專利名稱：：灰孔圓頂葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一股涉^M氣輪機，且更特別地，涉及其中的渦輪機葉片。技術(shù)背景^M氣輪機中，空氣在壓縮機中壓縮，然后在燃燒室中與燃料混合用于生成熱燃氣，設(shè)置在下游處的渦輪機級從熱燃氣中提取育遣。高壓渦輪機(HPT)ffiil—根驅(qū)動軸為壓縮機提供動力，j氏壓渦輪機(LPT)在渦輪風扇式發(fā)動機應(yīng)用中為上游的風扇提供動力，或者在航海和工業(yè)應(yīng)用中為夕卜部驅(qū)動軸提供動力。針渦輪機級包括渦輪噴嘴，其中一排定子葉片弓瞎熱燃氣朝下游方向通過安裝在支承轉(zhuǎn)子盤的周iil:的一排轉(zhuǎn)子葉片，來給驅(qū)動軸提供動力。渦輪機葉片包括翼面，該翼面從根部到頂部之間跨度徑向地延伸，且在相對的前緣和后緣之間軸向地延伸。旨翼面具有一般凹的壓力側(cè)壁和沿圓周相對的一般凸的負壓偵蝰，該負壓側(cè)壁橫向地間隔開設(shè)置，以此限定一個內(nèi)冷卻循環(huán)。該冷卻循環(huán)通常包括多個由縱向的隔板或肋分隔出的徑向通路道。7賴卩循環(huán)供有從壓縮機中抽取的壓縮空氣，該壓縮空氣ffiil旨葉片的支承燕尾榫內(nèi)的入口弓l入到其中，以此在運行期間來傳送7轉(zhuǎn)卩空氣徑向向外M3！翼面。翼面中獨立的冷卻通道在翼面的徑向夕KI,蓋^I止，其中通常包括用于排放部分內(nèi)部冷卻空氣的出口孔。該翼面通常包括多排艦壓力偵蝌負壓側(cè)的膜式7襯卩孔，同樣還包括一排后緣出口鵬，其共同地從翼面排放已用的7賴卩氣體和提供翼面的熱防護。內(nèi)^4卩循環(huán)可能具有各種結(jié)構(gòu)，以此在前緣和后緣之間和沿著相對的壓力側(cè)和負壓側(cè)來不同地冷卻不同的翼面部分。專用的7賴口通道可以沿著前緣和沿著后緣設(shè)置，且不同的y賴卩通道在它們之間軸向設(shè)置。例如，渦輪機翼面通常包括一個或多個蛇脫賴曬路，在一個三彎式蛇行回路中，該7襯卩回路具有一入口鵬向外且延伸至慎面頂端，然后該鵬在頂端改變方向，彎流iSA徑向向內(nèi)的且延伸至撰面根部的流動鵬，然后其通道再次e^方向再一次彎^iaA另一個徑向向外的流動Mii中?，F(xiàn)代的渦輪機葉片通常ffl31鑄造方式來制造，其需要陶瓷芯來限定出在葉片中內(nèi)部冷卻回路的復(fù)雜的特征。翼面內(nèi)部的多個徑向通道的鑄造過程和結(jié)構(gòu)，通常導(dǎo)致了在齡流動通mi:部的頂蓋具有基本扁平或者7jc平的內(nèi)表面。如上面所指出的，頂蓋可以包括小出口孑L用于在運行期間與M多排膜式^i口孑L排放空氣一同排放部分己用的內(nèi)部7賴口空氣到翼鵬部的外面。然而，冷卻空氣可以包括取決于發(fā)動mii行的特殊環(huán)境的數(shù)量的小顆?；覊m。例如，渦輪風扇式航空發(fā)動機可以用于給飛機在飛纟M世界各地時提供動力，其中的一些地方易于有相當多的大氣灰塵，特別是在陸地區(qū)域周圍。^^在渦輪機葉片的小Mit和孔中積累是公知的問題，一般通過在渦輪機葉片的頂蓋中采用相對大的灰孔來改善該問題。灰孔的尺寸通常大約為設(shè)置在翼面?zhèn)沈裰械某Ｒ?guī)膜式^4卩孔尺寸的兩倍，相應(yīng)地提高了流體從中的排放量，但具有從渦輪機翼面中傳送和排放相當M的夾帶M的重要特征。因此，在頂蓋區(qū)細折衷的方法，即湖相對少的灰子L^局部地提高流體排方爐，有利于在翼面中M^、灰塵積累。然而，這么多年^^驗顯示，公開地在世界范圍內(nèi)用于商業(yè)應(yīng)用的渦輪機葉片，盡管在葉片頂蓋中使用了這種灰LM仍然可以在頂蓋下積累，且最后阻礙了排放的流體i!3tt孔，從而縮短了渦輪機葉片的壽命。使用的渦輪機葉片的經(jīng)驗和實際觀觀U顯示，灰塵積累在內(nèi)部流動通道的徑向外端，包括蛇行和非蛇行兩種流動通道?？梢娮畛趵鋮s空氣夾帶的細小灰塵顆粒在運行期間積累或者積聚在一起形^^?；?qū)ρ搿Ｔ谶\行期間，離心力驅(qū)使這些顆粒和塊徑向向外移動，然后被頂蓋的內(nèi)表面所捕獲。