用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，導(dǎo)流構(gòu)件（17）包括：被支撐在轉(zhuǎn)子（22）上的平臺(tái)（20）、面向徑向的端壁（42）、從與端壁（42）的結(jié)合部（44）徑向向內(nèi)延伸的至少一個(gè)軸向表面（38）、從端壁（42）徑向向外延伸的翼型部（18）、以及流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)（50）。流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)（50）包括軸向地延伸至軸向表面（38）中的凹槽（52），并且具有徑向內(nèi)凹槽端部（54）和徑向外凹槽端部（56）。外凹槽端部（56）在軸向表面（38）與端壁（42）之間的結(jié)合部（44）中限定軸向延伸的凹口（58）并在端壁（42）中形成開口，以將冷卻流體導(dǎo)引至端壁（42）。凹槽（52）還包括從內(nèi)凹槽端部延伸至外凹槽端部的第一凹槽壁（60）、以及與第一凹槽壁（60）相對且從內(nèi)凹槽端部延伸至外凹槽端部的第二凹槽壁（62）。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請為由Ching-Pang Lee等人于2011年7月12日提交的名稱為“用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件”(FLOW DIRECTING MEMBER FOR GAS TURBINE ENGINE)、序列號(hào)為N0.13/180，578的美國專利申請(律師案卷號(hào)2010P26642US)的部分連續(xù)案，上述申請的全部公開內(nèi)容通過引用而結(jié)合于本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及與燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)葉片相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)流構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0004]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)通常包括壓縮機(jī)部段、燃燒室、以及渦輪機(jī)部段。壓縮機(jī)部段壓縮進(jìn)入入口的環(huán)境空氣。燃燒室使經(jīng)壓縮的空氣與燃料混合并且將混合物點(diǎn)燃，從而產(chǎn)生定義成工作流體的燃燒產(chǎn)物。工作流體行進(jìn)到渦輪機(jī)部段，在渦輪機(jī)部段中工作流體膨脹以產(chǎn)生功輸出。在渦輪機(jī)部段內(nèi)為成排的固定導(dǎo)流構(gòu)件，其中固定導(dǎo)流構(gòu)件包括將工作流體引導(dǎo)至成排的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件的導(dǎo)葉，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件包括聯(lián)接至轉(zhuǎn)子的葉片。由一排導(dǎo)葉和一排葉片所組成的每一對形成了渦輪機(jī)部段中的一級(jí)。
[0005]具有高性能需求的高級(jí)燃?xì)鉁u輪機(jī)試圖在渦輪機(jī)部段中盡可能多地減小空氣動(dòng)力損失。這相應(yīng)地導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)的整體熱效率和功率輸出的改進(jìn)。此外，所期望的是減少渦輪機(jī)部段中的從高溫氣體路徑到已冷卻空氣空腔中的高溫氣體吸入。這種高溫氣體吸入的減少使得空腔中具有更小的冷卻空氣需求，這導(dǎo)致更少量的冷卻流體泄漏到高溫氣體路徑中，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體熱效率和功率輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件。所述導(dǎo)流構(gòu)件包括平臺(tái)，所述平臺(tái)支撐在轉(zhuǎn)子上并且包括面向徑向的端壁以及從與所述端壁的結(jié)合部徑向向內(nèi)延伸的至少一個(gè)面向軸向的軸向表面。所述導(dǎo)流構(gòu)件還包括流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和從所述端壁徑向向外延伸的翼型部。所述流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括軸向地延伸至所述軸向表面中的凹槽。所述凹槽包括徑向內(nèi)凹槽端部和徑向外凹槽端部，其中，所述外凹槽端部在所述軸向表面與所述端壁之間的結(jié)合部中限定軸向延伸的凹口并且在所述端壁中形成開口，以將冷卻流體導(dǎo)引至所述端壁。所述凹槽還包括:第一凹槽壁，所述第一凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部；以及第二凹槽壁，所述第二凹槽壁與所述第一凹槽壁相對并且從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部。
[0007]根據(jù)另一方面，提供了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件。所述導(dǎo)流構(gòu)件包括平臺(tái)，所述平臺(tái)支撐在轉(zhuǎn)子上并且包括面向徑向的端壁以及從與所述端壁的結(jié)合部徑向向內(nèi)延伸的至少一個(gè)面向軸向的軸向表面。所述導(dǎo)流構(gòu)件還包括流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和從所述端壁徑向向外延伸的翼型部。所述流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括軸向地延伸至所述軸向表面中的凹槽。所述凹槽包括徑向內(nèi)凹槽端部和徑向外凹槽端部，其中，所述外凹槽端部在所述軸向表面與所述端壁之間的結(jié)合部中限定軸向延伸的凹口并且在所述端壁中形成開口，以將冷卻流體導(dǎo)引至所述端壁。所述凹槽還包括:呈凸形地彎曲的第一凹槽壁，所述第一凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部；以及呈凸形地彎曲的第二凹槽壁，所述第二凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部，使得所述第一凹槽壁和所述第二凹槽壁在所述軸向面上提供了具有總體呈C形形狀的凹槽。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]盡管本申請文件以特別指出并明確主張本發(fā)明的權(quán)利要求書作終結(jié)，然而相信通過以下結(jié)合附圖的描述將更好地理解本發(fā)明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面而形成的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪機(jī)部段的一部分的首1J面視圖；
[0010]圖2和3是根據(jù)本發(fā)明的方面而形成的相鄰的導(dǎo)流構(gòu)件的前部面的立體視圖；
[0011]圖3A是從圖3中的線3A-3A沿徑向向內(nèi)的方向觀察的平面視圖；
