[发明专利]冷却的涡轮机叶片和用于冷却涡轮机叶片的方法

权利要求书

1.一种冷却的涡轮机叶片，其包括：

根部，所述根部用于将所述冷却的涡轮机叶片固定到涡轮机转子；

翼型，所述翼型从所述根部沿着径向轴线延伸，所述翼型限定后部翼型冷却通路，所述后部翼型冷却通路在邻近所述翼型的后缘部分处径向延伸穿过所述翼型；和

尖端护罩，所述尖端护罩设置在所述翼型的径向向外端部上，从所述翼型沿着周向延伸，并且在所述尖端护罩内限定中心增压室和外围增压室；

所述翼型限定后部冷却入口以将冷却流体的后部流提供至所述后部翼型冷却通路，并且所述翼型限定至少一个后部冷却出口以将所述冷却流体的后部流从所述后部翼型冷却通路排出到所述外周增压室；并且

所述尖端护罩限定至少一个外围增压室排出口，以将所述冷却流体的后部流从所述外围增压室排出。

2.根据权利要求1所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述翼型限定一个或多个中心翼型冷却通路，所述一个或多个中心翼型冷却通路径向延伸穿过所述翼型的中心部分，所述翼型限定中心冷却入口以将冷却流体的中心流提供至所述一个或多个中心翼型冷却通路，并且所述翼型限定至少一个中心冷却出口以将所述冷却流体的中心流从所述一个或多个中心翼型冷却通路排出到所述中心增压室。

3.根据权利要求2所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述尖端护罩限定至少一个中心增压室冲击孔，以形成冲击冷却流体的流、并将所述冲击冷却流体的流从所述中心增压室引导至目标表面。

4.根据权利要求1所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述尖端护罩限定至少一个外围增压室冲击孔，以形成冲击冷却流体的流、并将所述冲击冷却流体的流从所述外围增压室引导至目标表面。

5.根据权利要求1所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述后部翼型冷却通路具有圆形的横截面形状。

6.根据权利要求1所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述后部翼型冷却通路的横截面形状构造成符合所述翼型的所述后缘部分的外形。

7.根据权利要求6所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述后部翼型冷却通路的第一壁与所述翼型的所述后缘部分的压力表面基本平行，所述后部翼型冷却通路的第二壁与所述翼型的所述后缘部分的吸力表面基本平行。

8.根据权利要求3所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述至少一个中心冷却出口的总横截面积大于所述至少一个中心增压室冲击孔的总横截面积。

9.根据权利要求4所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述至少一个后部冷却出口的总横截面积大于所述至少一个外围增压室冲击孔的总横截面积。

10.根据权利要求3所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述目标表面包括位于所述翼型和所述尖端护罩之间的过渡圆角的内壁。

11.根据权利要求4所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述目标表面包括位于所述翼型和所述尖端护罩之间的过渡圆角的内壁。

12.根据权利要求1所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述尖端护罩具有支承表面，以与另一冷却的涡轮机叶片的另一尖端护罩配合。

13.根据权利要求12所述的冷却的涡轮机叶片，其特征在于，所述至少一个外围增压室排出口设置成与所述支承表面相邻。

14.一种用于冷却涡轮机叶片的方法，所述涡轮机叶片具有翼型和尖端护罩，所述尖端护罩从所述翼型的尖端沿周向延伸，所述方法包括：

a)在所述尖端护罩中提供中心增压室和外围增压室；

b)将冷却流体供应分成中心冷却流和外围冷却流；

c)引导所述外围冷却流穿过后部翼型冷却通路，所述后部翼型冷却通路在邻近所述翼型的后缘部分处径向延伸穿过所述翼型，以从所述翼型的所述后缘部分向所述外围冷却流传热；

d)引导所述中心冷却流穿过一个或多个中心翼型冷却通路，所述一个或多个中心翼型冷却通路延伸穿过所述翼型的中心部分，以从所述中心部分向所述中心冷却流传热；

e)将所述外围冷却流从所述后部翼型冷却通路引导至所述外围增压室；

f)将所述中心冷却流从所述一个或多个中心翼型冷却通路引导至所述中心增压室；

g)从所述外围增压室排出所述外围冷却流；和

h)从所述中心增压室排出所述中心冷却流。