從而這翻粒和塊可以粘結(jié)至順蓋的內(nèi)表面上?；蛘撸恍K可以保持松散，然后在發(fā)動機停機時這些松散的±央可以朝著一些葉片的根部落下，直到發(fā)動機接著再次啟動，在這種情況下，這些塊再次被驅(qū)使徑向向外移動且它們自身可以完射也阻塞相對大的灰孔。由于單獨的灰孔的堵塞，冷卻空氣夾帶的灰塵可能積累在頂蓋的下部，而皿一步地增加了流動堵塞，最后完全妨礙了^^蟲的^4口Mit的^i卩流動。因而，希望提供一種渦輪機葉片，該葉片具有改進的灰塵排出結(jié)構(gòu)，以此，高在灰塵環(huán)境中葉片的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容一個空心渦輪機翼面包括頂蓋，雜相對的壓力側(cè)和負壓側(cè)之間限定了一個內(nèi)冷卻回路。頂蓋包括圍繞灰孔的內(nèi)圓頂，且該內(nèi)圓頂在翼面的相對側(cè)壁橫向之間，禾n在翼面的相對前緣和后緣弦向之間，朝著翼面根部向內(nèi)傾斜。傲照優(yōu)選的和示例性的實施例以皿一步的目的和益處，本發(fā)明結(jié)合附圖在接下來的詳細的說明中將更特別地進行描述，其中圖1是用于燃氣輪機的高壓渦輪機(HPT)第一級的示例性的渦輪機葉片的示意圖；圖2是圖1所示的且一般沿線2-2的渦輪機葉片的前視截面圖；圖3是圖2所示的翼面的頂部區(qū)域的放大徑向切面視圖，示出了各種結(jié)構(gòu)的內(nèi)圓頂和共同工作的灰孔；圖4是通過圖3所示的翼面頂部的且、髓線44的徑向切面視圖；圖5;M51圖3所示的翼面頃部的且^線5-5的徑向切面視圖；圖6魏過圖3所示的翼,部的且、據(jù)線6-6的徑向切面視圖；圖7是根據(jù)另一個實施例的類似圖3的翼面的放大徑向切面視亂圖8是根據(jù)另一個實施例的類似圖3的翼面的放大徑向切面視圖；圖9是根據(jù)另一個實施例的類似圖3的翼面的放大徑向切面視圖；圖10是如圖9所示的翼鵬部的且歸線10-10的徑向切面視亂圖11是如圖9所示的翼,部的且髓線11-11的徑向切面視圖。具體實施方式圖1示出了一個示例性的渦輪機轉(zhuǎn)子葉片10，其構(gòu)造鵬于燃氣輪機的高壓渦輪機(HPT)的第一級。該葉片包括翼面12，平臺14，和燕尾榫16，其通常整體結(jié)合在一起成為在燃氣輪機的惡劣環(huán)境下使用的超合金材料的整鑄件。翼面12特別地構(gòu)造皿運行期間用于從熱燃氣18中提取能量，該熱燃氣在發(fā)動機的燃燒室(未示出)中生成。平臺14為發(fā)動機的燃氣限定了徑向向內(nèi)的邊界。而且，燕尾榫16體有柄根或者凸起部，用于將整個葉片安裝在相應(yīng)的燕尾榫槽中，該槽設(shè)置在支承渦輪禾幾轉(zhuǎn)子盤(未示出)的周iiJi。圖1和2中示出的翼面12是空心的，包括周向或者橫向相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁20，22，它們在從與平臺14整體結(jié)合的底部葉根24，到徑向向外的且被相應(yīng)的渦輪機罩(未示出)所緊密環(huán)繞在發(fā)動機中的頂端26跨距間，徑向或者縱向延伸。壓力偵幢20通常是凹的，而負壓側(cè)壁22通常是凸的，且兩者軸向或者橫向地在相對的前緣和后緣28，30的弦長間延伸?？招囊砻?2包括內(nèi)冷卻回路32，ilil該回路，由工作中的發(fā)動機的壓縮機(未示出)供給的壓縮冷卻空氣34在運行期間循環(huán)流動，通過相應(yīng)的設(shè)在燕尾榫16底部中的入口，流到單個渦輪機葉片中?；镜臏u輪機葉片10和冷卻回路32中可以具有^Ef可常規(guī)的結(jié)構(gòu)和運行方式，以在運行期間在高壓渦輪機中提取熱燃氣18中的能量，同時循環(huán)葉片內(nèi)的冷卻空氣34以冷卻葉片。例如，圖1和2中示出的示例性的^4曬路32具有多個縱向的或者徑向的流動腔或魏道1-8，該腔或fflit在從葉根24至順部26之間的跨距間延伸。