燃?xì)鉁u輪和用于這樣的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪和用于這樣的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片。更具體而言，一種燃?xì)鉁u輪包括由殼體同心地圍繞的轉(zhuǎn)子，其中環(huán)形熱氣體槽在轉(zhuǎn)子和殼體之間軸向延伸，轉(zhuǎn)子配有以環(huán)形方式布置在轉(zhuǎn)子上的多個(gè)葉片，葉片中的每一個(gè)將根部安裝在轉(zhuǎn)子的邊緣上的相應(yīng)的軸向狹槽中，將翼型件徑向延伸到熱氣體槽中，并且將軸向定向的根部表面鄰接到環(huán)形邊緣腔體，其中冷卻裝置設(shè)置在葉片中的每一個(gè)的根部處以接收通過(guò)固定的噴射裝置噴入邊緣腔體中的冷卻空氣。優(yōu)化的冷卻通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：將根部表面設(shè)置成基本上平的表面并且冷卻裝置包括用于捕獲和再導(dǎo)向噴射的冷卻空氣的至少一部分的斗，該斗設(shè)計(jì)為相對(duì)于根部表面的凹部。
【專利說(shuō)明】燃?xì)鉁u輪和用于這樣的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪技術(shù)。本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的燃?xì)鉁u輪。
[0002]本發(fā)明還涉及用于這樣的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片。
【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)的最常用的葉片進(jìn)料概念中，葉片被經(jīng)由轉(zhuǎn)子孔供以冷卻空氣(參見例如文獻(xiàn)WO 2010108879 Al)。壓力的增加通過(guò)泵送功/離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是用于內(nèi)部冷卻的旋轉(zhuǎn)燃?xì)鉁u輪葉片的最常見的葉片進(jìn)料系統(tǒng)。該解決方案可造成使用壽命問(wèn)題。如果沒(méi)有足夠的可用空間，則所需壓力升高可能不充分。
[0004]存在若干其它葉片進(jìn)料概念:
文獻(xiàn)GB 2225063的目的是一種渦輪，其包括定子和轉(zhuǎn)子以及用于從定子向固連在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子葉片供應(yīng)冷卻空氣的裝置，其中在轉(zhuǎn)子上，空氣供應(yīng)裝置包括插件，該插件裝配在每個(gè)葉片基部和轉(zhuǎn)子盤之間并且形成朝轉(zhuǎn)子的低壓側(cè)關(guān)閉的偏轉(zhuǎn)室，而在高壓側(cè)上，每個(gè)插件朝在轉(zhuǎn)子盤邊緣上的輪轂徑向向內(nèi)伸出，以便形成偏轉(zhuǎn)室的環(huán)形進(jìn)氣孔，并且在定子上，空氣供應(yīng)裝置包括朝進(jìn)氣孔大體徑向向外導(dǎo)向的環(huán)形空氣出口噴嘴。
[0005]文獻(xiàn)US 5984636A描述了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的帶葉片轉(zhuǎn)子的冷卻布置，其中葉片中的每一個(gè)包括冷卻空氣通道，并且?guī)в袕澢崞母采w件鄰近但連接到轉(zhuǎn)子安裝并且與轉(zhuǎn)子盤略微間隔開以形成用于冷卻流體的通路。冷卻布置包括形成于冷卻通道中的漸縮的錐形入口，冷卻通道接著在通路的外端附近發(fā)散以形成擴(kuò)散器。覆蓋件包括擴(kuò)大的內(nèi)部部分和超出自由環(huán)直徑的薄的外壁部分。在覆蓋件的外周邊處形成錘頭，其中錘頭將響應(yīng)于離心力更靠近轉(zhuǎn)子盤移動(dòng)，從而密封該通道。
[0006]通過(guò)旋轉(zhuǎn)覆蓋板進(jìn)料于葉片(例如US 5984636)。覆蓋板鄰近轉(zhuǎn)子安裝。它們?cè)谙鄬?duì)低的半徑上進(jìn)料，并且利用像徑向壓縮機(jī)一樣工作的靜葉實(shí)現(xiàn)壓力升高。復(fù)雜的設(shè)計(jì)使得有必要將單獨(dú)的部件附連到轉(zhuǎn)子。
