[发明专利]涡轮机叶片及涡轮机叶片冷却系统及方法

权利要求书

1.一种涡轮机叶片(16)，其特征在于：

翼面(22)，其包括从根部(26)径向向外延伸的外壁(31)，所述外壁包括从所述翼面的前边缘(36)横向延伸至后边缘(38)的压力侧及抽吸侧(32，34)；

末端盖(50)，其在所述压力侧与抽吸侧之间以及所述前边缘与后边缘之间延伸，

末端壁(52)，其从所述末端盖向外延伸，其中所述末端壁包括从所述外壁的所述压力侧向内凹入的凹入部(54)，从而在所述外壁与所述凹入部之间形成末端架(60)，

内部冷却回路(40)，其在所述翼面内延伸，并部分地由所述末端盖界定，

至少一个末端架孔(64)，其延伸通过所述末端架与所述内部冷却回路流动连通，以及

至少一个末端壁开口(70)，其在所述末端架的径向外侧延伸通过所述凹入部以与所述内部冷却回路流动连通。

2.如权利要求1所述的涡轮机叶片，包括多个末端壁开口(70)，其在所述末端架的径向外侧延伸通过所述凹入末端壁部以与所述内部冷却回路流动连通。

3.如权利要求1或2所述的涡轮机叶片，其中所述至少一个末端壁开口与中心线(72)关联，并且其中所述中心线相对于大致径向延伸线以锐角定向。

4.如权利要求1或2或3所述的涡轮机叶片，其中所述凹入末端壁部从位于其基体(86)处的最大壁厚渐缩至远离所述基体径向布置的位置处的最小壁厚。

5.如权利要求2或3或4所述的涡轮机叶片，其中所述多个末端壁开口中的每一者均与所述多个末端架开口中的每一者大致以交错关系布置。

6.一种冷却方法，其特征在于：

将冷却空气从翼面的内部冷却回路(40)导引通过至少一个末端架孔，该末端架孔延伸通过形成在末端壁(52)的凹入末端壁部(54)与翼面外壁(31)之间的末端架(60)，该凹入末端壁部从所述翼面外壁的压力侧(32)向内凹入；并且

将冷却空气从所述内部冷却回路导引通过延伸通过所述凹入末端壁部的至少一个末端壁开口(70)；

其中，导引通过所述至少一个末端壁开口的所述冷却空气在导引通过所述至少一个末端架孔的冷却空气与热燃烧气体流相遇并混合位置的下游与热燃烧气体(20)流相遇并混合。

7.如权利要求6述的方法，其特征还在于：

在所述热燃烧气体流中产生对流冷却涡流效应，其中至少一部分气流在来自所述至少一个末端架孔以及至少一个末端壁孔的冷却空气与所述热燃烧气体流相遇并混合之后在所述末端区域内被再循环。

8.一种冷却系统，其特征在于：

翼面(22)的内部冷却回路(40)；

至少一个末端架孔(64)，其延伸通过末端架(60)与所述内部冷却回路流动连通，其中所述末端架形成在从末端盖(50)向外延伸的末端壁(52)的凹入部(54)与所述翼面的外壁(3 1)之间；以及

至少一个末端壁开口(70)，其延伸通过所述凹入末端壁部与所述内部冷却回路流动连通。

9.如权利要求8述的系统，其特征还在于：

多个末端架孔(64)，其延伸通过所述末端架与所述内部冷却回路流动连通；以及

多个末端壁开口(70)，其延伸通过所述凹入末端壁部与所述内部冷却回路流动连通。

10.如权利要求9述的系统，其中所述末端壁开口相对于所述末端架孔以交错关系布置。