改进冷却的涡轮发动机叶片制造技术

本发明专利技术涉及一种涡轮叶片，包括根部、桨叶(12)，所述桨叶(12)包括前缘和后缘(17)以及压力侧壁和吸入侧壁，并包括在后缘(17)处的冷却通风口(26、27)，该桨叶还包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进冷却的涡轮发动机叶片


[0001]本专利技术涉及例如涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机或燃气轮机这样的涡轮机的桨叶，特别是涉及高压型涡轮桨叶。
现有技术
[0002]在图1中用1标记的这种涡轮喷气式发动机中，使空气进入进气管2，以穿过包括一组旋转叶片3的风机，然后分裂成中心初级流和环绕初级流的次级流。
[0003]初级流在到达燃烧室6之前通过低压压缩机4和高压压缩机5压缩，在所述燃烧室后，在通过产生辅助推力排出之前，初级流通过穿过高压涡轮7和低压涡轮8而膨胀。而次级流由风机直接推进以产生主推力。
[0004]每个涡轮7、8包括环绕旋转轴AX均匀地分布的一组径向定向的桨叶，其中外壳9环绕整个发动机。
[0005]通过使从燃烧室的上游吸入并从桨叶根部进入的空气在每个桨叶中循环，确保了涡轮桨叶的冷却，该空气通过穿过这些桨叶的壁的钻孔和/或槽口排出。
[0006]通常来说，冷却效率，特别是需要冷却高压涡轮桨叶的流速的降低，使得可以降低涡轮喷气发动机的燃油消耗并增加桨叶的寿命。
[0007]然而，高压涡轮桨叶的冷却似乎需要不断的改进努力，特别是由于不断变化的操作条件、制造工艺和性能要求。
[0008]在本文中，本专利技术的目的是提供一种具有改进的冷却回路的新桨叶设计。