[0007]文獻(xiàn)US 4178129 A公開了一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪的冷卻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括帶有從其延伸的葉片的渦輪轉(zhuǎn)子:多個(gè)周向緊密隔開的預(yù)旋噴嘴，其限定在操作中流過(guò)冷卻流體的大致連續(xù)的環(huán)狀出口流動(dòng)區(qū)域；以及多個(gè)周向間隔開的皮托管接收器，其在朝預(yù)旋噴嘴的方向上從渦輪的葉片伸出并且以與噴嘴緊密地隔開的關(guān)系終止于其自由開放入口端處，其中端部大致垂直于來(lái)自噴嘴的流體的相對(duì)途徑(approach)向量,皮托管接收器尺寸設(shè)計(jì)和定位成收集來(lái)自噴嘴的預(yù)旋冷卻流體的僅一部分并將其導(dǎo)向至渦輪的每個(gè)葉片的內(nèi)部的僅一部分。
[0008]因此，從總相對(duì)壓力恢復(fù)壓力在皮托管和柄部腔體進(jìn)料兩者中實(shí)現(xiàn)。不利的是，皮托管伸入到供應(yīng)腔中。
[0009]文獻(xiàn)US 4348157 A教導(dǎo)了一種空氣冷卻的渦輪，其具有通過(guò)預(yù)旋噴嘴提供到形成于徑向內(nèi)密封和外密封之間的環(huán)空中并且然后進(jìn)入冷卻空氣入口中到渦輪葉片的冷卻空氣，具有用于防止從內(nèi)密封到外密封的泄漏流與冷卻空氣流干擾的泄漏空氣偏轉(zhuǎn)裝置。偏轉(zhuǎn)裝置可包括:泄漏流入口，其鄰近內(nèi)密封；槽，其徑向延伸且與渦輪轉(zhuǎn)子配合以便為泄漏流到至渦輪葉片的冷卻空氣入口的徑向外側(cè)位置提供通道；以及開口部分，冷卻空氣可通過(guò)該部分流至冷卻空氣入口。偏轉(zhuǎn)器的槽出口可布置成使得泄漏流中的一些可被導(dǎo)向以冷卻渦輪葉片的不太重要的部分，剩余泄漏流在冷卻空氣入口的徑向外側(cè)被導(dǎo)向至布置成接收正常冷卻空氣流的渦輪葉片的更重要部分。
[0010]文獻(xiàn)WO 03036048 Al描述了一種用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的渦輪葉片，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有熱氣體通道、冷卻空氣壓室和單級(jí)高功高壓渦輪，渦輪設(shè)置在熱氣體通道中且具有轉(zhuǎn)子和繞軸線的渦輪旋轉(zhuǎn)方向，渦輪葉片包括:根部，其適于安裝到轉(zhuǎn)子；翼型件部分，其從根部延伸；冷卻空氣入口管道，其適于在安裝到轉(zhuǎn)子時(shí)與冷卻空氣壓室連通，空氣入口管道具有適于延伸進(jìn)入冷卻空氣壓室的進(jìn)氣斗(scoop)，進(jìn)氣斗具有進(jìn)氣斗孔，該進(jìn)氣斗孔被定向和適于在葉片被安裝到轉(zhuǎn)子時(shí)由于渦輪旋轉(zhuǎn)而從冷卻空氣壓室捕獲冷卻空氣；以及冷卻空氣槽，其限定在葉片的翼型件部分中，冷卻空氣槽與冷卻空氣入口管道和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱氣體通道連通，冷卻空氣槽適于允許由冷卻空氣入口管道從壓室捕獲的冷卻空氣穿過(guò)槽到空氣出口裝置，以便冷卻葉片。
[0011]冷卻空氣從靜止參照系到旋轉(zhuǎn)參照系中的渦輪葉片根部的傳遞仍然存在問(wèn)題，并且應(yīng)被改進(jìn)以便提聞潤(rùn)輪的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)鉁u輪，其葉片在來(lái)自相鄰邊緣腔體的冷卻空氣的供應(yīng)方面被優(yōu)化。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于這樣的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片。
