[发明专利]具有用于冷却通道的出口表面的尖端护罩

说明书

一种用于GT系统(100)涡轮桨片(114)的尖端护罩(220)可包括主体(240)，该主体联接到该涡轮桨片(114)的翼型件(202)的径向外端(222)。该尖端护罩(220)可包括至少一个周向延伸的尖端轨道(250)。该尖端护罩(220)的第一边缘壁(252)沿该主体(240)的面朝周向的前缘(234)和面朝周向的后缘(236)中的至少一者从该主体(240)轴向和径向向外延伸，并且包括面朝周向的表面(253)。冷却通道(246)限定于该主体(240)中并在其中周向延伸以冷却该第一边缘壁(252)附近的区域。该尖端护罩(220)包括出口表面(270)，该出口表面与该第一边缘壁(252)相邻，其中该出口表面(270)包括出口开口(272)，冷却通道(246)中的至少一个冷却通道穿过该出口开口离开该主体(240)。出口表面(270)相对于该第一边缘壁(252)的该面朝周向的表面(253)成15°至80°范围内的角度。

技术领域

本公开整体涉及涡轮机，更具体地，涉及一种用于涡轮桨片的尖端护罩，该尖端护罩具有用于冷却通道的出口表面，从而允许去除用于质量平衡的材料。

背景技术

涡轮机诸如气体涡轮系统用于为发电机生成动力。整体来讲，气体涡轮系统通过使流体(例如，热气体)穿过气体涡轮系统的涡轮部件来生成动力。更具体地，入口空气可以被吸入压缩机中并可以被压缩。一旦被压缩，入口空气就与燃料混合，该燃料可以由气体涡轮系统的燃烧器点燃以形成气体涡轮系统的操作流体(例如，热气体)。然后，流体可以流过流体流动路径以用于使涡轮部件的多个旋转桨片和转子或轴旋转以用于生成动力。可以经由多个旋转桨片以及定位于旋转桨片之间的多个固定喷嘴或叶片来将流体引导通过涡轮部件。当多个旋转桨片使气体涡轮系统的转子旋转时，联接到转子的发电机可以从转子的旋转产生电力。

为了提高操作效率，旋转桨片可以包括在其径向外端上的尖端护罩。尖端护罩与固定壳体的内表面相互作用以引导操作流体。尖端护罩包括呈现许多机械完整性问题的一定质量的材料。一个挑战是解决蠕变，或尖端护罩在施加在旋转桨片上的旋转力的应力下的渐进形变。蠕变可产生许多机械问题，诸如翼型件或尖端护罩的形变。此外，由尖端护罩中的质量不平衡形成的过度弯矩会加剧蠕变问题。因此，另一个挑战是确保尖端护罩中的质量平衡，以提供理想的空气动力学性能、热传递性能、机械性能和航空力学性能。

发明内容

下文提到的所有方面、示例和特征能够以任何技术上可能的方式组合。

本公开的一个方面的一种用于涡轮桨片的尖端护罩，该尖端护罩包括：主体，该主体联接到该涡轮桨片的翼型件的径向外端，该翼型件包括压力侧和吸力侧，并且该主体包括面朝周向的前缘和面朝周向的后缘；至少一个尖端轨道，该尖端轨道从该主体径向向外延伸并且大体上沿该主体的周向长度延伸；多个第一冷却通道，该多个第一冷却通道限定于该主体中并在其中周向延伸；和至少一个第一边缘壁布置结构，该至少一个第一边缘壁布置结构沿该主体的该面朝周向的前缘和该面朝周向的后缘中的至少一者，每个第一边缘壁布置结构包括：第一边缘壁，该第一边缘壁沿该主体的该面朝周向的前缘和该面朝周向的后缘中的至少一者从该主体轴向和径向向外延伸，该第一边缘壁包括面朝周向的第一表面；和出口表面，该出口表面与该第一边缘壁相邻，该出口表面具有限定于其中的出口开口，该多个第一冷却通道中的至少一个冷却通道穿过该出口开口离开该主体，其中该出口表面相对于该第一边缘壁的该面朝周向的第一表面成15°至80°范围内的角度。

本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该第一边缘壁和该出口表面在该主体中的一对轴向相对的径向延伸的壁之间轴向延伸。

本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且该第一边缘壁包括穿过其的至少一个开口。

本公开的另一方面包括前述方面中的任一方面，并且用于该多个第一冷却通道中的该至少一个冷却通道的该出口开口与该第一边缘壁中的该至少一个开口线性对准。