[0012]圖4和圖5是圖2和圖3中示出的導(dǎo)流構(gòu)件的后部面的立體視圖；
[0013]圖5A是從圖5中的線5A-5A沿徑向向內(nèi)的方向觀察的平面視圖；
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另外的方面而形成的導(dǎo)流構(gòu)件的前部面的立體圖；
[0015]圖7和圖8是根據(jù)本發(fā)明的又一些方面而形成的相鄰的導(dǎo)流構(gòu)件的前部面的立體視圖；
[0016]圖7A是沿著圖7中的線7A-7A所剖取的剖面視圖；
[0017]圖9是根據(jù)本發(fā)明的再一些方面而形成的相鄰的導(dǎo)流構(gòu)件的前部面的立體視圖；以及
[0018]圖9A是沿著圖9的剖面線9A-9A所剖取的剖面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在以下對優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明中，參照了形成詳細(xì)說明的一部分的附圖，并且在附圖中通過示例而非限制的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體的優(yōu)選實(shí)施方式。要理解的是，在不與本發(fā)明的精神和范圍相背離的情況下，可以應(yīng)用其它實(shí)施方式并且可以進(jìn)行變化。
[0020]參照圖1，概略地示出了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的一部分，其包括毗連的級(jí)12、14，每一級(jí)包括一組固定導(dǎo)流構(gòu)件13，所述一組固定導(dǎo)流構(gòu)件13包括從外殼(未示出)懸垂并且固定至環(huán)形內(nèi)護(hù)罩15的固定翼型部，也就是導(dǎo)葉16。每一級(jí)還包括一組旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17，所述一組旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流稿件17包括支撐于相應(yīng)的平臺(tái)20上的旋轉(zhuǎn)翼型部，也就是葉片18。導(dǎo)流構(gòu)件17的平臺(tái)20被支撐在轉(zhuǎn)子上并影響轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)子的一部分由轉(zhuǎn)子盤22形成，這種轉(zhuǎn)子為常規(guī)的并且在本文中將不會(huì)加以詳細(xì)描述。如在本文所使用的，術(shù)語“平臺(tái)”可以指代與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17相關(guān)聯(lián)的以下任何結(jié)構(gòu):該結(jié)構(gòu)位于葉片18與轉(zhuǎn)子之間并且在發(fā)動(dòng)機(jī)10操作期間與葉片18和轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，該結(jié)構(gòu)例如為比如根部、側(cè)板、柄部(shank)坐坐寸寸。
[0021]導(dǎo)葉16和葉片18周向地定位在發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)，使得交替的成排導(dǎo)葉16和葉片18沿限定了發(fā)動(dòng)機(jī)10的縱向軸線La的軸向方向設(shè)置，見圖1。導(dǎo)葉16和葉片18延伸到環(huán)形高溫氣體路徑24中，包括高溫燃燒氣體的工作氣體被引導(dǎo)穿過該高溫氣體路徑24。工作氣體在發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)期間通過成排的導(dǎo)葉16和葉片18而流動(dòng)穿過高溫氣體路徑24，并且導(dǎo)致葉片18和相對應(yīng)的平臺(tái)20旋轉(zhuǎn)，以提供轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
[0022]現(xiàn)在將描述其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17的結(jié)構(gòu)，要理解的是發(fā)動(dòng)機(jī)10中的其它旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17可以與所描述的所述一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17基本類似。
[0023]如圖1所示，第一冷卻流體空腔26和第二冷卻流體空腔28與導(dǎo)流構(gòu)件17的平臺(tái)20相關(guān)聯(lián)，并且在平臺(tái)20的相應(yīng)側(cè)上相對于高溫氣體路徑24徑向向內(nèi)地設(shè)置。諸如壓縮機(jī)排放空氣之類的冷卻流體被提供至空腔26、28，以冷卻平臺(tái)20和相鄰的環(huán)形內(nèi)護(hù)罩15冷卻。冷卻流體還提供了對抗在高溫氣體路徑24中流動(dòng)的工作氣體的壓力的壓力平衡，以抵擋工作氣體往空腔26、28中的流動(dòng)。要注意的是，第一冷卻流體空腔26和第二冷卻流體空腔28不需要相互排斥，也就是說，二者可以彼此流體連通。
[0024]諸如為比如迷宮式密封裝置、刀口密封裝置、蜂窩密封裝置等之類的級(jí)間密封裝置30可以被支撐于環(huán)形內(nèi)護(hù)罩15的徑向內(nèi)側(cè)處，并且可以與從平臺(tái)20的對置的第一和第二軸向面對的軸向表面軸向地延伸的第一天使翼密封構(gòu)件32和第二天使翼密封構(gòu)件34相配合，以減少或限制從高溫氣體路徑24至空腔26、28中的泄漏。在所示的實(shí)施方式中，第一軸向面對的軸向表面包括前部軸向表面38，其中前部軸向表面38軸向向前地面向穿過高溫氣體路徑24而到來的工作氣體流，并且第二軸向面對的軸向表面包括后部軸向表面40，其中后部軸向表面40軸向向后地面向工作氣體的下游方向。前部軸向表面38和后部軸向表面40各自可以由在平臺(tái)20的周向間隔開的匹配面之間延伸的徑向延伸平面所限定，下文將描述該匹配面。
[0025]旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流構(gòu)件17包括現(xiàn)在將描述的一個(gè)或更多個(gè)流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。要注意的是，導(dǎo)流構(gòu)件17優(yōu)選為包括多個(gè)流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，但是可以設(shè)置有附加的或更少的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