第四鵬4進一步向內(nèi)穿過平臺14和燕尾榫16延伸至啦于燕尾榫底部的相應(yīng)入口。通道5對她向內(nèi)延伸到位于燕尾榫底部，從而限定了第二個入口。并且第/Ul道8也延伸到燕尾榫底部，從而限定了第三個入口。三個入口在運行中接收冷卻空氣34的相應(yīng)部分以此在多個冷卻通道1-8中進份盾環(huán)。冷卻回路32和它的徑向通道限定在多個相應(yīng)的肋或隔板36之間，該肋或隔板與相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁20，22整體結(jié)合或鑄造。隔板在發(fā)動機的軸向上弦向地分隔或間隔開，從而在兩^ii壁的相應(yīng)部分限定了單個流動ii^各的周iM邊界，M圖1所示的剖面結(jié)構(gòu)iit行變化。第一鵬1直接體在前緣后且具有較小剖面流動面積。隨著翼面寬度的增加，通道24在下游方向增加了寬度，且隨著翼面厚度逐漸減小而成為銳型后緣30時，通道4-8減小了寬度。如上所述，7賴卩回路32可以具有任一常規(guī)結(jié)構(gòu)，通常也包括傾斜M葉片的壓力和負壓側(cè)壁的多排膜式y(tǒng)賴卩孔38，如圖1所示。沖擊孔40通常在第二隔板內(nèi)軸向延伸以沖擊冷卻尾緣的后側(cè)處。并且一排尾緣孔槽42M薄葉片尾緣排放^i卩氣體。膜式冷卻孔和沖擊7襯卩L31常是t目對小的，用于控制和計量冷卻空氣從中的排放。這些孔的名義直徑可以例如大約為10-15密耳(0.25~038毫米)。這樣，ffiil燕尾榫底部中的冷卻回路的入口接收到有限冷卻空氣的分布，可以正好M^例性的八條通道的每一條^ift行分配，和正好^I過翼面自己的相應(yīng)的排出孔^34行分配。圖1和2示出的示例性的翼面的另一個常規(guī)的特征是較薄的頂蓋44，其在翼,部26橫向地架在相對的偵陛20，22間，為內(nèi)7賴口回路32提微卜邊緣。頂蓋44通常是從翼面頂部26徑向向內(nèi)凹陷，從而限定了一個外露的外部頂腔或頂坑46，其朝向頂蓋44外表面縱向向外的方向。翼面頂部26被相應(yīng)的偵蝰小的整體增設(shè)部分所限定，該側(cè)壁限定一個鄉(xiāng)的頂部娜，其橫向地結(jié)合在頂坑46上，且提供保護性材料用于在運行期間翼面頂部和周圍渦輪機罩的臨時摩擦。圖2所示的另一常規(guī)渦輪機轉(zhuǎn)子葉片在頂部區(qū)域進行了改良，如圖3中的放大圖所示，包括共同工作的灰^f放孔48和內(nèi)部圓頂或漏斗50設(shè)置成與內(nèi)冷卻回路32的相應(yīng)部分流通，以此在運行期間有效i細敞夾帶在7賴咬氣34中的灰塵，同時M^或消除沿著頂蓋44的內(nèi)表面的內(nèi)部積累。單個灰孔48是較大的且通常大約為圖1所示膜式冷卻孔38的流動直徑的兩倍。例如，灰孔48通常^A翼面里的入口到頂腿的出口的柱狀或管狀孔，具有大約20-30密耳(0.5>0.76毫米)的流動直徑。這樣，大的灰孔本身不會由于灰頻粒在其中的積累而導(dǎo)致樹可附啲堵塞。圖4-6示出了三種形式的內(nèi)部圓頂50，其連同共同工作的灰L48—起與內(nèi)冷卻回路的相應(yīng)流動ilit相結(jié)合。進一步地，圖3所示的通直7也可以包括相應(yīng)的灰孔48和共同工作的內(nèi)圓頂50，與那些，在圖3和4所示通道2的末端的結(jié)構(gòu)類似。由于圖3所示的頂蓋44相對薄從而減輕了渦輪機葉片的重量，它一般與常規(guī)葉片鑄造在一起，具有相對扁平的外表面和內(nèi)表面。內(nèi)表面通常在相對小的填角處與翼面?zhèn)缺诤拖鄳?yīng)的隔板結(jié)合，因此提供了局部滯流區(qū)域和水平凸緣或者臺階，這促進了在一定工作環(huán)境下灰塵的積累。因此，選擇性地艦圖3所示的頂蓋44的內(nèi)表面，包括了在相應(yīng)流動通道的上方的一般凹的圓頂50，以此消除其上面可積累灰塵的水平臺階或者凸緣，同時也使得夾帶的^^平微也漏入到相應(yīng)灰孔48中而從翼面中消除。