翼面空腔30內(nèi)的其它回路的流連通路徑。蜿蜒冷卻回路38提供了穿過翼面12的中間部分的連續(xù)向前的冷卻空氣流，基本上穿過蜿蜒回路的所有空氣形成用于軸向頂端冷卻回路40的冷卻空氣供給，以沿頂帽32的內(nèi)表面74提供冷卻空氣流。即，穿過蜿蜒冷卻回路38的所有冷卻空氣(除了經(jīng)由灰槽98c或頂帽冷卻孔100排出的有限量的冷卻空氣)被引導(dǎo)成流進(jìn)軸向頂端冷卻回路40的前向端41中。
[0037]應(yīng)理解，盡管參考三通過的蜿蜒冷卻回路描述了本發(fā)明，但是可以提供具有額外通過的替代的冷卻回路，比如具有額外中間通道的冷卻回路。這種蜿蜒冷卻回路可以類似于本文所述蜿蜒冷卻回路38類似的方式構(gòu)造，具有鄰近后緣冷卻回路安置的初始或第一通道和鄰近前緣冷卻回路安置并供應(yīng)軸向頂端冷卻回路的最終通道，如上所述。
[0038]盡管已示出和描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其它改變和修改。因此，意在于所附權(quán)利要求書中涵蓋位于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空氣冷卻的渦輪葉片，包括: 翼面，具有前緣和后緣以及壓力側(cè)壁和抽吸側(cè)壁，壓力和抽吸側(cè)壁在所述前緣和所述后緣之間沿弦向延伸，并在葉片根部和所述翼面的頂端之間沿翼展方向延伸； 前緣冷卻回路，鄰近所述前緣沿翼展方向延伸； 后緣冷卻回路，鄰近所述后緣沿翼展方向延伸； 中間部分蜿蜒冷卻回路，沿翼展方向延伸，并位于所述前緣冷卻回路和所述后緣冷卻回路之間，以在從所述后緣向所述前緣延伸的前向方向上引導(dǎo)空氣，所述蜿蜒冷卻回路包括第一通道和最終通道，所述第一通道接收來自第一通道根部通路的冷卻空氣；以及 軸向頂端冷卻回路，在弦向方向上延伸，位于頂帽和第一通道外端處的所述蜿蜒冷卻回路之間，所述軸向頂端冷卻回路具有前向端，所述前向端接收來自所述蜿蜒冷卻回路的最終通道的冷卻空氣，并鄰近所述后緣排出所述冷卻空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其中，所述蜿蜒冷卻回路的最終通道是向外流動(dòng)通道，所述向外流動(dòng)通道延伸到所述頂帽，并在彎曲部處連接到所述軸向頂端冷卻回路的前向端。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪葉片，其中，所述蜿蜒冷卻回路包括位于第一通道和最終通道之間的至少一個(gè)中間通道，在冷卻流在所述彎曲部處進(jìn)入所述軸向頂端冷卻回路之前，所述冷卻流穿過第一、中間和最終通道。
4.如權(quán)利要求3所述的渦輪葉片，其中，相鄰的通道通過腿分隔開，所述腿沿翼展方向延伸，并從所述壓力側(cè)壁延伸到所述抽吸側(cè)壁，所述前緣冷卻回路和蜿蜒回路的最終通道通過其間共同的腿分隔開。
5.如權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，包括前緣根部通路和后緣根部通路，所述前緣根部通路給所述前緣冷卻回路提供冷卻空氣，所述后緣根部通路給所述后緣冷卻回路提供冷卻空氣，其中，所述前緣冷卻回路將冷卻空氣引導(dǎo)至所述前緣，所述后緣冷卻空氣提供在多個(gè)后緣出口通路處離開所述翼面的冷卻空氣。
6.如權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其中，所述軸向頂端冷卻回路限定為連續(xù)空腔，所述連續(xù)空腔在所述頂帽和空腔地板之間從所述壓力側(cè)壁延伸到所述抽吸側(cè)壁，所述空腔地板在從所述軸向頂端冷卻回路的前向端到鄰近所述后緣的位置的尾方向上延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的渦輪葉片，其中，所述空腔地板限定出用于第一通道外端處的蜿蜒冷卻回路和用于所述后緣冷卻回路的外部流邊界。