[0026]平臺(tái)20包括前部軸向表面38、后部軸向表面40、以及端壁42，其中端壁42徑向向外地面向高溫氣體路徑24并且限定高溫氣體路徑24的徑向內(nèi)邊界。在所示的實(shí)施方式中，端壁42與每個(gè)軸向表面38、40大致垂直，軸向表面38、40從與端壁42的相應(yīng)的前結(jié)合部44和后結(jié)合部46處徑向向內(nèi)延伸，見圖1。如圖2至5所示，平臺(tái)20還包括上游匹配面48A和下游匹配面48B，其中上游匹配面48A和下游匹配面48B與相鄰平臺(tái)20的匹配面48A、48B形成了匹配面間隙49，術(shù)語“上游”和“下游”參照轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隊(duì)而定義。特別地，匹配面間隙49由相鄰平臺(tái)20的相對的匹配面48A、48B形成，其中匹配面48A、48B從每個(gè)平臺(tái)20的前部軸向表面38延伸至每個(gè)平臺(tái)20的后部軸向表面40。在所示的實(shí)施方式中，對置的匹配面48A、48B大致垂直于每個(gè)平臺(tái)20的端壁42沿徑向方向基本上彼此平行地延伸。
[0027]參照圖2至3，前部軸向表面38包括第一流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50。第一流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50包括軸向延伸至前部軸向表面38中的、也稱為前部凹槽的第一凹槽52。如下文所述，第一凹槽52對來自第一冷卻流體空腔26的冷卻流體產(chǎn)生導(dǎo)流作用。在所示的實(shí)施方式中，第一流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50對于設(shè)置于平臺(tái)20上的每個(gè)導(dǎo)葉18包括一個(gè)第一凹槽52，也就是說，如果平臺(tái)20包括多個(gè)導(dǎo)葉18，則在平臺(tái)20中可以設(shè)置有相對應(yīng)數(shù)量的第一凹槽52。此外，第一凹槽52在平臺(tái)20的相當(dāng)長的周向的長度上延伸，例如延伸多于平臺(tái)20的大于約四分之一的周向長度，并且更優(yōu)選地延伸平臺(tái)20的至少約一半或多于一半的周向長度。要注意的是，如果平臺(tái)20包括多個(gè)葉片18，則第一凹槽52可以延伸比平臺(tái)20的四分之一要小的平臺(tái)20的周向范圍，例如，第一凹槽52可以具有與其中一個(gè)葉片18在平臺(tái)20上的周向占位差不多相同的周向長度，一個(gè)葉片18在平臺(tái)20上的周向占位即沿旋轉(zhuǎn)方向％測量的并且大致從葉片18的前緣18A的周向位置延伸至葉片18的彎曲吸力面18B的頂點(diǎn)的距離。
[0028]第一凹槽52包括徑向內(nèi)凹槽端部54和與內(nèi)凹槽端部54在徑向方向上間隔開的徑向外凹槽端部56，見圖2和圖3。內(nèi)凹槽端部54設(shè)置在第一天使翼密封構(gòu)件32與前結(jié)合部44之間，并且優(yōu)選地設(shè)置為緊靠第一天使翼密封構(gòu)件32。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的內(nèi)凹槽端部54設(shè)置在與葉片18的前緣18A大致對準(zhǔn)的周向位置處，但是可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0029]如圖2中最清楚地示出的，外凹槽端部56在前結(jié)合部44中限定了軸向延伸的凹口 58，并且在端壁42中形成了開口以用于將冷卻流體從第一冷卻流體空腔26導(dǎo)引至端壁42，如下文將要描述的。在所示的實(shí)施方式中，外凹槽端部56設(shè)置在跨越平臺(tái)20的相當(dāng)長的周向長度的位置上并且包括偏離內(nèi)凹槽端部54的周向位置的部分56A。該部分56A設(shè)置成緊靠與平臺(tái)20的下游匹配面48B相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙49，但是部分56A可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0030]根據(jù)該實(shí)施方式，第一凹槽52由相對的第一軸向地且徑向地延伸的凹槽壁60和第二軸向地且徑向地延伸的凹槽壁62限定，其中所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁62與第一凹槽壁60大體垂直，見圖2至3及圖3A，但是凹槽壁60與凹槽壁62之間的角度可以大于或小于九十度。第一凹槽壁60和第二凹槽壁62各自起始于內(nèi)凹槽端部54并且延伸至外凹槽端部56。
[0031]所示實(shí)施方式中的第一凹槽壁60包括相對于徑向方向從凹形到凸形的壁，并且當(dāng)在軸向方向上觀察時(shí)總體上限定為S形形狀。隨著第一凹槽壁60從內(nèi)凹槽端部54朝向外凹槽端部56延伸，第一凹槽壁60逐漸軸向深入地延伸至前部軸向表面38中，見圖3A，也就是說，在內(nèi)凹槽端部54處所測量到的第一凹槽壁60的軸向深度小于朝向外凹槽端部56的第一凹槽壁60的軸向深度。
[0032]所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁62包括相對于周向方向呈凹形的壁，并且從第一凹槽壁60延伸至外凹槽端部56。隨著第二凹槽壁62在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK上延伸時(shí)，第二凹槽壁62逐漸軸向深入地延伸至前部軸向表面38中，也就是說，在上游位置處所測量到的第二凹槽壁62的軸向深度小于在下游位置處的第二凹槽壁62的軸向深度。然而，第二凹槽壁62的周向端部62A軸向向外延伸，以限定平滑、彎曲的端部62A，如圖3A中最清楚地示出的。
[0033]要注意的是，不期望將本發(fā)明局限于具有圖2至3及圖3A中示出的構(gòu)型的第一凹槽52，也就是說，想到具有不同構(gòu)型的第一凹槽。
[0034]現(xiàn)在參照圖4和圖5，后部軸向表面40包括第二流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)70。第二導(dǎo)流部件70包括軸向延伸至后部軸向表面40中的、也稱為后部凹槽的第二凹槽72。第二凹槽72對來自第二冷卻流體空腔28的冷卻流體產(chǎn)生泵壓和導(dǎo)流的作用，如下文將要描述的。在所示的實(shí)施方式中，第二流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)70對于設(shè)置在平臺(tái)20上的每個(gè)葉片18包括一個(gè)第二凹槽72，也就是說，如果平臺(tái)20包括多個(gè)葉片18，則在平臺(tái)20中可以設(shè)置有相對應(yīng)數(shù)量的第二凹槽72。此外，第二凹槽72在平臺(tái)20的相當(dāng)長的周向長度上延伸，例如延伸了平臺(tái)20的大于約四分之一的周向長度，并且更優(yōu)選地延伸了平臺(tái)20的至少約一半或多于一半的周向長度。要注意的是，如果平臺(tái)20包括多個(gè)葉片18，則第二凹槽72可以延伸比平臺(tái)20的四分之一要小的平臺(tái)20的周向范圍，例如，第二凹槽72可以具有與其中一個(gè)葉片18在平臺(tái)20上的周向占位差不多相同的周向長度，一個(gè)葉片18在平臺(tái)20上的周向占位即沿旋轉(zhuǎn)方向DK測量的并且大致上從葉片18的前緣18A的周向位置延伸至葉片18的彎曲吸力面18B的頂點(diǎn)的距離。
