用于冷却流的涡轮轮叶气室的制作方法_2

文档序号:9520616阅读:来源:国知局
所述涡轮轮叶(300,400,500)的内部转移材料,以产生所述气室。
[0032]技术方案19.一种燃气涡轮,包括:
涡轮叶轮(330);
至少一个铸造式涡轮轮叶(300,400,500),其具有翼型件部分(302,402,502)、平台部分(306,406,506)和根部部分(308,408),所述涡轮轮叶(300,400,500)最佳地在所述根部部分(308,408)处连接到所述涡轮叶轮(330)的外缘上;
在所述涡轮叶轮(330)的内缘上的冷却流源(342),其将冷却流(340)引导到所述涡轮轮叶(300,400,500)的根部部分(308,408);以及
在所述涡轮轮叶(300,400,500)内部的至少一个新加工的气室,所述气室具有在所述根部部分(308,408)处的气室入口(329,429),以及至少一个气室通道(328,428),其在第一端上连接到所述气室入口(329,429)上,并且在第二端上连接到至少一个气室腔室(320,420,520)上;
其中,所述气室通过所述气室入口(329,429)接收来自所述冷却流源(342)的冷却流(340,440,540)。
[0033]技术方案20.根据技术方案19所述的燃气涡轮,其特征在于,所述燃气涡轮进一步包括在所述涡轮轮叶(300,400,500)中的至少一个冷却通道(424,524),并且所述至少一个冷却通道(424,524)连接到所述气室上,以接收冷却流(340,440,540)。
[0034]技术方案21.根据技术方案19或20所述的燃气涡轮,其特征在于,使用以下工艺来加工所述气室:型管电化学加工(STEM)工艺、放电加工(EDM)工艺、电化学加工工艺或者它们的组合。
[0035]技术方案22.根据技术方案19至21中的任一项所述的燃气涡轮,其特征在于,所述气室与所述涡轮轮叶(300,400,500)内部的至少一个铸造式空气管道(20,22)不重合。
[0036]技术方案23.根据技术方案19至22中的任一项所述的燃气涡轮,其特征在于,所述冷却流源(342)是转子冷却回路。
[0037]一种加工铸造式涡轮轮叶的方法,所述铸造式涡轮轮叶具有翼型件部分、平台部分和根部部分,所述方法包括:
将内部气室加工到所述涡轮轮叶中,其中,所述气室包括气室腔室、气室通道,以及在所述涡轮轮叶的根部部分处的气室入口。
[0038]在一个实施例中,使用以下工艺来加工所述至少一个气室:型管电化学加工(STEM)工艺、放电加工(EDM)工艺、电化学加工工艺或者它们的组合。
[0039]在一个实施例中,在所述根部部分处的气室入口连接到冷却流源上。
[0040]在一个实施例中,所述方法进一步包括在所述涡轮轮叶中的至少一个冷却通道。[0041 ] 在一个实施例中,所述气室连接到所述涡轮轮叶中的至少一个冷却通道上。
[0042]在一个实施例中,所述气室具有为长方形、圆锥形、圆柱形、六边形、弧形、金字塔形或者它们的组合的形状。
[0043]在一个实施例中,所述气室包括连接到一个气室腔室上的不止一个气室通道。
[0044]在一个实施例中,所述气室包括连接到不止一个气室腔室上的一个气室通道。
[0045]在一个实施例中,所述气室与所述涡轮轮叶内部的至少一个铸造式空气管道不重入口 ο
[0046]在一个实施例中,将所述气室腔室加工成具有水平尺寸和径向尺寸,并且所述尺寸大于或等于所述气室通道的直径的1.2倍。
[0047]在一个实施例中,所述气室通道在所述气室腔室和所述气室入口之间的通道的整个长度上没有一致的直径。
[0048]在一个实施例中,所述气室不包括延伸到所述翼型件部分中的径向贯通孔。
[0049]—种将额外的冷却流供应到铸造式涡轮轮叶的方法,包括:
将气室加工到涡轮轮叶中,其中,对所述气室的加工会形成气室腔室、气室通道,以及在所述涡轮轮叶的根部部分处的气室入口;
将所述涡轮轮叶连接到涡轮叶轮上;
所述加工步骤包括将通往所述气室通道的入口定位在冷却空气源附近,并且所述入口构造成将冷却空气接收到所述气室中,以及