[0014]這些和其它目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪和根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪葉片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪包括:轉(zhuǎn)子，其被殼體同心地圍繞，其中環(huán)形熱氣體槽在所述轉(zhuǎn)子和所述殼體之間軸向延伸，所述轉(zhuǎn)子配有多個(gè)葉片，這些葉片以環(huán)形方式布置在所述轉(zhuǎn)子上，所述葉片中的每一個(gè)將根部安裝在所述轉(zhuǎn)子的邊緣上的相應(yīng)的軸向狹槽中，將翼型件徑向延伸到所述熱氣體槽中，并且軸向定向的根部表面鄰接到環(huán)形邊緣腔體，其中冷卻裝置設(shè)置在所述葉片中的每一個(gè)的根部處以接收通過(guò)固定的噴射裝置噴入所述邊緣腔體中的冷卻空氣，其特征在于，所述根部表面為基本上平的表面，并且所述冷卻裝置包括用于捕獲和再導(dǎo)向所述噴射的冷卻空氣的至少一部分的斗，該斗設(shè)計(jì)為相對(duì)于所述根部表面的凹部。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述斗連接到內(nèi)部擴(kuò)散槽，該槽延伸穿過(guò)根部以將所述捕獲的冷卻空氣輸送進(jìn)葉片的內(nèi)部以用于冷卻目的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)斗設(shè)有外部擴(kuò)散槽，該槽定位在所述斗的前方并且通向所述邊緣腔體以將冷卻空氣從所述邊緣腔體引導(dǎo)至所述斗中。
[0018]具體而言，所述外部擴(kuò)散槽設(shè)計(jì)為根部表面中的凹部。
[0019]更具體而言，所述外部擴(kuò)散槽在接近相應(yīng)的斗時(shí)深度和寬度增加。
[0020]甚至更具體而言，斗具有在其進(jìn)口處的第一橫截面，并且外部擴(kuò)散槽具有在其出口處的適合于第一橫截面的第二橫截面。[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述葉片中的每一個(gè)的根部具有相對(duì)于所述葉片的旋轉(zhuǎn)的前側(cè)和后側(cè)，其中每個(gè)葉片的斗布置在所述根部的前側(cè)處并且通向所述前側(cè)，并且其中，對(duì)應(yīng)于所述斗的外部擴(kuò)散槽在旋轉(zhuǎn)方向上布置在相鄰葉片的根部上且通向所述葉片的后側(cè)，使得由第一葉片的外部擴(kuò)散槽引導(dǎo)的冷卻空氣被引導(dǎo)進(jìn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向直接定位在所述第一葉片的后方的第二葉片的斗中。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，所述根部表面相對(duì)于機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜。
[0023]具體而言，傾角為大約45°。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的用于燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片包括徑向延伸的翼型件和根部，其具有用于鄰接到所述燃?xì)鉁u輪的環(huán)形邊緣腔體的軸向定向的根部表面，其中冷卻裝置設(shè)置在所述葉片的根部處以接收噴入所述邊緣腔體的冷卻空氣，其中所述根部表面為基本上平的表面，并且所述冷卻裝置包括用于捕獲和再導(dǎo)向所述噴射的冷卻空氣的至少一部分的斗，該斗設(shè)計(jì)為相對(duì)于所述根部表面的凹部。
[0025]根據(jù)本渦輪葉片發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述斗連接到內(nèi)部擴(kuò)散槽，該槽延伸穿過(guò)根部以將所述捕獲的冷卻空氣輸送進(jìn)葉片的內(nèi)部以用于冷卻目的。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，外部擴(kuò)散槽設(shè)置在所述根部處，其定位在所述斗后方，與所述斗分開并且通向所述邊緣腔體。
[0027]具體而言，所述外部擴(kuò)散槽設(shè)計(jì)為根部表面中的凹部。
[0028]更具體而言，所述外部擴(kuò)散槽隨著與斗的距離增加而增加深度和寬度。