[0035]第二凹槽72包括徑向內(nèi)凹槽端部74和與內(nèi)凹槽端部74在徑向方向上間隔開的徑向外凹槽端部76，見圖4和圖5。內(nèi)凹槽端部74設(shè)置在第二天使翼密封構(gòu)件34與后結(jié)合部46之間，并且優(yōu)選地設(shè)置為緊靠第二天使翼密封構(gòu)件32。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的內(nèi)凹槽端部74設(shè)置在大致位于平臺(tái)20的上游匹配面48A與下游匹配面48B的中間的周向位置處，但是其可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0036]如圖4中最清楚地示出的，外凹槽端部76在后結(jié)合部46中限定了軸向延伸的凹口 78，并且在端壁42中形成了開口以用于將從第二冷卻流體空腔28泵壓的冷卻流體導(dǎo)引至端壁42，如下文將要描述的。在所示的實(shí)施方式中，外凹槽端部76設(shè)置在跨越平臺(tái)20的相當(dāng)長的周向長度的周向位置處并且包括偏離內(nèi)凹槽端部74的周向位置的部分76A。該部分76A定位成緊靠與平臺(tái)20的上游匹配面48B相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙49，但是該部分76A可以定位在其它周向位置處。
[0037]根據(jù)該實(shí)施方式，第二凹槽72由第一軸向地且徑向地延伸的凹槽壁80和第二軸向地且徑向地延伸的凹槽壁82限定，其中所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁82與第一凹槽壁80大體垂直，見圖4至5及圖5A，但是凹槽壁80與凹槽壁82之間的角度可以大于或小于九十度。第一凹槽壁80和第二凹槽壁82各自起始于內(nèi)凹槽端部74并且延伸至外凹槽端部76。
[0038]所示實(shí)施方式中的第一凹槽壁80包括相對于徑向方向從凹形到凸形的壁，并且當(dāng)在軸向方向上觀察時(shí)總體上限定為S形形狀。隨著第一凹槽壁80從內(nèi)凹槽端部74朝向外凹槽端部76延伸，第一凹槽壁80逐漸軸向深入地延伸至后部軸向表面40中，見圖5A，也就是說，在內(nèi)凹槽端部74處所測量到的第一凹槽壁80的軸向深度小于在外凹槽端部76處的第一凹槽壁80的軸向深度。
[0039]所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁82包括相對于周向方向呈凹形的壁，并且從第一凹槽壁80延伸至外凹槽端部76。隨著第二凹槽壁82遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK延伸，第二凹槽壁82逐漸軸向深入地延伸至后部軸向表面40中，也就是說，在上游位置處所測量到的第二凹槽壁82的軸向深度大于在下游位置處所測量到的第二凹槽壁82的軸向深度。
[0040]要注意的是，不期望將本發(fā)明局限于具有圖4至5及圖5A中示出的構(gòu)型的第二凹槽72，也就是說，想到具有不同的構(gòu)型第二凹槽。
[0041]所示實(shí)施方式中的平臺(tái)20的端壁42包括一系列輪廓以實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠诙吮?2上方的所期望的流動(dòng)，如本文將要描述的。要注意的是，在端壁42中可以設(shè)置有比圖2至5中示出的輪廓更多或更少的輪廓。[0042]參照圖2和圖3，端壁42包括與葉片18的前緣18A鄰近的前緣突起部90。前緣突起部90包括端壁42的突起的區(qū)域，并且從葉片18的前緣18A沿著葉片18的吸力面18B的一部分延伸。端壁42還包括與葉片18的后緣18C鄰近的后緣吸力面突起部92，見圖4和圖5。后緣吸力面突起部92包括端壁42的突起的區(qū)域，并且沿著葉片18的吸力面18B從葉片18的大約弦線中心點(diǎn)位置延伸至葉片的后緣18C。端壁42還包括與葉片18的后緣18C鄰近的后緣壓力面突起部94，見圖2和圖3。后緣壓力面突起部94包括端壁42的突起的區(qū)域，并且沿著葉片18的壓力面18D從葉片的后緣18C朝向葉片18的弦線中心點(diǎn)位置延伸。
[0043]除了突起部90、92、94之外，端壁42還包括凹陷部形式的輪廓，該凹陷部包括端壁42的凹入的部分。在所示的實(shí)施方式中，端壁42在葉片18的前緣18A與后緣壓力面突起部94之間包括鄰近葉片18的壓力面18D定位的壓力面凹陷部96，見圖2和圖3。端壁42還包括定位成鄰近后緣吸力面突起部92和后結(jié)合部46——也就是位于葉片18的后緣18C和與下游匹配面48B相關(guān)聯(lián)地匹配面間隙49之間的區(qū)域中——的后緣凹陷部98，見圖4。
[0044]在發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作期間，對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，穿過高溫氣體路徑24流動(dòng)的工作氣體起到使葉片18、平臺(tái)20、以及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的作用。盡管主工作氣體流在相鄰的翼型部——也就是導(dǎo)葉16及葉片18——之間大體沿軸向方向通過，但是工作氣體還限定了包括流線的鄰近平臺(tái)20的端壁42的流場，其中所述流線的至少一部分大致橫向于軸向方向地延伸，也就是從一個(gè)葉片18朝向相鄰的葉片18延伸。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的端壁42包括一系列的輪廓以實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾脑诙吮?2上方的所期望的流動(dòng)。如圖2至5中的輪廓線所表示的，這些輪廓可以相對于突起部90、92、94的頂部在高度上連續(xù)地降低或是平穩(wěn)地減低，并且這些輪廓可以相對于凹陷部96、98的最底部在高度上連續(xù)地增大或是平穩(wěn)地增大。波狀外形的端壁42起到使鄰近端壁42的流場中的二次流渦系減少以及與這種二次流渦系相關(guān)聯(lián)的空氣動(dòng)力損失減小的作用。
[0046]此外，諸如壓縮機(jī)排放的空氣之類的冷卻流體被抽吸至第一冷卻流體空腔26和第二冷卻流體空腔28中。冷卻流體對平臺(tái)20和環(huán)形內(nèi)護(hù)罩15提供冷卻，并且提供對抗在高溫氣體路徑24中流動(dòng)的工作氣體的壓力的壓力平衡，以抵擋工作氣體至空腔26、28中的流動(dòng)。此外，第一翼密封構(gòu)件32和第二翼密封構(gòu)件34的旋轉(zhuǎn)——也就是由平臺(tái)20和轉(zhuǎn)子所導(dǎo)致的第一翼密封構(gòu)件32和第二翼密封構(gòu)件34的旋轉(zhuǎn)——對相應(yīng)的空腔26、28中的冷卻流體施加吸入力。作用在冷卻流體上的吸入力導(dǎo)致在空腔26、28中的部分冷卻流體流向翼密封構(gòu)件32、34，這使該部分冷卻流體徑向向外地噴出。
[0047]現(xiàn)在將描述通過第一流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50和第二流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)70中的相應(yīng)流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)對冷卻流體進(jìn)行的從冷卻流體空腔26、28至平臺(tái)20的端壁42的導(dǎo)流。
[0048]關(guān)于第一流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50，通過翼密封構(gòu)件32從第一冷卻流體空腔26噴射出的冷卻流體(以下稱為“第一部分冷卻流體”)在內(nèi)凹槽端部54處進(jìn)入前部凹槽52并且在前部凹槽52內(nèi)徑向向外地流動(dòng)至由外凹槽端部56限定的凹口 58。
