[发明专利]带罩涡轮机叶片

说明书

提供了一种涡轮机部件(10)，该涡轮机部件(10)包括带有流调节器(70、70a、70b)的带罩翼型件(32)，该流调节器构造成将泄漏流动和冷却剂引导成与主要热气流对准。流调节器(70、70a、70b)位于径向上与翼型件的稍部相邻的罩基部(20)上并且包括定位成比罩基部(20)的径向外表面(25)在径向上更向内的倾斜的径向外表面(72)。倾斜的径向外表面(72)沿大致从翼型件(32)的吸力侧(40)至压力侧(38)的方向从第一边缘(74)延伸至第二边缘(76)，使得第一边缘(74)定位成比第二边缘(76)在径向上更向内。倾斜的径向外表面(72)上设置有多个冷却剂喷射孔(80)。冷却剂喷射孔(80)流体地连接至翼型件(32)的内部(81)。

技术领域

本发明总体上涉及涡轮机部件，并且更具体地涉及带罩涡轮机翼型件。

背景技术

通常，燃气涡轮发动机包括：用于压缩空气的压缩机；用于将压缩空气与燃料混合并点燃混合物的燃烧器；以及用于产生动力的涡轮机叶片组件。燃烧器通常在可能超过2500华氏度的高温下运行。典型的涡轮机燃烧器构型将涡轮机叶片组件暴露于这些高温。因此，涡轮机叶片必须由能够承受这种高温的材料制成。

涡轮机叶片由位于一个端部处的根部以及形成叶片的长形部形成，叶片在涡轮机叶片的相反端部处从联接至根部的平台向外延伸。叶片通常由前缘、后缘、以及与根部段相反的梢部构成。涡轮机叶片的梢部通常具有梢部特征，用以减小涡轮机的气体路径中的环形区段与叶片之间的间隙的尺寸，从而防止梢部流泄漏，这减小了由涡轮机叶片产生的扭矩量。一些涡轮机叶片包括附接至梢部的外罩，如图1A所示。

如图1B所示，梢部泄漏损失基本上失去了提取功的机会并且还导致空气动力学二次损失。为了减少梢部上的泄漏，带罩叶片通常包括用于运行梢部紧密间隙的周向刀口。涡轮机稍部罩还用于叶片阻尼的目的。

一些现代的稍部罩是扇形而不是一个完整的环，以减少罩的重量并因此降低叶片牵拉载荷。由扇形件去除的材料由图1A中的阴影区域指示。由扇形件去除的材料对于涡轮机空气动力学效率是不利的，原因在于罩的覆盖范围现在减少了并且寄生泄漏使二次空气动力学效率提高和增大。

例如，如US 5,531,568A中所公开的，一些带罩叶片还采用内部冷却，并且在过去已经使用围栏从喷射的叶片冷却剂中提取功。

发明内容

提供了一种包括具有流调节器的带罩翼型件，该流调节器构造成将泄漏流和喷射的冷却剂流引导成与主要热气流对准。流调节器可以定位在与翼型件的梢部径向地相邻的罩基部的径向外表面上。流调节器包括倾斜的径向外表面，该倾斜的径向外表面定位成比罩基部的径向外表面在径向上更向内。该倾斜的径向外表面沿大致从翼型件的吸力侧至压力侧的方向从第一边缘延伸至第二边缘，使得第一边缘定位成比第二边缘在径向上更向内。该倾斜的径向外表面上设置有多个冷却剂喷射孔。所述多个冷却剂喷射孔流体地连接至翼型件的内部。

在一种实施方式中，翼型件呈大致长形并且具有前缘、后缘、压力侧、在与压力侧相反的一侧上的吸力侧、在翼型件的径向外端部处的梢部、以及联接翼型件的径向内端部的根部，该根部用于支承翼型件并用于将翼型件联接至转子盘。罩联接至翼型件的梢部。罩沿大致从压力侧朝向吸力侧的方向延伸并且在涡轮发动机中沿周向延伸。罩至少部分地由联接至翼型件的稍部的罩基部和从罩基部径向向外延伸的刀口密封件形成。

在一种实施方式中，第一边缘与大致长形的翼型件的吸力侧在大致长形的翼型件与罩的相交处大致对齐。

在一种实施方式中，流调节器的倾斜的径向外表面的第一边缘可以定位成比罩基部的径向外表面在径向上更向内。径向延伸的壁表面将流调节器的倾斜的径向外表面与罩基部的径向外表面连接。流调节器的倾斜的径向外表面与径向延伸的壁表面形成一角度。