針內(nèi)圓頂50完全包圍相應(yīng)灰孔48，且以一個三維圓頂結(jié)構(gòu)的形式，從灰孔在相對側(cè)壁20和22之間橫向地，和在相對的前緣和后緣28、30之間弦向i鵬月著翼面根部縱向或徑向向內(nèi)斜置。圖3示出了沿翼面弦向方向的示例性結(jié)構(gòu)，圖4-6示出了在相對側(cè)壁之間橫向的圓頂結(jié)構(gòu)。圖3-6所示的多個圓頂50通常是向內(nèi)凹的，且相對翼面根部，在高度或跨足Ei:，橫向向外的從中心灰孔48中朝著橫向相對的壓力偵幢禾晚壓側(cè)壁20、22減少，同時朝著弦向相對的前緣和后緣和結(jié)合在單個流動通道的相應(yīng)隔板減少。因此，每個圓頂50具有由相對側(cè)壁和流動通道的限制隔棘限定的周邊，和增加從周邊到向內(nèi)或中心的圓頂最高頂點過程中的高度，灰孔48以倒置漏斗的聚合形式設(shè)置。這樣，當由于壓力驅(qū)動力，和由于葉片本身的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的離心力使得^i卩空氣M多個流動通道時，夾帶的灰塵被迫徑向向夕卜ifeS過圓頂漏斗5031其中的中間灰孔排出，如果有，也是最小程度的灰塵積累。因而，每個^t漏斗圓頂50相比于它的排出灰孔48來說是相對大的，且在尺寸，周長，和面積上同延的，具有一個或更多個徑向流動鵬結(jié)合在其上。因而每個圓頂是相對大的，且與結(jié)合在流動通道上的相對側(cè)壁和相對隔板相符。^圓頂50的表面面積包括它的中心灰孔48的，因而與向下延伸的一個或多個流動鵬的齡流動面積相等，所述流動鵬與相應(yīng)的圓頂相結(jié)合。每個圓頂適當?shù)叵騼?nèi)傾斜來平滑地與側(cè)壁和隔板相結(jié)合，且在遠離中心灰孔的這些結(jié)合處減少任何水平凸緣或臺階，以此保護或減少灰塵在該處的積累。單個圓頂?shù)那驶騼A角在橫向和弦向上可以依照流動通直自身的特殊尺寸和結(jié)構(gòu)來選擇。例如，在圖4《所示的三個實施例中的圓頂50的橫向傾角通常類似于從灰孔到結(jié)合的側(cè)壁和隔板的基本直傾角，其具有相對小的過渡圓角。對于圖3所示的圓頂?shù)南蚁騼A角或結(jié)構(gòu)，Mil3、4和通道5、6的相應(yīng)圓頂通常類似從灰孔至啦于分界隔板處較小圓角相對直傾斜。對于相對窄的通道2、7的圓頂?shù)南蚁蚪Y(jié)構(gòu)可以是弓形的或者半圓形的。雖然在圖3中的示例性實施例中示出了四個圓頂，但是其中的任何一個或者多個可以根^t^葉片設(shè)計和附加的防M的需要來使用。需要注意在圖3^6中，從中心灰孔向夕卜到達側(cè)壁和隔板的結(jié)合處，局部增加另外的薄頂蓋44的厚度形成內(nèi)圓頂50。這個附啲厚度可以用常規(guī)的方式鑄造而成，但是相應(yīng)地提高了渦輪機葉片的重量和相應(yīng)的離心負荷，該離心負荷在運行期間必須由渦輪機轉(zhuǎn)子承受。因此內(nèi)圓頂50應(yīng)當在相對大的流動通道中采用，盡管M增加了，但這有利于增強灰塵的消除。因而內(nèi)圓頂50通常向內(nèi)凹陷，并且在期望的地方限制了相應(yīng)流動ffiit的徑向向外的遠端，根據(jù)如圖1最初所示那樣的單個葉片的特麟構(gòu)和曲率，以及內(nèi)冷卻回路的徑向流動通道的相應(yīng)M和結(jié)構(gòu)，它們可以具有多種結(jié)構(gòu)。圖l示出了八個示例性流動通道l-8，但是在其它渦輪機葉片設(shè)計中，更多或更大數(shù)量的流動通道可以采用，它們以此決定了最有效的內(nèi)圓頂?shù)奶厥饨Y(jié)構(gòu)。圖3示出了多個結(jié)構(gòu)，其中用于第二和第H^置2、7的灰L48，徑向或者縱向地與這些Mit相應(yīng)iW準。相反地，用于通直3-6的灰孔48，沒有徑向或縱向和這四條ilit的任何一條進行對準。相應(yīng)地，灰孔48可以直接地，如圖3所示的那樣，居中在相應(yīng)的Mit2、7的正上方，或者不居中在相應(yīng)的M3-6的正上方。