[0029]甚至更具體而言，斗具有在其進(jìn)口處的第一橫截面，并且外部擴(kuò)散槽具有在其出口處的適合于第一橫截面的第二橫截面。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述葉片的根部具有相對(duì)于所述葉片的旋轉(zhuǎn)的前側(cè)和后側(cè)，其中所述葉片的斗布置在所述根部的前側(cè)處并且通向所述前側(cè)，并且其中，外部擴(kuò)散槽通向所述葉片的后側(cè)，使得由第一葉片的外部擴(kuò)散槽引導(dǎo)的冷卻空氣被引導(dǎo)進(jìn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向直接定位在所述第一葉片的后方的第二葉片的斗中。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述根部表面相對(duì)于翼型件的徑向方向傾斜。
[0032]具體而言，傾角為大約45°。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]現(xiàn)在將借助于不同的實(shí)施例并參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
[0034]圖1示出用于利用斗的葉片冷卻進(jìn)料的一般流動(dòng)情況；
圖2示出進(jìn)料噴嘴與斗入口的可能的對(duì)齊；
圖3示出帶有第一外部擴(kuò)散槽的根據(jù)本發(fā)明的渦輪葉片的第一實(shí)施例；以及 圖4示出帶有第二外部擴(kuò)散槽的根據(jù)本發(fā)明的渦輪葉片的第二實(shí)施例。
[0035]部件列表
10燃?xì)鉁u輪
11轉(zhuǎn)子
12熱氣體槽
13殼體
14,14a_d 葉片 15，15a-d 翼型件
16,16b_d 平臺(tái) 17，17a-d 根部
18斗
19邊緣腔體
20噴嘴
21冷卻空氣源
22靜葉
23根部表面 24，24a-d 斗 25 內(nèi)部擴(kuò)散槽 26a_d 外部擴(kuò)散槽
27前側(cè)
28后側(cè)
29旋轉(zhuǎn)方向
30旋轉(zhuǎn)軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明用于提供用于內(nèi)部冷卻的旋轉(zhuǎn)渦輪葉片的冷卻空氣。葉片的內(nèi)部冷卻系統(tǒng)需要在優(yōu)選低的溫度下和高于在葉片前緣處的熱氣體的總相對(duì)壓力的靜壓下的冷卻空氣。為了實(shí)現(xiàn)冷卻要求，葉片根部配有冷卻空氣進(jìn)氣口，即所謂的斗。用于斗的冷卻空氣經(jīng)由腔體提供。腔體經(jīng)由固定的噴嘴進(jìn)料，輸送高于在葉片前緣處的熱氣體的總相對(duì)壓力的總相對(duì)壓力。
[0037]圖1在剖視圖中示出用于利用斗的葉片冷卻進(jìn)料的一般流動(dòng)情況。燃?xì)鉁u輪10包括轉(zhuǎn)子11，其繞機(jī)器軸線(未示出)旋轉(zhuǎn)并且被殼體13同心地圍繞。環(huán)形熱氣體槽12在所述轉(zhuǎn)子11和所述殼體13之間軸向延伸。轉(zhuǎn)子11配有多個(gè)葉片14，葉片14以環(huán)形方式布置在所述轉(zhuǎn)子11上。每個(gè)葉片14將根部17安裝在所述轉(zhuǎn)子11的邊緣上的相應(yīng)的軸向狹槽中，并且將翼型件15徑向延伸進(jìn)入所述熱氣體槽12中。此外，固定的靜葉22設(shè)置在所述熱氣體槽12中。葉片14將軸向定向的根部表面23鄰接到環(huán)形邊緣腔體19，環(huán)形邊緣腔體19將旋轉(zhuǎn)葉片14與具有冷卻空氣噴嘴20的固定部件分離，冷卻空氣噴嘴20借助于冷卻空氣源21被供以冷卻空氣。如在圖1中可見，形成于葉片根部17的斗18延伸進(jìn)入邊緣腔體19中。
[0038]斗18的用途是從在腔體19中提供的相對(duì)總壓力恢復(fù)靜壓。用于葉片冷卻的所需靜壓可利用軸向噴嘴角度調(diào)整。改變軸向噴嘴角度改變腔體19中的相對(duì)速度和因此的腔體19中的總相對(duì)壓力。斗喉區(qū)的法線大致垂直于燃?xì)鉁u輪軸線。
[0039]腔體19被來(lái)自下方的吹掃流/橫流擾動(dòng)并且可對(duì)熱氣體通道12密封或可不密封。腔體19還被延伸進(jìn)入邊緣腔體19的斗擾動(dòng)。
[0040]進(jìn)氣口通常嵌入葉片根部中且不延伸進(jìn)入腔體中。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)計(jì)算顯示，腔體中的流動(dòng)條件對(duì)斗恢復(fù)具有主要影響。[0041]根據(jù)本發(fā)明，嵌入或集成的斗設(shè)計(jì)允許對(duì)腔體19中的流的最少擾動(dòng)和因此最高的恢復(fù)率。斗被集成到葉片中，沒(méi)有部件突出到邊緣腔體內(nèi)(沒(méi)有流的擾動(dòng))。斗的進(jìn)氣口具有用于所描述的所有變型的外部部分，該部分使流在進(jìn)入斗之前已經(jīng)擴(kuò)散。該外部部分增加了壓力恢復(fù)，因?yàn)樵诙穬?nèi)部的擴(kuò)散是有限的。