技术实现思路

[0009]为此，本专利技术的一个目的是一种涡轮机(如涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气发动机)的涡轮桨叶，其包括承载沿跨度方向延伸的叶片的根部，该叶片包括设置有冷却通风口的后缘，以及第一蛇形回路和第二蛇形回路，其中：
[0010]‑
每个蛇形回路包括通过弯曲部彼此连接而沿跨度方向延伸的多个管道；
[0011]‑
经由与后缘最远的其管道通过定位在根部的嘴部对每个蛇形回路供给空气；
[0012]‑
从第一蛇形回路和第二蛇形回路对所述通风口供给冷却空气。
[0013]对于该布置，桨叶的回路数量受限，因为不需要提供专用于冷却后缘的回路，这使得可能便于制造桨叶的根部，特别是在其根部处。
[0014]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，第一蛇形回路对最接近根部的通风口供给空气，并且其中，第二蛇形回路对其他通风口供给空气。
[0015]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，第二蛇形回路对最接近叶片顶点部的通风口供给空气，并且其中，第一蛇形回路对其他通风口供给空气。
[0016]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，第一蛇形回路具有偶数个管道，并且第二蛇形回路具有奇数个管道，反之亦然，其中，第一和第二蛇形回路分别通过第一和第二终端管道端接，作为彼此的延伸部并通过叶片的内隔壁彼此分离，这两个终端管道沿后缘延
伸。
[0017]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，第一蛇形回路包括第一上游管道、第一中间管道和第一终端管道，并且其中，第二蛇形回路包括第二上游管道、第二中间管道、第二下游管道和第二终端管道，其中，这些管道是细长的。
[0018]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，通过沿叶片的下表面壁运行，第一蛇形回路的管道在下表面侧上延伸，并且，通过沿叶片的上表面壁运行，第二蛇形回路的管道在上表面侧上延伸。
[0019]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其中，该桨叶包括下表面壁，所述下表面壁包括从第一蛇形回路供给空气的冷却孔。
[0020]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，所述桨叶通过铸造金属材料获得。
[0021]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，所述桨叶通过增材制造获得。
[0022]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，所述桨叶由复合或陶瓷材料制成。
[0023]本专利技术还涉及一种因此限定的桨叶，其包括前缘以及专用于冷却该前缘的上游回路。
[0024]本专利技术还涉及一种涡轮，其包括根据前述权利要求之一所述的桨叶。
[0025]本专利技术还涉及一种飞行器涡轮机，其包括一种因此限定的涡轮。
附图说明
[0026]图1是已知涡轮喷气发动机的横截面视图；
[0027]图2是根据本专利技术的桨叶的外部透视图；
[0028]图3是根据本专利技术的桨叶内部沿定位在桨叶的底部、中部区域以及顶点的三个横截面平面的图示，并示出了桨叶的内部冷却回路。
具体实施方式
[0029]在图2中标记为11的根据本专利技术的桨叶包括根部P，该桨叶通过所述根部P附接在转子盘的凹槽中，以及由该根部P承载的叶片12，其中平台13将根部P连接到叶片12。中空的该桨叶11包括内部回路，冷却空气在所述内部回路中循环，通过定位在根部P的径向内表面14处的嘴部进入。
[0030]在附图的示例中，该桨叶为通过铸造金属材料而制成的整体部件，通过使用一组芯线来分隔其内部冷却管道而获得了所述金属材料，在铸造和冷却后，例如用化学蚀刻工艺，移除了这些芯线。其也可以由复合或陶瓷材料制成，或通过增材制造获得。
[0031]叶片12沿基本垂直于承载桨叶的转子的旋转轴AX的所谓跨度轴EV延伸，所述旋转轴AX为发动机的纵轴。它包括基本平行于跨度方向EV并相对于发动机中气体循环的通常方向定位在桨叶上游AM或前方的前缘16。它包括基本平行于前缘16并沿轴AX由此间隔从而在桨叶的下游AV或后方的后缘17。它还具有基本平行于底部B并沿跨度方向EV与底部B间隔的顶点S。
[0032]该桨叶的两个主壁为如图2中可见的其下表面壁19，以及其上表面壁21，所述下表面壁19和上表面壁21彼此间隔开，同时在前缘16、后缘17处和在顶点S的区域中连接，所述区域包括垂直于跨度方向EV的壁。
[0033]前缘16为半球形，并且包括穿过其壁的冷却孔22。从桨叶的上游回路A对这些孔22供给空气，如图3示意性地示出。图3是作为在垂直于跨度方向EV的平面中的三个横截面的图2桨叶的内部的图示。第一横截面I
‑
I定位在底部B附近，第二横截面II
‑
II基本定位在底部B和顶点S的中间，第三横截面III
‑
III定位在顶点S附近。
[0034]如图3中可见，上游回路A主要包括沿前缘的内表面运行并从位于桨叶的内表面14处的嘴部供给空气的管道A1。由该管道A1输送的空气通过这些孔22排出，从而在前缘的外表面处形成冷却空气膜。
[0035]下表面壁包括第一组孔23和第二组孔24，这些孔穿过下表面壁并由第一蛇形回路T1供给，以便在下表面19的外表面上形成膜，从而对其进行热保护。第一组孔23沿跨度方向延伸并定位在前缘的下游，第二组孔24定位在第一组的下游和后缘17的上游。
[0036]任选的孔22、23、24可以是圆柱形、具有喇叭形或其他形状的椭圆形，具有合适尺寸并且通过适当的节距彼此分隔。对它们进行优化，以在冷却方面产生最佳的外空气膜。
[0037]第一蛇形回路T1包括上游管道CA1、通过定位在顶点S的弯曲部连接到上游管道CA1的中间管道CM1，以及通过定位在底部B附近的弯曲部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涡轮机的涡轮桨叶(11)，包括承载沿一跨度方向(EV)延伸的叶片(12)的根部(P)，该叶片(12)包括设置有冷却通风口(26、27)的后缘(17)，以及第一蛇形回路(T1)和第二蛇形回路(T2)，其中：
‑
每个蛇形回路(T1、T2)均包括通过弯曲部彼此连接而沿所述跨度方向(EV)延伸的数个管道(CA1、CM1、CT1、CA2、CM2、CV2、CT2)；
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经由与所述后缘(17)最远的其管道(CA1、CA2)通过位于所述根部(P)的嘴部对每个蛇形回路(T1、T2)供给空气；
‑
从所述第一蛇形回路(T1)和从所述第二蛇形回路(T2)对所述通风口(26、27)供给冷却空气。2.根据权利要求1所述的桨叶，其中，所述第一蛇形回路(T1)对最接近所述根部(P)的通风口(26)供给空气，所述第二蛇形回路(T2)对其他通风口(27)供给空气。3.根据权利要求1所述的桨叶，其中，所述第二蛇形回路(T2)对最接近所述叶片(12)的顶点部(S)的通风口(26)供给空气，所述第一蛇形回路(T1)对其他通风口(27)供给空气。4.根据权利要求1所述的桨叶，其中所述第一蛇形回路(T1)具有偶数个管道，所述第二蛇形回路(T2)具有奇数个管道，或与之相反，其中，所述第一和第二蛇形回路(T1、T2)分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔万，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：