因而，單個的圓頂50具有三維的內(nèi)表面，它們可以受益于在相對的側(cè)壁之間的至少橫向方向上，在隔板之間的軸向或者弦向方向上，和在圍繞360度圓周內(nèi)的任何截面處的不同曲率或者結(jié)構(gòu)。例如，用于圖3所示的第m第七鵬2，7的灰孔48，可以在弦向上分別對準或賴中在這些fflitJ:。相應(yīng)地，灰孔48可以在圖3實施例所示的四^I道3-6上方弦向偏移，同時在圖7和8所示的其它實施例中也一樣。進一步地，#^蟲的灰孔48也可以在倒可一個鵬上方，橫向地位于相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁之間的中間，例如圖5所示的第HM道3?？商鎿Q地，灰孔48可以在任何一1^t的上方，在相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁之間橫向地偏離設(shè)置，例如圖4所示的通道2，圖6所示的通道5，和附加實施例中圖10，11所示的通置4和3。由于單個流動通道的不同結(jié)構(gòu)和它們運行時所處的離心環(huán)境，這些內(nèi)圓頂和共同工作的灰孔的不同的結(jié)構(gòu)具有不同的優(yōu)勢。例如，如圖1和2所示的第一和第二鵬1，2是相對窄的，且構(gòu)造成用于給前緣的背面鄉(xiāng)沖擊7辨卩。臟條鵬24限定了一個三彎式蛇行回路，鵬4延伸穿過燕尾榫用于提供第一入口，以軸向向前朝葉片前緣引導(dǎo)^4控氣。M5-7限定了另一個三彎式蛇纟亍回路，M5限定了iM:燕尾榫16的第二入口，以向后朝向后緣引導(dǎo)y賴卩空氣。第八ilil8ffl31后緣槽42，由ffi51燕尾榫16的第三入口，提供后緣的專用^4卩。圖1所示的單個通道1-7當橫向?qū)挾仍黾訒r，在弦向上的寬^i:是相對窄的，同時翼面的厚度在壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁之間的圓丘區(qū)域中，增加到最大。圖3所示的兩個蛇行回路4-3-2和5-6-7包括相應(yīng)的徑向通向外部的入口通道4、5，隨著入口通道接著依次是徑向通向內(nèi)部的M3、6，接著依次是fflil相應(yīng)的通向外部和最后的適道2，7。如圖3最初所示的那樣，通向外部的入口通道4通過一個向外的流動轉(zhuǎn)向或者流動轉(zhuǎn)彎52，連接到下一個通向內(nèi)部的M3，其流動轉(zhuǎn)向或者流動f^由截頂?shù)幕蛘呖s短的隔板36限定，其隔板在快到頂蓋44和相應(yīng)內(nèi)圓頂50的內(nèi)表面處中止。類似地，通向外部的入口通道5在另一個向外的流動轉(zhuǎn)彎處52，連接至U下一個通向內(nèi)部的鵬6，其流動總處由相應(yīng)的截頂隔板36限定。并且圖2示出，在第二第三逝宣2、3之間和在第六、第道6，7之間的隔板，在它們徑向向內(nèi)端部處截頂，從而在兩個HiK蛇行回路的最后兩^Hlit之間限定了相應(yīng)的內(nèi)流動轉(zhuǎn)彎。因而，對于圖3所示的蛇4預(yù)道4-3-2和547的兩種形式，各自共用的內(nèi)圓頂50架設(shè)在兩個蛇行回路的最初的兩通道4-3和5^6上，且相應(yīng)的灰孔設(shè)置與相應(yīng)的流動轉(zhuǎn)彎52。因而單個內(nèi)圓頂50可以架設(shè)在每個兩流動轉(zhuǎn)彎52處，針回路的單個灰孔48在通常相同的弦向位置處，縱向iik^t準截頂隔板，該截頂隔板在齡蛇行回路的最初的兩ffiit之間。相應(yīng)的，在兩個蛇行回路的通向外部和通向內(nèi)部的流動通道4-3和5-6上方，共同的圓頂50在高度或者跨距上以通常對稱的方式^弦向減小。在這種結(jié)構(gòu)中，在通向外部的入口通道4、5中的通向外部的空氣，沿著相應(yīng)的內(nèi)圓頂50平滑地轉(zhuǎn)移，用來M51在圓頂?shù)捻旤c處的灰孔48排出夾帶灰塵。輕的^^可以平滑地繼續(xù)M5i下一^Hl向內(nèi)部的通道，以通過下一個通向外部的通it^it行消除?