[发明专利]具有可调节冷却构造的翼型件

说明书

提供了翼型件，增材制造的翼型件以及制造翼型件的方法。例如，翼型件包括：相对的压力侧和抽吸侧，压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘；径向间隔开的内端和外端。翼型件还包括外壁，外壁限定压力侧和抽吸侧以及前缘和后缘。肋在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧，并且从内端径向延伸到外端。翼型件还包括第一前冲击室和第一分隔壁段，第一前冲击室由第一后冲击室围绕，第一分隔壁段将第一前冲击室和第一后冲击室分隔开并且具有限定在其中的多个冷却孔。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。

技术领域

本主题大体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及用于燃气涡轮发动机的翼型件，其具有限定在其中的冷却孔，并且最特别地，冷却孔的构造可以根据例如翼型件冷却需求来调节。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和芯。另外，燃气涡轮发动机的芯通常以串行流动顺序包括压缩机区段，燃烧区段，涡轮区段和排气区段。在操作中，从风扇向压缩机区段的入口提供空气，其中一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气直到其到达燃烧区段。在燃烧区段内燃料与压缩空气混合并燃烧以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段导向到涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段，然后该燃烧气体流被导向通过排气区段，例如到大气。

通常，燃气涡轮发动机包括例如压缩机区段和涡轮区段内的多个翼型件。翼型件可以限定一个或多个内部腔，用于接收用于冷却翼型件的流体。例如，冲击挡板插入件可以容纳在翼型件腔内，使得冷却流体可以穿过挡板并冲击翼型件的内表面以冷却翼型件。然后冷却流体可以从翼型件内部排出，例如作为冷却流体膜以冷却翼型件外部。

然而，包括翼型件和冲击挡板插入件的典型翼型件组件不容易适应可用于改善发动机性能的多种冷却构造。更具体地，在特定的翼型件位置处提供冷却可以改善发动机性能，但是难以制造冲击挡板插入件并且将该插入件安装或组装在翼型件内，使得冷却流体在特定位置处被供应。尽管如此，冲击挡板可以例如通过增材制造处理集成到翼型件中，这将允许更可调的翼型件冷却方案。此外，一体式冲击挡板可以减少用于翼型件(诸如涡轮喷嘴)的整体专用冷却，例如，因为冷却流体可以被引导到特定的所需位置。此外，一体式冲击挡板可以减少特定燃料消耗(SFC)，并且通过消除对冲击挡板插入件的需要来减少零件数量和组装复杂性。此外，通过使用一体式冲击挡板增材制造翼型件，翼型件冷却方案可以针对无数个构造变化而定制，而不会不利地影响发动机的制造时间和成本和/或组装复杂性。

因此，改进的翼型件(例如具有一体式冲击挡板的翼型件)将是可取的。例如，具有一体式冲击挡板的翼型件，其将翼型件腔分割成至少两个室，使得冷却流体串行地移动通过这些室将是有益的。此外，通过增材制造形成并具有一体式冲击挡板的翼型件将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种翼型件。翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。翼型件还包括：第一前冲击室；第一后冲击室，其围绕第一前冲击室；第一分隔壁段，其将第一前冲击室与第一后冲击室分隔开；多个冷却孔，其限定在第一分隔壁段中。外壁，肋和第一分隔壁段一体地形成为单个整体部件。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种增材制造的翼型件。增材制造的翼型件包括凹形压力侧和内端，该凹形压力侧与凸形抽吸侧相对，该内端与外端径向间隔开。压力侧和抽吸侧从前缘轴向延伸到后缘。增材制造的翼型件还包括：外壁，其限定压力侧，抽吸侧，前缘和后缘；肋，其在翼型件内从外壁的压力侧延伸到外壁的抽吸侧。肋也从内端径向延伸到外端。增材制造的翼型件还包括：至少两个冲击室，该至少两个冲击室串行布置；分隔壁，其将至少两个冲击室分隔开；至少一个冷却孔，其限定在分隔壁中，使得冷却流体可以通过至少一个冷却孔从一个冲击室流到另一个冲击室。