部腔室122沿徑向從根部83延伸到末梢81,從而與鳩尾件79中的入口處于流體連通,諸如第一入口通道88。
前緣腔室126還與沿徑向從根部83延伸到末梢81且設(shè)置在前緣102附近的內(nèi)部腔室122處于流體連通。位于內(nèi)部96內(nèi)的徑向延伸肋130設(shè)置在內(nèi)部腔室122和前緣腔室126之間且部分地限定內(nèi)部腔室122和前緣腔室126。肋130跨越翼型件78的內(nèi)部96,從而在壓力側(cè)98和吸力側(cè)100之間延伸。肋130可為筆直或彎曲的。前緣腔室126通過設(shè)置在從根部83延伸到末梢81的肋130內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)橫貫孔132、134,而與內(nèi)部腔室122處于流體連通。
翼型件78的內(nèi)部96可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)額外的冷卻回路,冷卻回路由一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部通道124限定,內(nèi)部通道包括網(wǎng)狀通道、銷排、槽口、橫貫孔和多個(gè)膜孔,從而在翼型件78中提供冷卻流體,或者使冷卻流體從翼型件78中排出,以對(duì)翼型件78的外部提供冷卻膜。內(nèi)部通道124沿根部83到末梢81或者末梢81到根部83的方向延伸,并且可彼此互連,使得限定一個(gè)或多個(gè)冷卻回路。
應(yīng)當(dāng)理解,前緣冷卻回路120可沿著在翼型件78的根部83和末梢81之間延伸的翼型件78的翼展長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)肋130。應(yīng)當(dāng)理解,前緣冷卻通道可包括在翼型件78的外部和前緣腔室126之間延伸的多個(gè)膜孔,使得可提供冷卻流體作為翼型件78的外表面的冷卻膜。
轉(zhuǎn)到圖5,前緣腔室126的放大視圖示出肋130的橫截面形狀。肋130包括相對(duì)于前緣腔室126的凹的弧形形狀,它具有沿著肋130的橫截面弧形長(zhǎng)度限定的基本相等的寬度。橫貫孔132、134沿著在根部83和末梢81之間延伸的肋130的徑向翼展長(zhǎng)度將內(nèi)部腔室122流通地聯(lián)接到前緣腔室126上。
橫貫孔132、134穿過肋130,并且孔135的子集可成角度,以限定與壓力側(cè)98和吸力側(cè)100中的一個(gè)相交的流徑136、138。在示例性實(shí)施例中,孔135的子集成角度,以限定與壓力側(cè)98相交的流徑136,并且成角度,以限定與吸力側(cè)100相交的流徑138。照這樣,流徑136、138中沒有一個(gè)與前緣102相交。流徑136、138定向成角度θ,從垂直于肋130的局部中心線139的定向朝向壓力側(cè)98或吸力側(cè)100測(cè)量角度θ,其中角度θ小于90℃,以及其中,與流徑136相關(guān)聯(lián)的角度不必等于與徑138相關(guān)聯(lián)的角度。
在圖6中構(gòu)想到孔的子集的其它實(shí)施例。這些實(shí)施例類似于第一實(shí)施例,因此,將用增加了100的類似標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)類似部件,要理解的是,第一實(shí)施例的類似部件的描述適用于額外的實(shí)施例,除非另有指示。
圖6描繪了孔235的子集,其成角度,以限定與吸力側(cè)200相交的流徑238。在這個(gè)實(shí)施例中,孔235的子集可包括橫貫孔232,橫貫孔232限定垂直于吸力側(cè)200或壓力側(cè)298的中心線239定向的流徑236,這取決于橫貫孔232在肋230內(nèi)的位置。類似的實(shí)施例可包括成角度的橫貫孔232,同時(shí)橫貫孔234限定垂直于中心線239的流徑。
轉(zhuǎn)到圖7和8,肋130的截面示出橫貫孔132、134的布置和定向。成第一徑向延伸排140和第二徑向延伸排142的橫貫孔132、134相對(duì)于彼此沿徑向偏移。在示例性實(shí)施例中,所述排具有不同的形狀,例如橢圓形150和圓形形狀152??椎男螤畈痪窒抻谶@些形狀,而是可為任何噴口形狀,包括跑道形。橫貫孔的面積也可改變,其中成交替組的橫貫孔具有不同的面積,或者全部享有相同的面積。在本文描述的所有實(shí)施例中,至少一個(gè)排,或者至少一個(gè)排中的每隔一個(gè)交替孔是成角度的。
孔的子集的其它實(shí)施例包括:孔的子集是第一排和第二排的交替孔或者第一排和第二排中的一個(gè)的交替孔。在本文的任何實(shí)施例中,橫貫孔可限定與前緣或任何膜孔不相交的流徑?,F(xiàn)有技術(shù)中教導(dǎo)的其它實(shí)施例包括用于孔的圓形邊緣,而且還包括孔中心線的一些量的徑向角度。
橫貫孔的角度定向使得能夠有用于通過在前緣腔室126中產(chǎn)生沿徑向間隔開的冷卻空氣漩渦160,來對(duì)前緣腔室126提供冷卻空氣的方法。橫貫孔132、134的定向在包括可彼此交錯(cuò)的交替徑向位置的不同的旋轉(zhuǎn)方向上促進(jìn)漩渦160。產(chǎn)生成徑向延伸排的相反地打漩的冷卻空氣,其從末梢81延伸到根部83。
本文的實(shí)施例提供的好處包括增加漩渦來減少灰塵聚積。交替地布置的成角度的橫貫孔會(huì)產(chǎn)生彼此不干涉的沖擊冷卻空氣射流。由于消除了翼型件冷卻通道內(nèi)的灰塵聚積,且尤其是hp渦輪級(jí)一個(gè)葉片內(nèi)的灰塵聚積,這些部分的使用期限可增加50%,而且增加運(yùn)行時(shí)間。
用于制造本文的實(shí)施例的過程可包括添加式制造。
本書面描述使用示例來公開本發(fā)明,包括最佳模式,并且還使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明,包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng),以及實(shí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定,并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)要素,或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等效結(jié)構(gòu)要素,則它們意于處在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。