[0049]外凹槽端部56將第一部分冷卻流體沿朝向相鄰下游平臺(tái)20的端壁42的方向排放至相應(yīng)平臺(tái)20的端壁42上，如由圖2中示出的流線100所表示的。也就是說，來自前部凹槽52的第一部分冷卻流體包括在與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK平行的第一方向上的分量，從而朝向相鄰的下游平臺(tái)20的端壁42流動(dòng)。由于外凹槽端部56的所述部分56A周向地設(shè)置成鄰近平臺(tái)20與相鄰下游導(dǎo)流構(gòu)件17的平臺(tái)20之間的匹配面間隙49，因此第一部分冷卻流體朝向相鄰下游平臺(tái)20上的葉片18流動(dòng)，也就是朝向相鄰葉片18的前緣18D流動(dòng)。具體地，第一部分冷卻流體被排放成在相鄰的葉片18的前緣突起部90之間且朝向相鄰下游端壁42的壓力面凹陷部96流動(dòng)。
[0050]第一部分冷卻流體對每個(gè)平臺(tái)端壁42的可能存在升高的溫度的部分提供冷卻流體，并且可以與穿過高溫氣體路徑24流動(dòng)的工作氣體混合。特別地，冷卻流體可以被導(dǎo)引至波狀外形的端壁42的下述位置:在這些位置，由這些輪廓導(dǎo)致的氣體流的特征可以包括在端壁42處的局部的升高溫度的區(qū)域。已經(jīng)觀察到的是，這種局部升高溫度區(qū)域可以存在于前緣18A和相關(guān)聯(lián)的壓力面凹陷部96處，以及存在于鄰近后緣18C的區(qū)域處并且特別是由后緣凹陷部98所限定的區(qū)域中。因此，冷卻流體特別地被導(dǎo)引至這些被認(rèn)定的升高溫度的區(qū)域。
[0051]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到第二流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)70，后部凹槽72的旋轉(zhuǎn)——也就是由相應(yīng)的平臺(tái)20的旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的后部凹槽72的旋轉(zhuǎn)——對通過翼密封構(gòu)件34從第二冷卻流體空腔28噴射出的冷卻流體(以下稱為“第二部分冷卻流體”)施加徑向向外的力。第二部分冷卻流體在內(nèi)凹槽端部74處進(jìn)入后部凹槽72，并且在后部凹槽72內(nèi)徑向向外地流動(dòng)至由外凹槽端部76限定的凹口 78。
[0052]外凹槽端部76將第二部分冷卻流體沿朝向相鄰的上游平臺(tái)20的端壁42的方向排放至相應(yīng)平臺(tái)20的端壁42上，也就是說，抽吸出后部凹槽72的第二部分冷卻流體包括在于第一方向相反地第二方向上的分量，從而朝向相鄰上游平臺(tái)20的端壁42流動(dòng)，如由圖4中示出的流線102所表示的。由于外凹槽端部76的所述部分76A周向地設(shè)置成鄰近平臺(tái)20與相鄰上游導(dǎo)流構(gòu)件17的平臺(tái)20之間的匹配面間隙49，因此第二部分冷卻流體朝向相鄰的上游平臺(tái)20流動(dòng)，也就是朝向相鄰葉片18的后緣18C流動(dòng)。具體地，第二部分冷卻流體被排放成朝向相鄰上游端壁42的后緣凹陷部98流動(dòng)。
[0053]第二部分冷卻流體對每個(gè)平臺(tái)端壁42的多個(gè)部分提供冷卻流體，并且可以與穿過高溫氣體路徑24流動(dòng)的工作氣體混合。
[0054]除了對平臺(tái)20的端壁42提供冷卻之外，第一部分冷卻流體和第二部分的冷卻流體行進(jìn)通過相應(yīng)的凹槽52、72并且行進(jìn)至平臺(tái)20的端壁42上，這通過推動(dòng)高溫氣體路徑24中的工作氣體遠(yuǎn)離空腔26、28而減小或限制了高溫氣體路徑24中的工作氣體被吸入至第一冷卻流體空腔26和第二冷卻流體空腔28中。
[0055]圖6至9描述了本發(fā)明的作為圖1至5中示出的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的改型的另外的方面。
[0056]圖6示出了根據(jù)另一實(shí)施方式的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)200，該流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)200作為圖2至3中示出的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)50的改型。流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)200包括凹槽202，凹槽202軸向地延伸至平臺(tái)206的面向軸向的軸向表面204——例如以上參照圖1至3描述的前部軸向表面38——中。凹槽202起到從冷卻流體空腔208抽吸冷卻流體的作用。在所示的實(shí)施方式中，流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)200對于與平臺(tái)206相關(guān)聯(lián)的每個(gè)葉片209包括單個(gè)凹槽202。
[0057]凹槽202包括徑向內(nèi)凹槽端部210和在徑向方向上與內(nèi)凹槽端部210間隔開的徑向外凹槽端部212。內(nèi)凹槽端部210設(shè)置在天使翼密封構(gòu)件214與平臺(tái)206的軸向表面204和端壁218間的結(jié)合部216之間，并且優(yōu)選為設(shè)置成緊靠天使翼密封構(gòu)件214。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的內(nèi)凹槽端部210設(shè)置在緊靠與平臺(tái)206的下游匹配面220B相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙的周向位置處，但是其可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0058]外凹槽端部212在結(jié)合部216中限定了軸向延伸的凹口 222，并且在端壁218中形成了開口，以將從冷卻流體空腔208抽吸的冷卻流體導(dǎo)引至端壁218。在所示的實(shí)施方式中，外凹槽端部212包括偏離內(nèi)凹槽端部210的周向位置并且設(shè)置成緊靠與平臺(tái)206的上游匹配面220A相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙的部分212A，但是該部分212A可以設(shè)置在其它的周向位置處。
[0059]根據(jù)該實(shí)施方式，凹槽202相對的第一軸向地且徑向地延伸的凹槽壁224和第二軸向地且徑向地延伸的凹槽壁226所限定，其中所示的實(shí)施方式中的第二凹槽壁226與第一凹槽壁224大致垂直，但是凹槽壁224與凹槽壁226之間的角度可以大于或小于九十度。第一凹槽壁224和第二凹槽壁226各自起始于內(nèi)凹槽端部210處并且延伸至外凹槽端部212。
[0060]所示的實(shí)施方式中的第一凹槽壁224包括相對于徑向方向呈凸形的壁。隨著第一凹槽壁224從內(nèi)凹槽端部210朝向外凹槽端部212延伸，第一凹槽壁224逐漸軸向深入地延伸至軸向表面204中，也就是說，在內(nèi)凹槽端部210處測量的第一凹槽壁224的軸向深度小于去往外凹槽端部212的第一凹槽壁224的軸向深度。
