[发明专利]叶片平台的冷却

说明书

本发明是根据与美国空军签订的F33657-99-D-2051-0014号合同在美国政府的支持下进行的。美国政府对本发明拥有一定权利。

技术领域

本发明涉及高温部件的冷却。尤其涉及燃气涡轮发动机部件的薄膜式冷却。

背景技术

在航天工业中，存在一种有关冷却部件如燃气涡轮发动机部件的成熟发展的技术。示范的部件为燃气涡轮发动机叶片和叶片。示范的叶片和叶片的翼面受从翼面表面中的冷却孔排出的通过翼面引导的空气流的冷却。同时，沿叶片的覆环或者叶片或叶片的平台也可以有冷却孔。冷却机制可以包括当空气流通过该部件时的直接冷却和空气流已从该部件排出之后但沿下游紧靠该部件的外表面通过的薄膜式冷却两种。

作为例子，在美国专利5413458和5344283与美国申请书出版物20050135923中可以找到冷却的叶片。示范的冷却的叶片通过熔模铸造工艺形成。在一个或多个型芯(如难熔金属型芯和/或陶瓷型芯)上模制一种牺牲材料(如蜡)而形成一模型。该模型被包以壳体。该壳体被脱蜡。在该壳体中铸造合金(如镍基或钴基超合金)。该壳体和型芯可以被破坏性地取出(例如分别通过机械手段和化学手段)。该铸件可以抛光加工(包括表面加工和钻孔/钻通道)。该铸件可以涂敷一层抗热和/或抗腐蚀的涂层。

发明概要

因此，本发明一方面涉及一种有一平台、一覆环与延伸在该平台的外表面和该型芯板的内表面之间的至少第一和第二翼面的叶片组件。每个翼面有一压力侧和一负压侧。第一翼面的压力侧面对第二翼面的负压侧。该组件包括一个冷却通道系统。该系统包括该覆环中的至少一个入口。至少一个第一输气通道从该覆环通过第一翼面延伸到该平台。至少一个第二输气通道从该覆环通过第二翼面延伸到该平台。一个第一平台的冷却压力腔通到第一翼面的压力侧。一个第二平台的冷却压力腔通到第一翼面的负压侧。

在各种实施例中，该组件可以包括一个基本上形成该型芯板、翼面和大部分平台的铸件。该组件可以包括一个或多个盖住第一和第二平台冷却压力腔的盖。

在附图和下面的描述中列举本发明的一个或多个实施例的细节。从附图的描述和权利要求书可以清楚本发明的其它特点、目的和优点。

附图简述

图1是一种燃气涡轮发动机的示意图。

图2是图1的发动机的叶片环的视图。

图3是图2的环的叶片组件的视图。

图4是图3的组件的平台的第一视图。

图5是图3的组件的平台的第二视图。

图6是图3的组件的下侧视图。

图7是图6的组件沿线7-7截取的剖视图。

图8是盖取走后的图3组件的下侧视图。

图9是图3组件沿线9-9截取的剖视图。

图10是图3组件沿线10-10截取的剖视图。

各图中相同的标号和符号表示相同的部件。

详细描述

图1表示一台具有纵向中心轴线500的燃气涡轮发动机20，发动机20从上游入口22延伸到下游出口24。从上游到下游，发动机沿一核心流路可以有多个区段。从上游到下游，这些区段可以包括一低速低压压缩机(LPC)30、一高速高压压缩机(HPC)32、一燃烧器34、一高速高压涡轮机(HPT)36、一低速低压涡轮机(LPT)38、一增强器40和一排气导管/喷嘴42。每个压缩机和涡轮机区段可以包括与多个叶片级间隔设置的多个叶片级。LPC和LPT的叶片安装在一个围绕轴线500作转动的低速管轴上。HPC和HPT的叶片安装在一用于此种转动的高速管轴上。

如下面将更详细地讨论的，一个或多个叶片级可以形成有一个组件环。例如，图1中示意地示出HPT 36的第二叶片级50。图2进一步表示示范的叶片级50的细部。该环包括一个内侧平台52和一个外侧覆环54。在平台52和覆环54之间跨接一个圆周形翼面阵列(下面讨论)。如下面更详细地讨论的，该环可以分割为多个单独形成的组件，它们用结构环56联锁在平台处，并用发动机壳联锁在覆环处。

图3表示一个示范的双翼面组件60。每个示范的组件包括一第一翼面62和一第二翼面64。每个翼面从平台区段68上的相关的内侧端部66延伸到覆环区段72上的外侧端部70。该示范的平台区段有一沿该核心流路的内侧末端的外侧表面74。该型芯板区段有一沿该核心流路的外侧末端的内侧表面76。