[0042]擴(kuò)散被分成內(nèi)部和外部擴(kuò)散并且在兩個(gè)相鄰葉片中發(fā)生(圖3和圖4)。擴(kuò)散始于通向邊緣腔體的槽中的第一葉片中。該槽成形為允許最佳擴(kuò)散。在第二葉片中，流在內(nèi)部被引導(dǎo)至葉片冷卻配置(scheme)。內(nèi)部槽進(jìn)一步使流擴(kuò)散。
[0043]圖3示出帶有第一外部擴(kuò)散槽的根據(jù)本發(fā)明的渦輪葉片的第一實(shí)施例。一對(duì)相鄰的葉片14a和14b包括翼型件15a和15b、下平臺(tái)(僅示出葉片14b的平臺(tái)16b)、以及根部17a和17b。根部17a和17b具有杉樹輪廓，以便由轉(zhuǎn)子盤的邊緣中的相應(yīng)狹槽接納。在杉樹輪廓平面上方設(shè)有根部表面23a和23b，其針對(duì)鄰接的邊緣腔體為根部17a、17b定界。
[0044]集成到每個(gè)根部17a和17b中的分別是斗24a和24b以及外部擴(kuò)散槽26a和26b。相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向29 (參見圖3中的箭頭)，每個(gè)根部具有前側(cè)27和后側(cè)28。每個(gè)葉片14a、14b的斗24a、24b布置在所述根部的前側(cè)27處并且通向所述前側(cè)27。外部擴(kuò)散槽26a、26b布置在所述斗24a、24b后方并且通向所述邊緣腔體19以將冷卻空氣從所述邊緣腔體19引導(dǎo)至相關(guān)聯(lián)的斗內(nèi)。外部擴(kuò)散槽26a、26b通向根部的后側(cè)28。
[0045]然而,一個(gè)葉片的斗和外部擴(kuò)散槽(例如，葉片14a的斗24a和外部擴(kuò)散槽26a)不彼此配合，而是彼此分開。相反，每個(gè)斗沿旋轉(zhuǎn)方向接收來(lái)自下一葉片的外部擴(kuò)散槽的冷卻空氣，使得(在圖3的示例中)由葉片14b的外部擴(kuò)散槽26b引導(dǎo)的冷卻空氣被引導(dǎo)進(jìn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向29直接定位在所述第一葉片后方的葉片14a的斗24a中。葉片的這種成對(duì)配合適用于安裝在相同的轉(zhuǎn)子盤上的所有葉片。
[0046]外部擴(kuò)散槽26a、26b設(shè)計(jì)為在相應(yīng)的根部表面23a、23b中的凹部。該凹部在與旋轉(zhuǎn)方向29相反的方向上深度和寬度增加。該凹部在其出口處具有適合在對(duì)應(yīng)斗的進(jìn)口處的橫截面的橫截面。當(dāng)由外部擴(kuò)散槽引導(dǎo)的冷卻空氣進(jìn)入對(duì)應(yīng)斗中時(shí)，其被偏轉(zhuǎn)到徑向方向，通過(guò)內(nèi)部擴(kuò)散槽(參見圖2的25)通往葉片翼型件的內(nèi)部。
[0047]圖4在類似于圖3的圖中示出了具有葉片14c和14d的本發(fā)明的另一實(shí)施例，葉片14c和14d包括翼型件15c和15d及平臺(tái)16c和16d、以及帶有斗24c和24d及外部擴(kuò)散槽26c和26d的根部17c和17d。圖4的實(shí)施例與圖3的實(shí)施例的區(qū)別在于外部擴(kuò)散槽26c、26d具有更陡的錐度，并且在斗的進(jìn)口處的橫截面增加(最大化)。斗24c、24d在這種情況下為根據(jù)在1951年7月3日公布的NACA公開文件#645中規(guī)定的設(shè)計(jì)原則成形的所謂的NACA斗。
[0048]如在圖2中所示，根部表面23相對(duì)于機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線30傾斜。具體而言，傾角為大約45°。進(jìn)料噴嘴20在這種情況下可與斗入口對(duì)齊。
【權(quán)利要求】