；覊m的重量或者密度，在單個圓頂和其中相應(yīng)灰孔的位置的詳細的設(shè)計中，是一個重要的因素。M31齡渦輪葉片的^4卩空氣祖縮機中壓縮，由于在翼面內(nèi)外的壓力不同，該7襯卩空氣被驅(qū)動以相應(yīng)的^3IM過單個翼面。進一步地，單個的渦輪葉片在運行期間轉(zhuǎn)動，且受到離心力的作用，該離心力作用于空氣中夾帶的灰z，粒。如果作用于灰塵的離心負荷大于驅(qū)動灰塵的空氣動力學(xué)負荷或者壓力負荷，則姓將被離心力驅(qū)動到頂蓋的下面。然而，如果作用于灰塵的空氣動力學(xué)負荷大于離心負荷，灰塵將繼續(xù)被夾帶在空氣流中，并將M31翼面的通向內(nèi)部的流動通道傳遞。因而，根據(jù)流動fflii的特殊結(jié)構(gòu)和作用于各種尺寸灰塵的各種驅(qū)動力，可以優(yōu)化單個圓頂?shù)娜S結(jié)構(gòu)和灰L48向內(nèi)或中心的相應(yīng)位置。圖3弦向船出了在兩個共用的圓頂50上灰孔的中心位置，該圓頂架設(shè)在兩個蛇行回路的最先的兩個ffliiJ:。圖7示出了圖3實施例的局部修改，其中灰孔48縱向iM準或者弦向地居中設(shè)置在兩個蛇行回路的通向外部的入口通道4和5上。相應(yīng)地，圓頂50是不對稱的或者衝斜的，并在截頂隔板36和兩個蛇4ffi道各自的第二通向內(nèi)部的Mit3和6上方傾斜。這樣，頂蓋和相應(yīng)的圓頂50在第向內(nèi)部的通道3和6的上方是相對厚的和無孔的，且^A口Mit4和5的上方是相對薄的。因而夾帶灰塵可以通過相應(yīng)的灰孔48立即消除，當它駄下一個通向內(nèi)部的鵬時，傾斜的圓頂進一步地阻擋灰塵的夾帶。圖8示出了與圖7的實施例相反的修改，其中相應(yīng)灰L48縱向?qū)屎拖蚁蚓又性O(shè)置在兩個蛇行回路的相應(yīng)的第二或者通向內(nèi)部的通道3、6上方。相應(yīng)的圓頂50也是不對稱的，但是與圖7所示的相反，在截頂隔板36和相應(yīng)的通向外部的入口通道4、5的上方向內(nèi)傾斜。頂蓋44和內(nèi)圓頂^二通向內(nèi)部的鵬3、6處是相應(yīng)地相對薄的，而在兩個蛇行回路的通向外部的入口鵬4、5上是相對厚的。這樣，內(nèi)圓頂在入口通道4、5上是無孔的，且在高^±平滑地增加到下一個通向內(nèi)部的通道3、6，該通向內(nèi)部的通道上方^fi有相應(yīng)的灰孔48，其用于在運行期間消除灰塵。然而圖9示出了另一個在兩個蛇行回路的上方的圓頂?shù)膶嵤├?，其中頂蓋44包括一個整體壩或者脊54，該壩或者脊在相對的側(cè)壁之間徑向向內(nèi)延伸，在用于兩個蛇行回路的每一個的截頂隔板36上懸吊且間隔設(shè)置。兩個脊54通常弦向地在流動轉(zhuǎn)彎52的中間位置，對準相應(yīng)的截頂隔板設(shè)置，以此限定出一個雙圓頂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在相應(yīng)的通向外部的入口通道4和5上方的第一內(nèi)圓頂50，和設(shè)置在相應(yīng)的下一個通向內(nèi)部的通道3和6的上方的第二內(nèi)圓頂50。兩個圓頂50的每一個通常向內(nèi)凹陷，并具有相應(yīng)的單個灰塵48，在其中心。#脊54更適宜徑向向內(nèi)沿著弦向凸出，且第一和第二圓頂50優(yōu)選向內(nèi)凹陷，在公用脊54的相對前側(cè)和后側(cè)弦向上大艦稱。雖然具有相應(yīng)的兩個大灰孔48的雙圓頂結(jié)構(gòu)因而相應(yīng)地提升了流動的需要，其中這兩個灰孔設(shè)置在兩個蛇行回路的兩個入口鵬3、4和5、6上，它們提供一個附加的機械裝置，提高兩個回路的相應(yīng)外流動轉(zhuǎn)彎52所夾帶灰塵的去除。認識了如前所述的，作用在夾帶妙上的空氣動力或慣性力和離心力，脊54的引入育^局部地減慢空氣的速度，以此在雙灰孔中提高灰塵的排出。