[0061]所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁226包括相對于周向方向呈凹形的壁，但是可以包括其它構(gòu)型，例如呈凸形的壁或是平坦的壁。第二凹槽壁226從第一凹槽壁224延伸至外凹槽端部212。隨著第二凹槽壁226在與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK相反的方向上延伸，第二凹槽壁226逐漸軸向深入地延伸至軸向表面204中，也就是說，在上游位置處測量的第二凹槽壁226的軸向深度大于在下游位置處測量的第二凹槽壁226的軸向深度。
[0062]根據(jù)該實(shí)施方式，凹槽202被定向在與根據(jù)上文參照圖1至5所描述的實(shí)施方式的第一凹槽52相反的方向上。也就是說，參照轉(zhuǎn)子(該實(shí)施方式中未不出)的旋轉(zhuǎn)方向DK,上述第一凹槽52隨著該第一凹槽在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK上延伸而徑向地向外延伸。根據(jù)本實(shí)施方式的凹槽202隨著該凹槽202在與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK相反的方向上延伸而徑向向外地延伸。
[0063]根據(jù)本實(shí)施方式的凹槽202優(yōu)選為使用在這樣發(fā)動(dòng)機(jī)中:在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過渦輪機(jī)部段的氣體——也就是高溫燃燒氣體與從冷卻流體空腔抽吸的冷卻流體的混合物——的周向速度分量小于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。在這種構(gòu)型中，由于平臺(tái)206和凹槽202比氣體更快地行進(jìn)，并且由于凹槽202的定向，使得基本上防止了氣體進(jìn)入凹槽202并朝向冷卻流體空腔208徑向向內(nèi)地行進(jìn)。在上文參照圖1至5所描述的實(shí)施方式中，氣體可以比平臺(tái)20和第一凹槽52更快地行進(jìn)，其中氣體與平臺(tái)20/第一凹槽52的相對速度同第一凹槽52的定向相結(jié)合基本上防止了氣體進(jìn)入第一凹槽52并朝向第一冷卻流體空腔26徑向向內(nèi)地行進(jìn)。
[0064]參照圖7至8，示出了根據(jù)另一實(shí)施方式的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)300的構(gòu)型。流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)300包括凹槽302，其中凹槽302徑向延伸至平臺(tái)306的面向軸向的軸向表面304——例如上文參照圖1至3描述的前部軸向面38——中。凹槽302如上所述起到從冷卻流體空腔308抽吸冷卻流體的作用。在所示的實(shí)施方式中，流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)300對于與平臺(tái)306相關(guān)聯(lián)地每一個(gè)葉片309包括單個(gè)凹槽302。[0065]凹槽302包括徑向內(nèi)凹槽端部310和在徑向方向上與內(nèi)凹槽端部310間隔開的徑向外凹槽端部312，見圖7和圖8。內(nèi)凹槽端部310設(shè)置在天使翼密封構(gòu)件314與結(jié)合部316——該結(jié)合部316為平臺(tái)306的軸向表面304與端壁318之間的結(jié)合部——之間，并且優(yōu)選為設(shè)置成緊靠天使翼密封構(gòu)件314。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的內(nèi)凹槽端部310設(shè)置在緊靠與平臺(tái)306的下游匹配面320B相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙的周向位置處，但是可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0066]外凹槽端部312在結(jié)合部316中限定了軸向延伸的凹口 322，并在端壁318中形成了開口，以用于將從冷卻流體空腔308抽吸的冷卻流體導(dǎo)引至端壁318。在所示的實(shí)施方式中，外凹槽端部312設(shè)置在與內(nèi)凹槽端部310的周向位置大致對齊的周向位置處，并且設(shè)置成緊靠與平臺(tái)306的下游匹配面320B相關(guān)聯(lián)的匹配面間隙，但是可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0067]根據(jù)該實(shí)施方式，凹槽302由相對的第一軸向地且徑向地延伸的凹槽壁326和第二軸向地且徑向地延伸的凹槽壁328限定，其中第一凹槽壁326和第二凹槽壁328橫向于——例如大致垂直于——凹槽302的底表面329延伸，還參見圖7A。第二凹槽壁328參照轉(zhuǎn)子(未示出)的旋轉(zhuǎn)方向DK設(shè)置在第一凹槽壁326的周向上游。第一凹槽壁326和第二凹槽壁328各自起始于內(nèi)凹槽端部310并且延伸至外凹槽端部312。
[0068]所示實(shí)施方式中的第一凹槽壁326包括總體上限定為C形形狀的凸形壁。隨著第一凹槽壁326從內(nèi)凹槽端部310朝向外凹槽端部312延伸，第一凹槽壁326逐漸軸向深入地延伸至軸向表面304中，也就是說，在內(nèi)凹槽端部310處所測量到的第一凹槽壁326的軸向深度小于在外凹槽端部312處的第一凹槽壁326的軸向深度。此外，第一凹槽壁326包括與端壁318中的由凹口 322限定的開口鄰近的面向徑向外側(cè)的部分，如圖7和圖8所示。
[0069]所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁328包括面對第一凹槽壁326并且總體上限定為C形形狀的凹形壁。隨著第二凹槽壁328從內(nèi)凹槽端部310朝向外凹槽端部312延伸，第二凹槽壁328逐漸軸向深入地延伸至軸向表面304中，也就是說，在內(nèi)凹槽端部310處所測量到的第二凹槽壁328的軸向深度小于在外凹槽端部312處的第二凹槽壁328的軸向深度。此外，第二凹槽壁328包括與端壁318中的由凹口 322限定的開口鄰近的面向徑向內(nèi)側(cè)的部分，如圖7和圖8所不。
[0070]根據(jù)該實(shí)施方式的第一凹槽壁326和第二凹槽壁328的構(gòu)型限定了從內(nèi)凹槽端部310至外凹槽端部312的總體呈C形形狀的凹槽302，其中第一凹槽壁326與第二凹槽壁328之間的間隔從內(nèi)凹槽端部310至外凹槽端部312增加。