1.一種燃?xì)鉁u輪(10)，其包括被殼體(13)同心地圍繞的轉(zhuǎn)子(11)，其中，環(huán)形熱氣體槽(12)在所述轉(zhuǎn)子(11)和所述殼體(13)之間軸向延伸，所述轉(zhuǎn)子(11)配有多個(gè)葉片(14，14a-d)，所述多個(gè)葉片(14，14a_d)以環(huán)形方式布置在所述轉(zhuǎn)子(11)上，所述葉片(14，14a-d)中的每一個(gè)將根部(17，17a_d)安裝在所述轉(zhuǎn)子(11)的邊緣上的相應(yīng)的軸向狹槽中，將翼型件(15，15a-d)徑向延伸進(jìn)入所述熱氣體槽(12)中，并且軸向定向的根部表面(23，23a-d)鄰接到環(huán)形邊緣腔體(19)，其中，冷卻裝置(24，24a_d，25，26a_d)設(shè)置在所述葉片(14，14a-d)中的每一個(gè)的所述根部(17，17a_d)處以接收通過(guò)固定的噴射裝置(20)噴入所述邊緣腔體(19)的冷卻空氣，其特征在于，所述根部表面(23，23a-d)為基本上平的表面，并且所述冷卻裝置(24，24a-d, 25，26a_d)包括用于捕獲和再導(dǎo)向所述噴射的冷卻空氣的至少一部分的斗(24，24a-d)，所述斗(24，24a_d)設(shè)計(jì)為相對(duì)于所述根部表面(23，23a-d)的凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述斗(24，24a-d)連接到內(nèi)部擴(kuò)散槽(25)，所述內(nèi)部擴(kuò)散槽(25)延伸穿過(guò)所述根部(17，17a-d)以將所述捕獲的冷卻空氣輸送進(jìn)所述葉片(14，14a-d)的內(nèi)部以用于冷卻目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，每個(gè)斗(24，24a-d)設(shè)有外部擴(kuò)散槽(26a-d)，所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)定位在所述斗(24，24a_d)的前方且通向所述邊緣腔體(19)以將冷卻空氣從所述邊緣腔體(19)引導(dǎo)至所述斗(24，24a-d)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)設(shè)計(jì)為在所述根部表面(23，23a-d)中的凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)在接近所述相應(yīng)的斗(24，24a-d)時(shí)深度和寬度增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述斗(24，24a-d)具有在其進(jìn)口處的第一橫截面，并且所述外部擴(kuò)散槽(26a_d)具有在其出口處的適合所述第一橫截面的第二橫截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中的任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述葉片(14，14a_d)中的每一個(gè)的所述根部(17，17a-d)具有相對(duì)于所述葉片(14，14a_d)的所述旋轉(zhuǎn)方向(29)的前側(cè)(27)和后側(cè)(28)，每個(gè)葉片(14，14a_d)的所述斗(24，24a_d)布置在所述根部(17，17a-d)的前側(cè)(27)處且通向所述前側(cè)(27)，并且對(duì)應(yīng)于所述斗(24，24a_d)的外部擴(kuò)散槽(26a_d)在旋轉(zhuǎn)方向上布置在所述相鄰葉片的根部(17，17a_d)上且通向所述葉片的所述后側(cè)(28)，使得由第一葉片的外部擴(kuò)散槽(26a-d)引導(dǎo)的冷卻空氣被引導(dǎo)進(jìn)相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)方向(29)直接定位在所述第一葉片的后方的第二葉片的所述斗(24，24a-d)中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述根部表面(23，23a-d)相對(duì)于所述機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪，其特征在于，所述傾角為大約45°。
