[发明专利]结合销的用于涡轮发动机的翼型件

说明书

一种用于涡轮发动机的翼型件（10）包括位于所述翼型件（10）的内腔（26）中的销（30）的阵列，使得冷却通道（52、54）被限定在相邻销（30）之间的空隙中。每个销（30）从第一翼型件壁（14）纵向延伸到第二翼型件壁（16），并且相应地在第一相交部（42）处和第二相交部（46）处连接到所述翼型件壁。所述销（30）在相应的相交部（42、44）处具有第一剖面形状（60、60'），并且在位于第一和第二相交部（42、44）之间的中间平面（46）处具有第二剖面形状（70、70'）。所述第一剖面形状（60、60'）包括由相对尖锐的角部（66、66'）限定的闭合形状，并且所述第二剖面形状（70、70'）包括由相对圆形的角部（76、76'）限定的闭合形状。

技术领域

本发明总体上涉及一种涡轮发动机中的翼型件，并且特别是涉及涡轮翼型件中的冷却特征。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括：压缩机部段，其用于压缩环境空气；燃烧器部段，其用于将压缩空气与燃料混合并点燃混合物，以形成热工作介质流体；以及涡轮机部段，其用于使该工作介质流体膨胀，以便从该工作介质流体提取动力。该涡轮机部段通常包括多个涡轮级，每级在一排旋转叶片的上游具有一排固定轮叶。

暴露于高操作温度的轮叶和叶片的翼型件需要被冷却，以便延长部件寿命。从压缩机部段排出的压缩空气的相对较冷的部分可被转移以用于冷却涡轮翼型件。涡轮翼型件的有效冷却需要将相对冷的空气输送到关键区域，例如沿涡轮叶片或固定轮叶的后缘输送。翼型件通常包括内部冷却通道，该内部冷却通道从压力侧壁和吸力侧壁移除热，以便最小化热应力。为了使从压缩机转移用于冷却的冷却空气量最小化，基于传热速率来实现高冷却效率是一个重要的设计考虑。

涡轮翼型件通常通过铸造过程来制造，该铸造过程涉及通常由陶瓷材料制成的铸芯（casting core），该铸芯限定了内部冷却通道。

发明内容

简言之，本发明的各方面涉及结合销（pin）的涡轮翼型件冷却特征，该销具有混合的几何形状，这提供了改善的热传递和压降，从而降低了冷却流需求。本发明的各方面可降低制造复杂性，尤其是在通过铸造制成的涡轮翼型件的情况下。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于涡轮发动机的翼型件。所述翼型件包括界定内腔的第一翼型件壁和第二翼型件壁。销的阵列位于所述内腔中，由此冷却通道被限定在所述阵列的相邻销之间的空隙中。每个销从所述第一翼型件壁纵向延伸到所述第二翼型件壁，所述销在第一相交部处连接到所述第一翼型件壁，并且在第二相交部处连接到所述第二翼型件壁。垂直于纵向方向的中间平面被限定在所述第一相交部和所述第二相交部之间的位置处。所述销在相应的相交部处具有第一剖面形状，并且在所述中间平面处具有第二剖面形状。所述第一剖面形状包括由相对尖锐的角部限定的闭合形状，并且所述第二剖面形状包括由相对圆形的角部限定的闭合形状。所述销在所述中间平面处的剖面面积大于所述销在所述相应的相交部处的剖面面积。

附图说明

借助于附图更详细地示出了本发明。附图示出了优选的构造并且不限制本发明的范围。

图1是根据本发明的各方面的涡轮翼型件的沿径向方向观察的剖视图；

图2是沿剖面II-II的图1的涡轮翼型件的后缘部分的内部视图，其图示了根据第一示例性构造的销的阵列；

图3图示了根据本发明的第一实施例的混合销；

图4示出了图3的混合销的沿销与翼型件壁的相交处的剖面IV-IV的剖面形状；

图5示出了图3的混合销的沿对应于销的中间平面的剖面V-V的剖面形状；

图6-8图示了混合销的另外的变型，每个图均描绘了沿中间平面切开的销的四分之一部分的透视图；

图9是沿从压力侧到吸力侧的方向观察的涡轮翼型件的后缘部分的内部剖视图，其图示了根据第二示例性构造的销的阵列；