结合有蜿蜒冷却回路和轴向顶端冷却回路的涡轮叶片的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及涡轮叶片，更具体地，涉及一种具有冷却回路的涡轮叶片，冷却回路用于将冷却空气引导通过叶片的翼面。
【背景技术】
[0002]常规燃气轮机发动机包括压缩器、燃烧器和涡轮。压缩器包括被供给到燃烧器的环境空气，在燃烧器，环境空气与燃料混合，然后，点燃混合物，从而产生形成热工作气体的燃烧产物。工作气体被供给到涡轮，在涡轮，气体通过多对静止轮叶排和旋转叶片排。旋转叶片联接到轴和盘组件。当工作气体膨胀通过涡轮时，工作气体使叶片及由此使轴和盘组件旋转。
[0003]由于涡轮叶片暴露于热工作气体，涡轮叶片必须由能够承受这种高温的材料制成。另外，涡轮叶片通常包含冷却系统，用于延长叶片寿命，并降低由温度过高而引起故障的可能性。
[0004]通常，涡轮叶片包括根部、平台和从平台向外延伸的翼面。翼面一般由顶端、前缘和后缘组成。大多数叶片通常包含形成冷却系统的内部冷却通道。叶片中的冷却通道可接收来自涡轮发动机的压缩器的冷却空气，并使空气通过叶片。
【发明内容】
[0005]根据本发明的方面，提供了一种空气冷却的涡轮叶片，其包括具有前缘和后缘的翼面以及压力侧和抽吸侧壁。压力和抽吸侧壁在前缘和后缘之间沿翼弦方向延伸，并在叶片根部和翼面顶端之间沿翼展方向延伸。前缘冷却回路邻近前缘沿翼展方向延伸，后缘冷却回路邻近后缘沿翼展方向延伸。中间部分蜿蜒冷却回路沿翼展方向延伸，并位于前缘冷却回路和后缘冷却回路之间，以在从后缘向前缘延伸的前向方向上引导空气。蜿蜒冷却回路包括第一通道和最终通道，第一通道接收来自第一通道根部通路的冷却空气。轴向顶端冷却回路在翼弦方向上延伸，并位于顶帽和第一通道外端处的蜿蜒冷却回路之间。轴向顶端冷却回路具有接收来自蜿蜒冷却回路的最终通道的冷却空气的前向端，并邻近后缘排出冷却空气。
[0006]蜿蜒冷却回路的最终通道可以是向外流动的通道，其延伸到顶帽，并在弯曲部处连接到轴向顶端冷却回路的前向端。蜿蜒冷却回路可包括位于第一和最终通道之间的至少一个中间通道，冷却流可在弯曲部处进入轴向顶端冷却回路之前，通过第一、中间和最终通道中的每个。相邻的通道由腿分隔开，腿沿翼展方向延伸，并从压力侧壁延伸到抽吸侧壁，前缘冷却回路和蜿蜒回路的最终通道可由其间共同的腿分隔开。
[0007]前缘根部通路可给前缘冷却回路提供冷却空气，后缘根部通道可给后缘冷却回路提供冷却空气，其中，前缘冷却回路将冷却空气引导至前缘，后缘冷却回路提供在多个后缘出口通路处离开翼面的冷却空气。
[0008]轴向顶端冷却回路可以限定为在顶帽和沿从轴向顶端冷却回路的前向端到邻近后缘位置的尾方向延伸的空腔地板(cavity floor)之间从压力侧壁延伸到抽吸侧壁的连续空腔。空腔地板可限定出用于第一通道外端处的蜿蜒冷却回路和用于后缘冷却回路的外部流边界。
[0009]压力和抽吸侧角部可在所述顶帽与相应压力和抽吸侧壁的接合处限定在所述轴向顶端冷却回路内，所述顶帽由从压力和抽吸壁角部朝向所述空腔地板向内延伸的相对侧部限定，在相对侧壁处的接合处，轴向顶端冷却回路在翼展方向上具有最小尺寸。肋状湍流器在所述轴向顶端冷却回路内从压力和抽吸侧壁的内表面延伸，所述湍流器相对于所述空腔地板在翼展方向和尾方向上倾斜，以在轴向顶端冷却回路中朝向所述顶帽径向向外地产生冷却空气的湍流。所述湍流器从所述空腔地板以介于约30度于约45度范围内的角度向外倾斜。