[0071]根據(jù)該實(shí)施方式的凹槽302優(yōu)選為使用在這樣發(fā)動(dòng)機(jī)中:在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，穿過渦輪機(jī)部段的氣體——也就是高溫燃燒氣體與從冷卻流體空腔抽吸的冷卻流體的混合物——的周向速度分量小于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。在這種構(gòu)型中，由于平臺(tái)306和凹槽302比氣體更快地行進(jìn)，并且由于凹槽302的定向，使得基本上防止了氣體進(jìn)入凹槽302并朝向冷卻流體空腔308徑向向內(nèi)地行進(jìn)。此外，凹槽302的形狀使得當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)方向01；上旋轉(zhuǎn)時(shí)，凹槽302的與內(nèi)凹槽端部310鄰近的徑向內(nèi)部分可以徑向向外地從冷卻流體空腔308抽吸冷卻流體。凹槽端部302的與外凹槽端部312鄰近的徑向外部分接納來自凹槽302的徑向內(nèi)部分的冷卻流體，并且沿旋轉(zhuǎn)方向DK將冷卻流體導(dǎo)引成朝向相鄰葉片309的前緣309A流動(dòng)。[0072]參照圖9，示出了根據(jù)另一實(shí)施方式的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)400的構(gòu)型。流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)400包括凹槽402，其中凹槽402軸向延伸至平臺(tái)406的面向軸向的軸向表面404——例如上文參照圖1至圖3描述的前部軸向面38——中。凹槽402如上所述地起到從冷卻流體空腔408抽吸冷卻流體的作用。在所示實(shí)施方式中，流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)400對于與平臺(tái)406相關(guān)聯(lián)地每一個(gè)葉片409包括單個(gè)凹槽402。
[0073]凹槽402包括徑向內(nèi)凹槽端部410和在徑向方向上與內(nèi)凹槽端部410間隔開的徑向外凹槽端部412，見圖9。內(nèi)凹槽端部410設(shè)置在天使翼密封構(gòu)件414與結(jié)合部416——該結(jié)合部416為平臺(tái)406的軸向表面404與端壁418之間的結(jié)合部——之間，并且優(yōu)選為設(shè)置成緊靠天使翼密封構(gòu)件414。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式的內(nèi)凹槽端部410設(shè)置在大體位于平臺(tái)406的上游匹配面420A與下游匹配面402B中間的周向位置處，但是可以設(shè)置在其它的周向位置處。
[0074]外凹槽端部412在結(jié)合部416中限定了軸向延伸的凹口 422，并且在端壁418中形成了開口，以用于將從冷卻流體空腔408抽吸的冷卻流體導(dǎo)引至端壁418。在所示的實(shí)施方式中，外凹槽端部412設(shè)置在以轉(zhuǎn)子(未示出)的旋轉(zhuǎn)方向DKS基準(zhǔn)位于內(nèi)凹槽端部410的周向位置的上游的周向位置處，但是外凹槽端部412可以設(shè)置在其它周向位置處。
[0075]根據(jù)該實(shí)施方式，第一凹槽402由相對的第一軸向地且徑向地延伸的凹槽壁426和第二軸向地且徑向地延伸的凹槽壁428限定，見圖9A。第二凹槽壁428以轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向DK為基準(zhǔn)位于第一凹槽壁426的周向上游。第一凹槽壁426和第二凹槽壁428各自起始于內(nèi)凹槽端部410處并且延伸至外凹槽端部412。此外，凹槽402的位于內(nèi)凹槽端部410處的徑向內(nèi)部分可以與天使翼密封構(gòu)件414基本平行地在旋轉(zhuǎn)方向DK上延伸。
[0076]所示實(shí)施方式中的第一凹槽壁426包括總體上限定為C形形狀的呈凸形的壁。隨著第一凹槽壁426從內(nèi)凹槽端部410朝向外凹槽端部412延伸，第一凹槽壁426逐漸軸向深入地延伸至軸向表面404中，也就是說，在內(nèi)凹槽端部410處所測量到的第一凹槽壁426的軸向深度小于在外凹槽端部412處的第一凹槽壁426的軸向深度。此外，第一凹槽壁426包括與端壁418中的由凹口 422限定的開口鄰近的面向徑向外側(cè)的部分，如圖9中所示。
[0077]所示實(shí)施方式中的第二凹槽壁428包括面對第一凹槽壁426且總體上限定為C形形狀的呈凹形的壁。隨著第二凹槽壁428從內(nèi)凹槽端部410朝向外凹槽端部412延伸，第二凹槽壁428逐漸軸向深入地延伸至軸向表面404中，也就是說，在內(nèi)凹槽端部410處所測量到的第二凹槽壁428的軸向深度小于在外凹槽端部412處的第二凹槽壁428的軸向深度。此外，第二凹槽壁428包括與端壁418中的由凹口 422限定的開口鄰近的面向徑向內(nèi)側(cè)的部分，如圖9中所示。
[0078]根據(jù)該實(shí)施方式的第一凹槽壁426和第二凹槽壁428的構(gòu)型限定了從內(nèi)凹槽端部410至外凹槽端部412的總體呈C形形狀的凹槽402，其中第一凹槽壁426與第二凹槽壁428的間隔從內(nèi)凹槽端部410至外凹槽端部412增加。
[0079]根據(jù)該實(shí)施方式的凹槽402優(yōu)選為使用在這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)中:在這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過渦輪機(jī)部段的氣體——也就是高溫燃燒氣體與從冷卻流體空腔抽吸的冷卻流體的混合物——的周向速度分量小于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。在這種構(gòu)型中，由于平臺(tái)406和凹槽402比氣體更快地行進(jìn)，并且由于凹槽402的定向，因此基本上防止了氣體進(jìn)入凹槽402并朝向冷卻流體空腔408徑向向內(nèi)地行進(jìn)。此外，凹槽402的形狀使得當(dāng)轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)方向DK上旋轉(zhuǎn)時(shí)，凹槽402的徑向內(nèi)部分可以將冷卻流體從冷卻流體空腔408徑向向外地抽吸。凹槽端部402的與外凹槽端部412鄰近的徑向外部分接收來自凹槽402的徑向內(nèi)部分的冷卻流體，并且沿旋轉(zhuǎn)方向DK導(dǎo)引冷卻流體，以使冷卻流體朝向相鄰葉片409的前緣409A流動(dòng)。
[0080]本文描述的流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以與平臺(tái)鑄為一體，或者可以在平臺(tái)鑄造后機(jī)加工至平臺(tái)中。此外，該流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以在新鑄造的平臺(tái)中實(shí)施，或者可以例如在檢修操作中機(jī)加工至已有的平臺(tái)中。
[0081]盡管已經(jīng)圖示并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不與本發(fā)明的精神和范圍相背離的情況下，可以進(jìn)行各種其它的變化和修改。