受冷却式翼型件后缘和冷却翼型件后缘的方法技术

提供一种翼型件和冷却翼型件的方法，翼型件包括前缘、后缘、吸力侧、压力侧和至少一个内部冷却通道，内部冷却通道构造成输送冷却流体。多个后缘放气槽口与至少一个内部冷却通道处于流体连通，其中，翼型件的压力侧的下游边缘位于吸力侧的下游边缘的上游，以在翼型件的后缘附近暴露多个后缘放气槽口。至少一个内部冷却通道构造成向多个后缘放气槽口供应来自冷却流体源的冷却流体。多个阻碍结构设置在至少一个内部冷却通道内且在剩余压力侧的下游边缘处。一个或多个阻碍结构构造成具有预先限定的基本多边形形状，以分配冷却流体流，以及对多个后缘放气槽口提供分配的冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体涉及翼型件后缘，并且更特别地，涉及受冷却式涡轮翼型件后缘。
技术介绍
通常，在非限制性示例中，受冷却式翼型件涡轮包括前缘和后缘。当材料温度限于合理值时，涡轮的外部翼型件表面上的热流体与后缘处的非常高的流体速度共同导致高热通量。后缘的加热会导致后缘退化和寿命缩短。过去已经采用了不同的方法来减少后缘的加热。一个这种方法的典型示例是增加后缘的厚度，从而允许对后缘进行内部冷却，以减少所施加的热通量对后缘引起的退化。但是，大体已知的是，后缘的厚度与翼型件的空气动力学效率成反比。因此，后缘的厚度增加会不良地影响翼型件的效率。相反，如果没有充分有效的冷却手段的话，减小后缘的厚度可造成后缘快速退化。一些翼型件采用冷却系统来对后缘提供冷却。一个这种方法是翼型件压力侧放气槽口，其中，翼型件压力侧的后部部分在通过铸造过程形成翼型件的期间形成为具有中间基台的一系列槽口。放气槽口连接到内部冷却通道上，并且在后缘处提供冷却流体流。冷却流体会降低被加热的后缘的温度。但是，冷却有效性典型地由于入口作用而远达不到良好的耐久性。更特别地，径向馈送冷却流可减少后缘冷却剂流的流畸变或流分离，流畸变或流分离会导致膜有效性低且由此使得金属温度高。这会引起不合乎需要的成本和翼型件效率低下以及零件寿命短。因此，在后缘上获得充分冷却仍然是个挑战。另外，用来冷却后缘的冷却空气量是个问题。在许多设计中，后缘的冷却流率大于实现有效冷却所需的，但受到制造和实际上可实现的尺寸的约束。因此，允许使用不那么多冷却流但又可制造的改进将使得发动机更高效。因此提供一种新颖的受冷却式翼型件来解决前述问题将是合乎需要的。
技术实现思路
现有技术的这些和其它缺点由本公开解决，本公开提供一种受冷却式翼型件后缘和冷却该翼型件后缘的方法。本公开的一方面在于一种翼型件，其包括：前缘；后缘；吸力侧、压力侧、吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，内部冷却通道限定在翼型件的压力侧和吸力侧之间，并且构造成输送冷却流体；与至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口；以及一个或多个阻碍结构，其设置在至少一个内部冷却通道内且在剩余压力侧的下游边缘处。翼型件的压力侧的下游边缘位于吸力侧的下游边缘的上游，以在翼型件的后缘附近暴露多个后缘放气槽口。至少一个冷却通道构造成向多个后缘放气槽口供应冷却流体。一个或多个阻碍结构构造成分配冷却流体流，以及对多个后缘放气槽口提供分配的冷却。本公开的另一方面在于一种翼型件，其包括：前缘；后缘；吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，内部冷却通道限定在翼型件的压力侧和吸力侧之间，并且构造成输送冷却流体；与至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口；销阵列，其定位在至少一个内部冷却通道内，以向后缘分配冷却流体流；以及一个或多个阻碍结构，其在至少一个内部冷却通道内设置在剩余压力侧的下游边缘处。翼型件的压力侧的下游边缘位于吸力侧的下游边缘的上游，以在翼型件的后缘附近暴露多个后缘放气槽口。至少一个冷却通道构造成向多个后缘放气槽口供应来自冷却流体源的冷却流体。一个或多个阻碍结构包括预先限定的基本多边形形状，并且构造成分配冷却流体流，以及对多个后缘放气槽口提供分配的冷却。本公开的又一方面在于一种冷却翼型件的方法，翼型件包括前缘、后缘、吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，内部冷却通道构造成输送冷却流体。方法包括：向与至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口供应来自至少一个内部冷却通道的冷却流体；以及通过多个阻碍结构来分配流冷却流体，以在后缘放气槽口上形成引导的冷却流体膜，以通过多个阻碍结构冷却后缘。其中，翼型件的压力侧的下游边缘位于吸力侧的下游边缘的上游，以在翼型件的后缘附近暴露多个后缘放气槽口。至少一个内部冷却通道包括在至少一个内部冷却通道内设置在剩余压力侧的下游边缘处的多个阻碍结构，该多个阻碍结构构造成分配冷却流体流。上面提到的特征的各种改进涉及本公开的各方面。也可在这些各种方面中结合另外的特征。这些改进和额外的特征可单独存在或以任何组合的方式存在。例如，下面关于一个或多个示出的实施例所论述的各种特征可单独或以任何组合的方式结合到本公开的任何以上描述的方面中。再次，上面介绍的简要概述仅意于使读者熟悉本公开的某些方面和语境，而不限于要求保护的主题。附图说明当参照附图来阅读以下详细描述时，本公开的以上和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中，相同符号在图中表示相同部件，其中：图1是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的结合了受冷却式翼型件后缘的传统涡轮发动机和冷却翼型件后缘的方法的示意图；图2是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的图1的高压涡轮的受冷却式翼型件的示意图；图3是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的图2的受冷却式翼型件的后缘的横截面图的示意图，其描绘了多个阻碍结构和多个放气槽口；图4是根据本公开的实施例的图2的受冷却式翼型件的后缘的一部分的放大示意图。