[发明专利]翼型件及其制造方法

说明书

技术领域

本公开的领域大体上涉及翼型件，并且更具体而言，涉及燃气涡轮发动机翼型件及其制造方法。

背景技术

大多数已知的燃气涡轮发动机具有压缩机系统、燃烧系统和涡轮系统。在操作期间，来自压缩机系统的压缩空气被导入燃烧系统，并且压缩空气在燃烧系统中与燃料混合并点燃以产生燃烧气体的流。燃烧气体的流被导入涡轮系统，涡轮系统包括具有紧接着环形转子的环形定子的至少一个级。定子具有一行定子翼型件(即，定子静叶)，并且转子具有一行转子翼型件(即，转子叶片)。这样，燃烧气体流过定子静叶并在转子叶片上流动以使转子旋转，这为压缩机系统或发电机产生轴功率。

已知增加与燃烧过程相关的温度会导致燃烧气体温度的增加和因此发动机操作效率的增加。还已知增加燃烧气体温度会在涡轮系统的翼型件上引起显著的热应力，从而缩短涡轮翼型件的使用寿命。因此，至少一些已知的涡轮翼型件经由从翼型件的孔口排放冷却空气的冷却过程来冷却，这使得翼型件能够更好地经受燃烧气体流中的温度增加。然而，还已知将冷却空气排入燃烧气体流中会降低燃烧气体的温度，从而减损将经由燃烧过程中的温度增加获得的操作效率。因此，将有用的是提供能以增加翼型件的使用寿命且对发动机操作效率影响较小的方式冷却的翼型件。

发明内容

在一方面，提供了一种翼型件。翼型件包括前缘、后缘以及从前缘延伸至后缘的一对侧部。翼型件还包括限定在侧部之间的内部冷却流动通道，其中，通道具有通道轴线，冷却空气沿通道轴线流动。翼型件还包括多个流动路径，其延伸通过侧部中的至少一个，使得流动路径被构造成从通道排放冷却空气，其中，流动路径中的每一个具有定向为以锐角与通道轴线相交的间断的流动路径轴线。

在另一方面，提供了一种制造翼型件的方法。该方法包括形成前缘、后缘以及从前缘延伸至后缘的一对侧部。该方法还包括在侧部之间形成内部冷却流动通道，其中，通道具有通道轴线，冷却空气沿通道轴线流动。该方法还包括形成多个流动路径，其延伸通过侧部中的至少一个，使得流动路径被构造成从通道排放冷却空气，其中，流动路径中的每一个具有定向为以锐角与通道轴线相交的间断的流动路径轴线。在该方法中，形成多个流动路径包括将流动路径中的每一个形成为包括通槽段和三角形段。将流动路径中的每一个形成为包括通槽段和三角形段包括将通槽段中的每一个形成为大体L形。形成内部冷却流动通道包括形成通道使得通道靠近后缘沿翼型件的大致翼展方向定向，并且形成多个流动路径包括形成流动路径使得锐角为面向内的锐角。形成流动路径使得锐角为面向内的锐角包括将面向内的锐角中的每一个形成为在约20°和约70°之间，或者，形成流动路径使得锐角为面向内的锐角包括使面向内的锐角中的每一个形成为约35°。形成多个流动路径还包括形成流动路径轴线使得流动路径轴线被定向为以大致直角与后缘相交。

在另一方面，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括燃烧系统和燃烧系统下游的涡轮系统。涡轮系统包括翼型件，其具有前缘、后缘、从前缘延伸至后缘的一对侧部以及限定在侧部之间的内部冷却流动通道，其中，通道具有通道轴线，冷却空气沿通道轴线流动。翼型件还具有多个流动路径，其延伸通过侧部中的至少一个，使得流动路径被构造成从通道排放冷却空气，其中，流动路径中的每一个具有定向为以锐角与通道轴线相交的间断的流动路径轴线。在该燃气涡轮发动机中，流动路径中的每一个包括通槽段和三角形段。通槽段中的每一个为大体L形。通道靠近后缘沿翼型件的大致翼展方向定向，使得锐角为面向内的锐角。面向内的锐角中的每一个在约20°和约70°之间，或者，面向内的锐角中的每一个为约35°。

附图说明

图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；

图2是图1所示燃气涡轮发动机的涡轮系统的示例性转子叶片的透视图；

图3是图2所示转子叶片的顶视图；以及

图4是沿线4-4截取的图3所示转子叶片的剖视图。

附图标记：

100   燃气涡轮发动机

102   风扇系统

104   压缩机系统

106   燃烧系统

108   高压涡轮系统

110   低压涡轮系统

112   排气系统

200   转子叶片

202   平台段

204   翼型件

206   叶片顶部

208   第一成形侧壁

210   第二成形侧壁

212   前缘

214   后缘

218   冷却孔口的构型