[发明专利]具有端盖的涡轮叶片

说明书

本发明涉及一种涡轮发动机的涡轮叶片(1)，该涡轮叶片包括上表面(11)、下表面(12)、前缘(13)、后缘(14)以及位于其顶部处的凹槽状顶端(2)，其中所述凹槽状顶端(2)由缘边(2a)限定并包括与限定出凹槽状顶端(2)的缘边(2a)间隔开的至少一个内部肋(3)。本发明的特征在于，所述内部肋(3)成形为在凹槽状顶端的内部限定出腔(4)，漏流(5)在该腔(4)的内部的通过受到限制，其中上游开口(131)在前缘(13)处形成在缘边(2a)中，下游开口(141)在后缘(14)处形成在缘边(2a)中。

技术领域

本发明涉及涡轮发动机的涡轮叶片。

发现本发明特别有利地应用于涡轮喷气发动机的燃烧室的出口处的高压涡轮的情况。

背景技术

通常，在叶片的尖端处的间隙设置在涡轮发动机的涡轮的叶片和所述转子在其中转动的环的内表面之间，这允许所述转子的旋转。由于转子的运动和叶片的下表面和上表面之间的压力差，在每个叶片的尖端和环的内表面之间的间隙处发生漏流。这些流以及它们在上表面处建立的旋涡是直接影响涡轮发动机的性能的许多空气动力学和气动热问题的来源。

在叶片的尖端和环的内表面之间的间隙通常被调节以减少这些流。然而，该间隙的减小增加了叶片和环的内表面之间的接触的风险且强烈限制了叶片的寿命；另外，该间隙的减小还导致叶片的尖端的温度升高，这也对叶片的寿命产生影响。

为了补偿该缺点，通常已知的是在叶片的顶部处提供凹槽状顶端，这使得能够限制叶片和环之间的接触表面。这些凹槽状顶端通常由缘边限定，该缘边界定出封闭的轮廓，为此，该缘边在叶片尖端处沿着上表面和下表面从前缘延伸到后缘。

具体地，已经提出了意在优化叶片的空气动力学和气动热性能的凹槽状顶端构造。

例如已知的是申请人递交的专利申请WO2009/115728，该专利申请提出了在其顶部处包括凹槽状顶端的叶片尖端的构造的示例。凹槽状顶端包括腔，形成导流板的壁定位在该腔中，所述壁未连接到限定出凹槽状顶端的缘边。

然而，到今天为止的现有技术中已知的方案证明是不胜任的，尤其对于新一代涡轮喷气发动机所需的性能而言。

发明内容

本发明的总体目标是增加涡轮叶片的空气动力学和气动热性能。

具体地，本发明提出一种位于叶片的顶部处的凹槽状顶端结构，该结构使得涡轮的效率能够增加。

这里，将注意到，在涡轮喷气发动机的情况下，涡轮的效率的增加直接反映涡轮喷气发动机本身的效率和比燃料消耗率。这是发现提出的方案有利地应用于涡轮喷气发动机的高压涡轮叶片的情况的原因。

具体地，根据一方面，本发明包括一种涡轮发动机的涡轮叶片，该涡轮叶片包括上表面、下表面、前缘和后缘以及位于其顶部处的凹槽状顶端，所述凹槽状顶端由缘边限定并包括与限定出所述凹槽状顶端的缘边间隔开的内部肋，其特征在于，所述内部肋形成为在凹槽状顶端内部界定出腔，漏流在腔内部的传输受到限制，上游开口在前缘处形成在缘边中，下游开口在后缘处形成在缘边中。

根据另一方面，内部肋包括上表面、下表面、前缘和后缘，内部肋的下表面以大致恒定的方式与叶片的上表面间隔开。

根据另外的方面，内部肋包括位于其前缘处的上游延伸部。

根据另外的方面，内部肋包括位于其后缘处的下游延伸部。

根据另外的方面，上游开口在下表面上和在上表面上的前缘的端部部分中形成在缘边中。

根据另一方面，下游开口只在下表面上形成在缘边中。

根据另外的方面，凹槽状顶端包括底部，腔通过凹槽状顶端的底部的被内部肋围绕的部分形成。

附图说明