图5是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的图4的翼型件后缘的示意图，其描绘了至少一个冷却通道、暴露的放气槽口和多个阻碍结构的一部分；图6是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的翼型件后缘的备选实施例的示意图，其描绘了至少一个内部冷却通道、暴露的放气槽口和处于侧向偏移位置的多个阻碍结构的一部分；图7是根据本文显示或描述的一个或多个实施例的翼型件后缘的备选实施例的示意图，其描绘了至少一个内部冷却通道、暴露的放气槽口和多个阻碍结构的一部分，各个阻碍结构构造成包括多个阻碍元件；以及图8是描绘根据本文显示或描述的一个或多个实施例的受冷却式翼型件的后缘的冷却效果的2D热图像。具体实施方式下面将对一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当理解的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，该具体目的可随不同的实现而改变。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将不过是设计、生产和制造的例行任务。另外，提供各个示例或实施例来有利于阐明本公开的某些方面，并且不应解释为限制本公开的范围。实际上，对于本领域技术人员显而易见的将是，可在本公开中作出各种修改和变型，而不偏离本公开的范围或精神。例如，示为或描述成一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因而，意于的是本公开覆盖落在所附权利要求及其等效物的范围内的这样的修改和变型。本公开大体涉及涡轮构件，特别是热气路径构件，其形成有冷却结构，诸如是为了有利于冷却相应的构件。特别地，本公开的方面涉及冷却用于在涡轮中使用的热气路径构件的后缘。考虑到这点，以下论述提供有代表性的涡轮系统的一般综述，其中可采用包括受冷却式后缘的这种热气路径构件，以及提供这种涡轮系统的适当的构件中的受冷却式后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种翼型件，包括：前缘；后缘；吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，所述至少一个内部冷却通道限定在所述吸力侧和所述压力侧之间，并且构造成输送冷却流体；与所述至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口，其中，所述翼型件的所述压力侧的下游边缘位于所述吸力侧的下游边缘的上游，以在所述翼型件的所述后缘附近暴露所述多个后缘放气槽口，所述至少一个冷却通道构造成向所述多个后缘放气槽口供应冷却流体；以及一个或多个阻碍结构，其设置在所述至少一个内部冷却通道内且在所述压力侧的下游边缘处，所述一个或多个阻碍结构构造成分配冷却流体流，以及对所述多个后缘放气槽口提供分配的冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.26 US 14/0899201.一种翼型件，包括：
前缘；
后缘；
吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，所述至少一个内部冷却通道限定在所述吸力侧和所述压力侧之间，并且构造成输送冷却流体；
与所述至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口，其中，所述翼型件的所述压力侧的下游边缘位于所述吸力侧的下游边缘的上游，以在所述翼型件的所述后缘附近暴露所述多个后缘放气槽口，所述至少一个冷却通道构造成向所述多个后缘放气槽口供应冷却流体；以及
一个或多个阻碍结构，其设置在所述至少一个内部冷却通道内且在所述压力侧的下游边缘处，所述一个或多个阻碍结构构造成分配冷却流体流，以及对所述多个后缘放气槽口提供分配的冷却。
2.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件进一步包括销阵列，所述销阵列定位在所述至少一个内部冷却通道内，以向所述后缘分配冷却流体流。
3.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构包括预先限定的基本多边形形状。
4.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构构造成基本椭圆形阻碍结构。
5.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构构造成基本圆形阻碍结构。
6.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构设置成在所述至少一个内部冷却通道内相对于所述多个后缘放气槽口沿侧向偏移，以便将冷却流体流不对称地分配到所述多个后缘放气槽口。
7.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构相对于所述多个后缘放气槽口居中地设置在所述至少一个内部冷却通道内，以相对于所述多个后缘放气槽口对称地分配冷却流体流。
8.根据权利要求3所述的翼型件，其特征在于，所述一个或多个阻碍结构各自构造成多元件阻碍结构。
9.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件包括燃气涡轮叶片翼型件。
10.根据权利要求1所述的翼型件，其特征在于，所述翼型件包括燃气涡轮导叶翼型件。
11.一种翼型件，包括：
前缘；
后缘；
吸力侧、压力侧、至少一个内部冷却通道，所述至少一个内部冷却通道设置在所述翼型件的所述吸力侧和所述压力侧之间，并且构造成输送冷却流体；
与所述至少一个内部冷却通道处于流体连通的多个后缘放气槽口，其中，所述翼型件的所述压力侧的下游边缘位于所述吸力侧的下游边缘的上游，以在所述翼型件的所述后缘附近暴露所述多个后缘放气槽口，所述至少一个冷却通道构造成向所述多个后缘放气槽口供应来自冷却流体源的冷却流体；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光华，RS班克，JC拜利，JP德兰西，DB赫尔默，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US