10.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)鉁u輪的渦輪葉片(14，14a-d)，其包括徑向延伸的翼型件(15，15a-d)和根部(17，17a_d)，所述根部(17，17a_d)具有用于鄰接到所述燃?xì)鉁u輪的環(huán)形邊緣腔體(19)的軸向定向的根部表面(23，23a-d)，其中，冷卻裝置(24，24a-d, 25，26a_d)設(shè)置在所述葉片(14，14a_d)的所述根部(17，17a_d)處，以接收噴入所述邊緣腔體(19)中的冷卻空氣，其特征在于，所述根部表面(23，23a-d)為基本上平的表面并且所述冷卻裝置(24，24a-d, 25，26a_d)包括用于捕獲和再導(dǎo)向所述噴射的冷卻空氣的至少一部分的斗(24，24a-d)，所述斗(24，24a_d)設(shè)計(jì)為相對(duì)于所述根部表面(23，23a-d)的凹部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的渦輪葉片，其特征在于，所述斗(24，24a-d)連接到內(nèi)部擴(kuò)散槽(25)，所述內(nèi)部擴(kuò)散槽(25)延伸穿過(guò)所述根部(17，17a-d)以將所述捕獲的冷卻空氣輸送進(jìn)所述葉片(14，14a-d)的內(nèi)部以用于冷卻目的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的渦輪葉片，其特征在于，外部擴(kuò)散槽(26a-d)設(shè)置在所述根部(17，19a_d)處,所述根部(17，19a_d)定位在所述斗(24，24a_d)的后方,與所述斗(24，24a-d)分開并且通向所述邊緣腔體(19)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦輪葉片，其特征在于，所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)設(shè)計(jì)為在所述根部表面(23，23a-d)中的凹部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的渦輪葉片，其特征在于，所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)隨著與所述斗(24，24a-d)的距離增加而在深度和寬度上增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的渦輪葉片，其特征在于，所述斗(24，24a-d)具有在其進(jìn)口處的第一橫截面，并且所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)具有在其出口處的適合所述第一橫截面的第二橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15 中的任一項(xiàng)所述的渦輪葉片，其特征在于，所述葉片(14，14a-d)的所述根部(17，17a-d)具有相對(duì)于所述葉片(14，14a_d)旋轉(zhuǎn)的前側(cè)(27)和后側(cè)(28)，所述葉片(14，14a-d)的所述斗(24，24a_d)布置在所述根部(17，17a_d)的前側(cè)(27)處且通向所述前側(cè)(27)，并且所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)通向所述葉片的后側(cè)(28)，使得由第一葉片的所述外部擴(kuò)散槽(26a-d)引導(dǎo)的冷卻空氣被引導(dǎo)進(jìn)相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)方向(29)直接定位在所述第一葉片后方的第二葉片的斗(24，24a-d)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中的任一項(xiàng)所述的渦輪葉片，其特征在于，所述根部表面(23，23a-d)相對(duì)于所述翼型件(15，15a_d)的徑向方向傾斜。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的渦輪葉片，其特征在于，所述傾角為大約45°。
【文檔編號(hào)】F01D5/08GK103775135SQ201310500913
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】S.賈斯特, C.西蒙-德加多, T.茲伊雷, S.奧梅斯 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司