使冷却流改变方向,以使其进入所述涡轮轮叶的根部部分处的气室的入口,朝向所述涡轮轮叶内部的气室腔室。
[0050]在一个实施例中,所述方法进一步包括在所述涡轮轮叶内部的至少一个冷却通道。
[0051]在一个实施例中,至少一个冷却通道在所述涡轮轮叶的平台部分的内部。
[0052]在一个实施例中,引导冷却流流过所述气室通道、所述气室腔室和所述至少一个冷却通道。
[0053]在一个实施例中,使用以下工艺来加工所述至少一个气室:型管电化学加工(STEM)工艺、放电加工(EDM)工艺、电化学加工工艺或者它们的组合。
[0054]在一个实施例中,所述加工工艺包括从所述涡轮轮叶的内部转移材料,以产生所述气室。
【附图说明】
[0055]图1是传统的涡轮轮叶的示意图;
图2是涡轮轮叶的翼型件和平台部分的透明视图,其描绘了传统的铸造式冷却通道; 图3是位于涡轮叶轮上的一对示例性涡轮轮叶的侧视图,其显示了本发明的实施例; 图4是沿着涡轮轮叶的纵轴的涡轮轮叶的横截面图,其显示了本发明的第二实施例; 图5是涡轮轮叶的翼型件和平台部分的透明视图,其描绘了包括冷却通道的实施例;
以及
图6是沿着面向翼型件的平台的表面得到的是透明横截面图,其描绘了包括若干气室的另一个实施例。
[0056]部件列表
10传统的涡轮轮叶 12翼型件部分 14柄部部分 16平台部分 18根部部分 20主要空气管道 22其它空气管道 24冷却通道 26冷却孔
300涡轮轮叶(图3的实施例)
302翼型件部分 304柄部部分 306平台部分 308根部部分 320气室腔室 328气室通道 329气室入口 330涡轮叶轮 340冷却流 342冷却流源
400涡轮轮叶(图4和5的实施例)
402翼型件部分 404柄部部分
406平台部分
408根部部分
420气室腔室
424冷却通道
426冷却孔
428气室通道
429气室入口
440冷却流
(d)气室通道的直径
(L)气室通道的长度
(Dl)气室腔室的水平尺寸
(D2)气室腔室的径向尺寸
500涡轮轮叶(图6的实施例)
502翼型件部分 506平台部分 520气室腔室 524冷却通道 526冷却孔 540冷却流。
【具体实施方式】
[0057]图2中显示了传统的涡轮轮叶10,其大体包括位于轮叶平台16的表面上的翼型件15。涡轮轮叶10可具有主要空气管道20,诸如如显示的那样已经通过翼型件12将主要空气管道20铸造到轮叶中。主要空气管道20可用来对翼型件12提供冷却液体流,而且还对平台中的冷却通道24提供冷却流。其它空气管道22也可铸造到轮叶10中,而且也可将冷却流体供应到冷却通道24,或者仅供应到翼型件12。
[0058]冷却流体流可从空气管道20转向到连接的冷却通道24中,而且冷却流可通过平台16的侧部上或平台16的表面上的孔26离开。主要空气管道20可包括径向贯通孔,径向贯通孔在平台部分16的上方延伸到翼型件部分12中。径向贯通孔将允许冷却流进入翼型件12,诸如图2中显示的那样。
[0059]但是,随着对涡轮轮叶冷却需要由于燃气涡轮的改进,或者由于铸造式涡轮轮叶的期间的不精确性而改变,铸造式空气管道20、22可能不足以将冷却流体流供应到涡轮轮叶上的期望位置。
[0060]如本领域中已知的那样,涡轮轮叶也称为涡轮叶片;涡轮导叶也称为涡轮喷嘴;柄部部分也称为颈部部分;而且根部部分也称为涡轮轮叶的楔形榫。这些用语在整个描述中可互换地使用。不同的实施例上的对应的部件有相似的编号。
[0061]图3提供位于燃气涡轮中的叶轮330上的两个示例性涡轮轮叶300的示意图。仅显示了叶轮330的外缘边。叶轮330可包括盘,盘具有用以接收燃气涡轮的轴的中心孔口。外缘边通常与盘成一体。在各个叶轮330上,涡轮轮叶300布置成并排形成成环形排列的轮叶300,它们组成涡轮中的轮叶排。涡轮轮叶300可各自独立地置于叶轮330上。涡轮轮叶包括翼型件部分302、
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