[发明专利]涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明及相应专利大体涉及燃气涡轮发动机，确切地说，涉及一种带有涡轮机叶片的燃气涡轮发动机，所述涡轮机叶片具有带芯腔（core cavity）的翼片，所述芯腔具有围绕平台的波状转弯，以减小其中的由热膨胀引起的应力。

背景技术

已知的燃气涡轮发动机通常包括多排周向隔开的喷嘴和叶片。涡轮机叶片通常包括具有压力侧和吸入侧的翼片，并且所述翼片从平台上径向向上延伸。空心柄部分可以从所述平台径向向下延伸，并且可以包括鸠尾榫等部件以将涡轮机叶片紧固到涡轮机叶轮上。所述平台大体上界定了流经气体通路的热燃烧气体的内部边界。因此，平台上的热燃烧气体以及机械负载可能使所述平台成为应力高度集中的区域。

具体而言，在翼片和平台的交叉处经常存在大量的热诱导应变。这种热诱导应变可能是由翼片和平台之间的温差所引起的。所述热诱导应变可能与该区域的几何不连续性结合起来，从而形成了具有非常高应力的区域，该区域可能会缩短部件寿命。迄今为止，人们已试图通过使叶根转弯（root turn）、内部肋状物（internal rib）等几何不连续形状远离交叉处来解决这些问题。此外，人们还尝试了对交叉处周围的温度进行控制。然而，温度控制通常需要额外的冷却流，从而损害了总体的发动机效率。因此，这些已知的冷却布置的制造可能比较困难并且昂贵，而且可能需要使用大量的空气或其他类型的冷却流。

因此，需要一种用于与燃气涡轮发动机一起使用的改进的涡轮机叶片。优选地，这种涡轮机叶片可以减小翼片与平台的交叉处的应力，而无需大量的制造以及运行成本，并且无需损失大量的冷却介质，就能提供高效的运行以及延长的部件寿命。

发明内容

本发明及相应专利在此提供一种涡轮机叶片。所述涡轮机叶片可以包括平台、在其交叉处从所述平台延伸的翼片，以及在所述平台和所述翼片内延伸的芯腔。所述芯腔可以包括围绕交叉处的波状转弯，以降低其中的热应力。

本发明及相应专利进一步提供了一种涡轮机叶片。所述涡轮机叶片可以包括平台、在其交叉处从所述平台延伸的翼片，以及在所述平台和所述翼片内延伸的后缘芯腔。后缘芯腔可以包括带有围绕交叉处的波状转弯的冷却导管，以降低其中的热应力。

本发明及相应专利进一步提供了一种涡轮机叶片。所述涡轮机叶片可以包括平台、在其交叉处从所述平台延伸的翼片、在所述平台和所述翼片内延伸的后缘芯腔，以及流经其中的冷却介质。后缘芯腔可以包括围绕交叉处的波状转弯，所述波状转弯具有厚度减小的区域，以降低其中的热应力。

通过结合若干附图和所附权利要求书来阅读以下详细说明，所属领域的技术人员可清楚地了解本发明及相应专利的这些和其他特征以及改进。

附图说明

图1是燃气涡轮发动机的示意图，所述燃气涡轮发动机具有压缩机、燃烧室和涡轮机。

图2是已知涡轮机叶片的透视图。

图3是本发明中所描述的涡轮机叶片的核心主体的平面侧视图。

图4是本发明中所描述的后缘芯腔的展开图。

图5是图4的后缘芯腔的一部分的截面图。

图6是图4的后缘芯腔的一部分的进一步的截面图。

具体实施方式

现参阅附图，在附图中，相同数字指示各个视图中的相同元件，图1所示为本发明中可能使用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15对进入空气流20进行压缩。压缩机15将经压缩的空气流20输送到燃烧室25。燃烧室25将经压缩的空气流20与增压的燃料流30混合，然后点燃所述混合物以产生燃烧气体流35。尽管只图示了单个燃烧室25，但燃气涡轮发动机10可以包括任何数量的燃烧室25。燃烧气体流35随后输送到涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40，从而产生机械功。在涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15，以及诸如发电机等外部负载50。

燃气涡轮发动机10可以使用天然气、各种类型的合成气，和/或其他类型的燃料。燃气涡轮发动机10可以为位于美国纽约州斯卡奈塔第（Schenectady,New York）的通用电气公司（General ElectricCompany）所提供的多种不同燃气涡轮发动机中的任意一种，包括但不限于，7或9系列重型燃气涡轮发动机以及同类燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可以具有不同配置，并且可以使用其他类型的部件。本发明中还可以使用其他类型的燃气涡轮发动机。本发明中也可以同时使用多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机以及其他类型的发电设备。