具有近壁冷却插入件的涡轮翼型.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107131007A(43)申请公布日2017.09.05(21)申请号201710103427.8(22)申请日2017.02.24(30)优先权数据15/0550032016.02.26US(71)申请人西门子能源公司地址美国佛罗里达州(72)发明人N.F.小马丁D.J.维贝(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人周春梅傅永霄(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图10页(54)发明名称具有近壁冷却插入件的涡轮翼型(57)摘要本发明公开了具有近壁冷却插入件的涡轮翼型（10）。涡轮翼型（10）设置有定位在翼型内部中的腔体（24）中的至少一个插入件（30）。插入件（30）沿涡轮翼型（10）的翼展方向长度而延伸，并且包括相对的第一面（32）和第二面（34）。第一近壁冷却通道（82）被限定在第一面（32）和翼型外壁（12）的压力侧壁（14）之间。第二近壁冷却通道（84）被限定在第二面（34）和翼型外壁（12）的吸入侧壁（16）之间。插入件（30）被构造成占据翼型内部中的无效体积以便使冷却剂流在腔体（24）中朝向第一近壁冷却通道（82）和第二近壁冷却通道（84）而位移。定位部件（40）使插入件（30）与外壁（12）接合以用于将插入件（30）支撑就位。定位部件（40）被构造成控制通过第一近壁冷却通道（82）或第二近壁冷却通道（84）的冷却剂的流动。CN107131007ACN107131007A权利要求书1/2页1.一种涡轮翼型（10），包括：外壁（12），所述外壁（12）限定包括内部冷却通道的翼型内部，所述外壁（12）在涡轮发动机的径向方向（R）上沿翼展方向延伸并且由在前缘（18）处和后缘（20）处连接的压力侧壁（14）和吸入侧壁（16）形成；至少一个插入件（30），所述至少一个插入件（30）定位在所述翼型内部的腔体（24）中，所述插入件（30）沿所述涡轮翼型的径向长度延伸并且包括相对的第一面（32）和第二面（34），由此在所述第一面（32）和所述压力侧壁（14）之间限定第一近壁冷却通道（82），并且在所述第二面（34）和所述吸入侧壁（16）之间限定第二近壁冷却通道（84），所述插入件（30）被构造成占据所述翼型内部中的无效体积以便使径向冷却剂流在所述腔体（24）中朝向所述第一近壁冷却通道（82）和第二近壁冷却通道（84）位移；以及定位部件（40），所述定位部件（40）使所述插入件（30）与所述外壁（12）接合以用于使得所述插入件（30）支撑就位，所述定位部件（40）被构造成控制通过所述第一近壁冷却通道（82）或第二近壁冷却通道（84）的所述冷却剂的流动。2.根据权利要求1所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）是柔性的并且被构造成允许所述插入件（30）和所述外壁（12）彼此单独地移动。3.根据权利要求2所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）被构造为压缩弹簧，所述压缩弹簧被构造成维持与所述插入件（30）和外壁（12）的加压接触。4.根据权利要求1所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）被构造为舌槽结构，其中，突起部（40’）形成在所述外壁（12）的内表面上，使得所述突起部（40’）接合在形成于所述插入件（30）的所述第一面（32）或第二面（34）上的沟槽（40’’）中。5.根据权利要求1所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）包括形成在所述插入件（30）的所述第一面（32）或第二面（34）上的突出肋（40’’’），使得所述突出肋（40’’’）与所述外壁（12）的内表面接合。6.根据权利要求1所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）沿所述插入件（30）的径向长度连续地延伸，以便使所述第一近壁冷却通道（82）或第二近壁冷却通道（84）划分成被所述定位部件（40）隔开的相邻流路，每个流路在大体上径向方向上引导冷却剂（K）。7.根据权利要求6所述的涡轮翼型（10），其中，所述相邻流路在交替的径向方向上引导冷却剂（K），并且在所述定位部件（40）的径向端部处相互连接以便在所述第一近壁冷却通道（82）或第二近壁冷却通道（84）中形成蛇形冷却路径。8.根据权利要求6所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）沿着所述径向方向以周期性构型弯曲。9.根据权利要求1所述的涡轮翼型（10），其中，所述定位部件（40）包括相对于所述径向方向以一角度定向的多个不连续的支撑件（40a-g），从而在所述第一近壁冷却通道（82）或第二近壁冷却通道（84）中限定沿所述径向方向具有之字形构型的冷却剂流动路径。10.一种用于改进涡轮翼型（10）的方法，包括：将插入件（3