然而，另一種作用在渦輪機葉片中的夾帶灰塵上的力為科里奧利力(Coriolisforce),該力由冷卻空氣的徑向流動產(chǎn)生，其冷卻空氣位于相應(yīng)的通向外部和通向內(nèi)部的流動31il中，它們自己在運行期間隨著葉片轉(zhuǎn)動?？评飱W利力是常規(guī)的，其表現(xiàn)為在通向外部和通向內(nèi)部通道中的空氣流徑向矢量和葉片本身的轉(zhuǎn)動橫向矢量的矢量交叉積。因此，科里奧利力是指向夾帶姓的。圖10和11示意性地由短劃線示出了科里奧利力F的不同方向，該科里奧利力F分別在圖10的通向外部的流動通道4中和圖11的通向內(nèi)部的流動MiI3中?？评飱W利力造成了垂直于翼面的徑向方向的^i卩空氣的第二流動場。并且科里奧利力必須與如前所述的結(jié)合空氣動力和離心力作用于灰塵。在圖10所示的通向外部的M4中，空氣和灰塵徑向向夕卜錢，相反地在圖11所示的通向內(nèi)部的通道3中，空氣和灰塵徑向向內(nèi)遠逸。因而，圖10所示的灰孔48，相比去到負壓側(cè)壁22，tfc^橫向腿力偵蝰20偏移，對于界定了通向外部的流動fflit4的內(nèi)圓頂50，以彌補科里奧利力F的方向和，灰^J^人孔里的消除。因此，通向外部的流動通道5是類似于通向的圓頂和灰孔48的位置可以與圖9和10所示的類似。相反，設(shè)置在圖11所示的通向內(nèi)部的流動通道3的上方的內(nèi)圓頂50中的灰孔48，相比于壓力側(cè)壁20，^j^橫向近負壓側(cè)壁22偏移，以彌補該鵬中的科里奧利力F的相反方向和改M31偏移灰孔48的夾帶灰，粒的消除。因而第二蛇行回路的通向內(nèi)部的通道6與圖9和11所示的通向內(nèi)部的通道3一樣，通道6上方的圓頂和灰孔48的結(jié)構(gòu)可以與圖11所示的結(jié)構(gòu)相同。然而圖8示出了另一種實施例，其中內(nèi)圓頂50可以^S在第一和第二通道1、2共同的上方，且與灰孔48延伸艦的夕卜圓頂56相iSi也互補。在這種結(jié)構(gòu)中，內(nèi)圓頂50通常是凹陷的，而外圓頂56通常是凸出的，用來在該區(qū)域維持頂蓋44的一般連續(xù)的厚度和減小頂部重量。夕卜圓頂56稍稍向夕卜露的頂坑46突出。內(nèi)圓頂和外圓頂50、56優(yōu)選弦向地架設(shè)在兩個相鄰的流動通直1、2上，具有共用的灰孔48，該灰L^準或者弦向地居中設(shè)置在相應(yīng)的隔板36上方，一排沖擊孔40穿過隔板設(shè)置。由于第:ril道2是前面蛇行回路的最后的Mit，且還為前M道1供給，在徑向夕卜端處的共用圓頂50確保消除冷卻流中夾帶的妙。內(nèi)圓頂50和共同工作的灰孔48的簡單弓|入，可以容易地消除任何水平或者淺的凸緣或臺階和流動停滯區(qū)域，該區(qū)域中頂蓋的內(nèi)表面與相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁和相應(yīng)的隔板相連，該隔板限定了多個流動通道?；覊m積累處因而被消除，且內(nèi)圓頂?shù)那士梢赃x擇，ililit行期間作用在冷卻空氣和夾帶灰塵上的幾種力，使得從不同構(gòu)造的流動ffiit中灰塵的消除超撮大化，通向外部和通向內(nèi)部都可以。上面公開的三維的圓頂50可以是簡單地在單元渦輪機葉片中制造出，使用常規(guī)的鑄^31程，或者可以以別的方式律隨^^f希望的樣子。雖然這里已經(jīng)描述了所考慮到的本發(fā)明的最佳和示例性的實施例，Mi^里給出的教導(dǎo)，本發(fā)明的其它修艦于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是明顯的，因而，期望可以保護附加的禾又利要求和落入本發(fā)明的真正精神和范圍的所有這種修改。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>權(quán)利要求1.