8.如權(quán)利要求6所述的渦輪葉片，其中，壓力和抽吸壁角部在所述頂帽與相應(yīng)壓力和抽吸側(cè)壁的接合處限定在所述軸向頂端冷卻回路內(nèi)，所述頂帽由從壓力和抽吸壁角部朝向所述空腔地板向內(nèi)延伸的相對(duì)側(cè)部限定，在相對(duì)側(cè)壁處的接合處，軸向頂端冷卻回路在翼展方向上具有最小尺寸。
9.如權(quán)利要求8所述的渦輪葉片，包括在所述軸向頂端冷卻回路內(nèi)從壓力和抽吸側(cè)壁的內(nèi)表面延伸的肋狀湍流器，所述湍流器相對(duì)于所述空腔地板在翼展方向和尾方向上傾斜，以在軸向頂端冷卻回路中朝向所述頂帽徑向向外地產(chǎn)生冷卻空氣的湍流。
10.如權(quán)利要求9所述的渦輪葉片，其中，所述湍流器從所述空腔地板以介于約30度于約45度范圍內(nèi)的角度向外傾斜。
11.一種用于冷卻燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的渦輪葉片的方法，所述渦輪葉片包括向內(nèi)安置的葉片根部以及具有向外安置的頂端的翼面，所述翼面包括前緣和后緣，所述后緣具有多個(gè)后緣出口通路，以從所述翼面排出冷卻空氣，所述方法包括: 經(jīng)由所述葉片根部給所述翼面供給冷卻空氣； 使一部分冷卻空氣通過前緣冷卻回路，以冷卻所述翼面的前緣； 使一部分冷卻空氣通過后緣冷卻回路，以經(jīng)由多個(gè)出口通路離開所述翼面； 使一部分冷卻空氣通過位于所述前緣冷卻回路和所述后緣冷卻回路之間的前向流動(dòng)的蜿蜒冷卻回路；以及 使來自所述蜿蜒冷卻回路的前向端的冷卻空氣朝向所述后緣在所述軸向頂端冷卻回路內(nèi)軸向地流動(dòng)，以給位于所述翼面的頂端的頂帽提供冷卻。
12.如權(quán)利要求11所述的冷卻渦輪葉片的方法，其中，所述蜿蜒冷卻回路包括第一通道、至少一個(gè)中間通道和最終通道，其中，所述最終通道包括鄰近所述頂帽的外端，在所述外端處，所述冷卻空氣從所述蜿蜒冷卻回路到達(dá)所述軸向頂端冷卻回路。
13.如權(quán)利要求12所述的冷卻渦輪葉片的方法，其中，來自所述蜿蜒冷卻回路的冷卻空氣沿所述頂帽的內(nèi)表面在所述軸向頂端冷卻回路內(nèi)從鄰近所述前緣冷卻回路的前向位置傳到向后位置，在向后位置，冷卻空氣鄰近所述翼面的后緣離開所述翼面。
14.如權(quán)利要求13所述的冷卻渦輪葉片的方法，其中，將冷卻空氣的穿過所述蜿蜒冷卻回路的部分經(jīng)由所述葉片根部供給到所述蜿蜒冷卻回路的第一通道。
15.如權(quán)利要求14所述的冷卻渦輪葉片的方法，其中，將所述冷卻空氣的額外部分經(jīng)由所述葉片根部直接供給到所述蜿蜒冷卻回路的最終通道。
16.如權(quán)利要求11所述的冷卻渦輪葉片的方法，還包括與提供給所述軸向頂端冷卻回路的弦中心的冷卻空氣相比，在所述軸向頂端冷卻回路內(nèi)朝向所述軸向頂端冷卻回路的鄰近所述翼面的側(cè)壁的部分引導(dǎo)更大量的空氣。
【專利摘要】一種空氣冷卻的渦輪葉片(10)，包括前緣和后緣(22，24)以及在前緣和后緣之間延伸的壓力和抽吸側(cè)壁(18，20)。前緣和后緣冷卻回路(34，36)分別鄰近前緣和后緣沿翼展方向延伸。前向流中間部分蜿蜒冷卻回路(38)沿翼展方向延伸，并位于前緣和后緣冷卻回路之間。軸向頂端冷卻回路(40)在弦向方向上延伸，并在蜿蜒冷卻回路外端處位于葉片的頂帽和蜿蜒冷卻回路之間。軸向頂端冷卻回路具有前向端(41)，其接收來自蜿蜒冷卻回路的最終通道(62)的冷卻空氣，并鄰近后緣排出冷卻空氣。提供了一種冷卻對(duì)應(yīng)渦輪葉片(10)的方法。
【IPC分類】F01D5-20, F01D5-18
【公開號(hào)】CN104854311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380065158
【發(fā)明人】李經(jīng)邦
【申請(qǐng)人】西門子公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2013年12月13日
【公告號(hào)】US8920123, US20140169962, WO2014113162A2, WO2014113162A3