因此在所附的權(quán)利要求書中旨在覆蓋全部的這種落入本發(fā)明范圍內(nèi)的變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件，所述導(dǎo)流構(gòu)件包括平臺(tái)，所述平臺(tái)支撐在轉(zhuǎn)子上并且包括面向徑向的端壁以及從與所述端壁的結(jié)合部徑向向內(nèi)延伸的至少一個(gè)面向軸向的軸向表面，所述導(dǎo)流構(gòu)件還包括流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和從所述端壁徑向向外延伸的翼型部，所述流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括:軸向地延伸至所述軸向表面中的凹槽，所述凹槽包括:徑向內(nèi)凹槽端部；徑向外凹槽端部，所述外凹槽端部在徑向方向上與所述內(nèi)凹槽端部間隔開；第一凹槽壁，所述第一凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部；以及第二凹槽壁，所述第二凹槽壁與所述第一凹槽壁相對并且從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部；并且 其中，所述外凹槽端部在所述軸向表面與所述端壁之間的結(jié)合部中限定軸向延伸的凹口并且在所述端壁中形成開口，以將冷卻流體導(dǎo)引至所述端壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁和所述第二凹槽壁包括軸向地且徑向地延伸的凹槽壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁與所述第二凹槽壁之間的間隔從所述內(nèi)凹槽端部至所述外凹槽端部增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第二凹槽壁以所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)設(shè)置在所述第一凹槽壁的周向上游，并且所述第二凹槽壁包括與所述端壁中的所述開口鄰近的面向徑向內(nèi)側(cè)的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁包括與所述端壁中的所述開口鄰近的面向徑向外側(cè)的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁呈凸形地彎曲，所述第二凹槽壁呈凹形地彎曲，并且所述凹槽在所述軸向面上總體上限定為C形形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述軸向表面包括前部軸向面，所述前部軸向面軸向向前地面向穿過所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)到來的工作氣體流；并且包括彼此相鄰地定位的多個(gè)導(dǎo)流構(gòu)件，其中，每個(gè)平臺(tái)包括軸向延伸的匹配面，所述軸向延伸的匹配面與鄰接的導(dǎo)流構(gòu)件的匹配面成面對關(guān)系定位而形成匹配面間隙，并且所述外凹槽端部周向地定位成鄰近其中一個(gè)所述匹配面間隙，以實(shí)現(xiàn)冷卻空氣朝向鄰接的導(dǎo)流構(gòu)件上的翼型部的前緣的流動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述凹槽的軸向深度從所述內(nèi)凹槽端部至所述外凹槽端部增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述軸向表面與所述端壁大致垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中所述內(nèi)凹槽端部設(shè)置成與從所述軸向表面軸向地延伸的天使翼密封構(gòu)件鄰近。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述凹槽的與所述內(nèi)凹槽端部鄰近的徑向內(nèi)部分與所述天使翼密封構(gòu)件大致平行。
12.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)流構(gòu)件，所述導(dǎo)流構(gòu)件包括平臺(tái)，所述平臺(tái)支撐在轉(zhuǎn)子上并且包括面向徑向的端壁以及從與所述端壁的結(jié)合部徑向向內(nèi)延伸的至少一個(gè)面向軸向的軸向表面，所述導(dǎo)流構(gòu)件還包括流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和從所述端壁徑向向外延伸的翼型部，所述流體導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括:軸向地延伸至所述軸向表面中的凹槽，所述凹槽包括:徑向內(nèi)凹槽端部；徑向外凹槽端部，所述外凹槽端部在徑向方向上與所述內(nèi)凹槽端部間隔開；呈凸形地彎曲的第一凹槽壁，所述第一凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部；以及呈凸形地彎曲的第二凹槽壁，所述第二凹槽壁從所述內(nèi)凹槽端部延伸至所述外凹槽端部，所述第一凹槽壁和所述第二凹槽壁在所述軸向面上提供了具有總體呈C形形狀的凹槽；并且其中，所述外凹槽端部在位于所述軸向表面與所述端壁之間的結(jié)合部中限定了軸向延伸的凹口，并且在所述端壁中形成了開口以用于將冷卻流體導(dǎo)引至所述端壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁與所述第二凹槽壁彼此相對，并且包括軸向地且徑向地延伸的凹槽壁。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第一凹槽壁與所述第二凹槽壁之間的間隔從所述內(nèi)凹槽端部至所述外凹槽端部增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述第二凹槽壁以所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)設(shè)置在所述第一凹槽壁的周向上游，并且所述第二凹槽壁包括與所述端壁中的所述開口鄰近的面向徑向內(nèi)側(cè)的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)流構(gòu)件`，其中，所述第一凹槽壁包括與所述端壁中的所述開口鄰近的面向徑向外側(cè)的部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述軸向表面包括前部軸向面，所述前部軸向面軸向向前地面向穿過所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)到來的工作氣體流；并且包括彼此相鄰地定位的多個(gè)導(dǎo)流構(gòu)件，其中，每個(gè)平臺(tái)包括軸向延伸的匹配面，所述軸向延伸的匹配面與鄰接的導(dǎo)流構(gòu)件的匹配面成面對關(guān)系定位而形成匹配面間隙，并且所述外凹槽端部周向地定位成鄰近其中一個(gè)所述匹配面間隙，以實(shí)現(xiàn)冷卻空氣朝向鄰接的導(dǎo)流構(gòu)件上的翼型部的前緣的流動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)流構(gòu)件，所述導(dǎo)流構(gòu)件包括在所述端壁上的下述輪廓:所述輪廓包括突起部和至少一個(gè)凹陷部，所述突起部鄰近所述翼型部的所述前緣并且沿著所述翼型部的吸力面的至少一部分延伸，所述至少一個(gè)凹陷部沿著所述翼型部的壓力面的至少一部分設(shè)置，其中，所述外凹槽端部將冷卻空氣排放成在所述翼型部的所述前緣處的所述突起部之間并且朝向所述至少一個(gè)凹陷部流動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述凹槽的軸向深度從所述內(nèi)凹槽端部至所述外凹槽端部增加。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)流構(gòu)件，其中，所述軸向表面與所述端壁大致垂直，并且所述內(nèi)凹槽端部設(shè)置成與從所述軸向表面軸向地延伸的天使翼密封構(gòu)件鄰近。
【文檔編號(hào)】F01D5/14GK103649466SQ201280034696
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】李經(jīng)邦, 譚國汶 申請人:西門子能源有限公司