渦輪機葉片(10)包括翼面(12)，包括相對的壓力側(cè)壁和負壓側(cè)壁(20，22)，其側(cè)壁在從根部(24)到頂部(26)的跨距縱向上，和在前緣和后緣(28，30)的弦向間橫向上延伸；所述的側(cè)壁(20，22)是橫向分隔開設(shè)置，從而限定了具有多個縱向流動通道(1-8)的內(nèi)冷卻回路(32)，該流動通道由相應(yīng)的隔板(36)弦向分隔開；所述翼面(12)進一步包括頂蓋(44)，該頂蓋從所述翼面頂部(26)向內(nèi)凹陷從而限定了外露的頂坑(46)，并且該頂蓋具有包圍著灰孔(48)的內(nèi)圓頂(50)，該灰孔從所述冷卻回路(32)延伸連通到所述頂坑(46)；且所述圓頂(50)在所述側(cè)壁(20，22)之間橫向地和在所述前緣和后緣(28，30)之間弦向向內(nèi)傾斜，且與所述通道中的至少一個共同延伸。2.如權(quán)利要求1所述的葉片，其特征在于所述圓頂(50)^^f述側(cè)壁(20，22)處的周邊增加高度至lj其中包含所叔孔(48)的內(nèi)側(cè)頂點。3.如權(quán)禾腰求2所述的葉片，其特征在于所述灰孔(48)弦向居中設(shè)置在所M道(2，7)中的一個上方。4.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述灰孔(48)橫向居中設(shè)置^^m道(3)中的一個上方。5.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述灰孔(48)在所M5t(3^6)中一個的上方弦向偏移。6.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所艦孔(48)在所mil(2，3，4，7)中一個的上方橫向偏移。7.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述冷卻回路(32)包括一個通向外部的流動通道(4，5)，所述灰孔(48)相比去到負壓側(cè)壁(22)橫向更^fi^iffi力側(cè)壁(20)偏移。8.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述冷卻回路(32)包括一個通向內(nèi)部的流動通道(3，6)，所述灰孔(48)相比去到壓力側(cè)壁(20)橫向更^ifi^述負壓側(cè)壁(22)偏移。9.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述;^卩回路(32)包括多個以蛇行方式布置的通向外部和通向內(nèi)部的流動通道(24)，(5-7)，其間采用截頂隔板G6)限定出流動轉(zhuǎn)彎(52)，單個圓頂(50)架設(shè)在流動轉(zhuǎn)彎(52)上，且設(shè)置戶，灰孔(48)與所述流動轉(zhuǎn)彎(52)連通。10.如權(quán)利要求2所述的葉片，其特征在于所述^4卩回路(32)包括多個以蛇行方式布置的通向外部和通向內(nèi)部的流動通道(24)，(5-7)，其間采用截頂隔板(36)限定出流動轉(zhuǎn)彎(52);且所述頂蓋(44)進一步包括懸吊在截頂隔板(36)上方的脊(54)，以此限定出設(shè)置在所述通向外部的通道(4，5)上方的第一內(nèi)圓頂(50)，和設(shè)置在所述通向內(nèi)部的通道(3，6)上方的第二內(nèi)圓頂(50)，且每個圓頂具有相應(yīng)的灰孔(48)。全文摘要公開一種灰孔圓頂葉片，其中一個空心渦輪機翼面(12)包括頂蓋(44)，其在相對的壓力側(cè)和負壓側(cè)(20，22)之間限定了一個內(nèi)冷卻回路(32)。頂蓋(44)包括圍繞灰孔(48)的內(nèi)圓頂(50)，且該內(nèi)圓頂(50)在翼面相對側(cè)壁(20，22)橫向間，和在翼面的相對的前緣和后緣(28，30)弦向間，朝內(nèi)向翼面根部(24)傾斜。文檔編號F01D5/18GK101148994SQ20071015272公開日2008年3月26日申請日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日發(fā)明者A·R·沃迪亞,B·A·諾爾頓,J·C·施林,龐廷范,李經(jīng)邦申請人:通用電氣公司