[0010]根据本发明的另一方面，提供了一种用于冷却燃气轮机发动机中使用的涡轮叶片的方法，所述涡轮叶片包括向内安置的叶片根部以及具有向外安置的顶端的翼面，所述翼面包括前缘和后缘，所述后缘具有多个后缘出口通路，以从所述翼面排出冷却空气。所述方法包括:经由所述叶片根部给所述翼面供给冷却空气；使一部分冷却空气通过前缘冷却回路，以冷却所述翼面的前缘；使一部分冷却空气通过后缘冷却回路，以经由多个出口通路离开所述翼面；使一部分冷却空气通过位于所述前缘冷却回路和所述后缘冷却回路之间的前向流动的蜿蜒冷却回路；以及使来自所述蜿蜒冷却回路的前向端的冷却空气朝向所述后缘在所述轴向顶端冷却回路内轴向地流动，以给位于所述翼面的顶端的顶帽提供冷却。
[0011]所述蜿蜒冷却回路包括第一通道、至少一个中间通道和最终通道，其中，所述最终通道包括邻近所述顶帽的外端，在所述外端处，所述冷却空气从所述蜿蜒冷却回路到达所述轴向顶端冷却回路。来自所述蜿蜒冷却回路的冷却空气沿所述顶帽的内表面在所述轴向顶端冷却回路内从邻近所述前缘冷却回路的前向位置传到向后位置，在向后位置，冷却空气邻近所述翼面的后缘离开所述翼面。将冷却空气的穿过所述蜿蜒冷却回路的部分经由所述叶片根部供给到所述蜿蜒冷却回路的第一通道。将所述冷却空气的额外部分经由所述叶片根部直接供给到所述蜿蜒冷却回路的最终通道。
[0012]与提供给所述轴向顶端冷却回路的弦中心的冷却空气相比，在所述轴向顶端冷却回路内朝向所述轴向顶端冷却回路的邻近所述翼面的侧壁的部分引导更大量的空气。
【附图说明】
[0013]尽管本说明书以特别指出和明确要求本发明的权利要求书结束，但是应明白，结合附图，从下面的描述中会更好地理解本发明，附图中类似的参考标号表示类似的元件，附图中:
[0014]图1是示出本发明各方面的沿涡轮叶片的翼弦中心截取的截面图；
[0015]图2是沿图1的线2-2截取的截面图；
[0016]图3是横向于翼弦方向截取的涡轮叶片的外部的截面图；以及
[0017]图4是示出本发明各方面的穿过冷却回路的冷却空气流的流程图。
【具体实施方式】
[0018]在下面对优选实施例的详细描述中，参考形成本发明一部分的附图，附图以说明性方式而不以限制性方式示出可实施本发明的特定优选的实施例。应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用其它实施例，并且可以进行改变。
[0019]参见图1，根据本发明的方面，示出了用于燃气轮机发动机的空气冷却的涡轮叶片10。叶片10包括翼面12和根部14，根部用于常规地将叶片10固定到发动机的转子盘，转子盘用于在涡轮的热工作气体流路中支撑叶片10，热工作气体对叶片表面施加原动力。
[0020]如在图2中进一步看出，翼面12具有外壁16，外壁包括大致凹形压力侧壁18和大致凸形抽吸侧壁20。压力和抽吸侧壁18、20沿上游前缘22和下游后缘24连接在一起。前缘和后缘22、24轴向地或弦向地彼此分开。翼面12(如由压力和抽吸侧壁18、20限定的)沿翼展方向或叶片10从径向内部叶片平台26至径向外部叶片顶端28的径向方向径向地延伸，并在前缘和后缘22、24之间弦向地延伸。根部14从叶片平台26径向向内延伸。
[0021]参见图1，空腔30在压力侧和抽吸侧壁18、20之间限定在翼面12内。根据本发明的方面，多个冷却回路设置在空腔30内，以给叶片10的外壁16和顶帽32提供冷却。特别地，前缘冷却回路34、后缘冷却回路36、中间部分蜿蜒冷却回路38和轴向顶端冷却回路4