平台部分306、柄部部分304和根部部分308。
[0062]可在铸造之后加工涡轮轮叶300,以使得在轮叶300的内部具有额外的一个或多个内部气室。此语境中的内部气室不包括沿径向延伸的通道。一个或多个内部气室可加工成连接布置在涡轮轮叶300的平台部分306中的水平冷却通道和冷却孔。
[0063]内部气室包括通过内部气室通道328连接到根部部分308上的内部气室腔室320。内部气室通道包括在叶轮330的缘边处或者在该缘边的径向内侧的入口 329。这些入口329是开放式的，或者以别的方式与冷却空气源342处于流体连通，诸如从燃气涡轮压缩机引导到涡轮中的在热气通道的径向内侧的通道的压缩机空气。冷却空气340流到入口 329中，并且通过内部气室通道328,通过内部气室腔室320,通过平台306和轮叶的翼型件302中的任何内部冷却通道，然后可从这些冷却通道引导到例如热气通道中。气室腔室320和气室通道328还可按需要冷却涡轮轮叶300的其它部分，或者本身充当冷却通道，以冷却涡轮轮叶的期望部件。
[0064]可通过使用任何加工工艺从轮叶300中转移材料来产生气室腔室320和气室通道328,加工工艺包括型管电化学加工(STEM)工艺、放电加工(EDM)工艺、其它电化学加工(ECM)工艺和它们的组合。
[0065]作为示例，优选地使用STEM工艺来制作实施例，以产生新气室，新气室包括气室腔室和气室通道。可使用STEM工艺，通过将涡轮轮叶放到酸性液体中，而且通过电解工艺，从涡轮轮叶内部的预定位置转移材料，来将气室加工到涡轮轮叶中。
[0066]冷却流体流源342,诸如燃气涡轮的转子冷却回路，可将冷却流340从燃气涡轮的叶轮330内供应到涡轮轮叶300,或者附连到燃气涡轮的叶轮330上。冷却流340可转向到涡轮轮叶300的根部部分308处的气室通道320中，在那里，冷却流340的馈送压力可在燃气涡轮中得到良好的限定。通往气室通道328的入口 329可在根部部分308的尖部处，沿着根部部分308的外缘，或者以别的方式适当地在根部部分308上供应。
[0067]图4提供示例性涡轮轮叶400的横截面图，其显示了气室具有气室腔室420,气室腔室420使用气室通道428来连接到涡轮轮叶400的根部部分408上，气室包括在根部部分408处的气室入口 429。气室腔室420还连接到平台426中的冷却通道424上。
[0068]在实施例中，可相对地限定气室腔室420和气室通道428的大小。气室腔室420可具有水平尺寸(D1)和径向尺寸(D2)。类似地，气室通道428可沿着通道428的长度(L)具有直径(d)。长度(L)可限定在气室腔室420和涡轮轮叶400中的气室入口 429之间。
[0069]气室腔室420的水平尺寸(D1)可大于或等于气室通道428的直径(d)的1.2倍(例如，D1彡1.2*d)，而且气室腔室420的径向尺寸(D2)也可大于或等于气室通道428的直径(d)的1.2倍(例如，2彡1.2*d)。在另一个实施例中，气室腔室420的D1和D2可不相同。直径(d)可在气室通道428的整个长度(L)上不相同。
[0070]虽然在图4中仅显示了一个冷却通道424,但涡轮轮叶400中可存在多个冷却通道424。气室腔室420可对涡轮轮叶400中的一个或多个冷却通道424提供冷却流440,诸如图5中显示的那样。一个气室腔室420可将冷却流440供应到平台406中的不止一个冷却通道424,并且冷却流440可通过平台406的端部处的冷却孔426离开冷却通道424。
[0071]在实施例中，气室可不包括延伸到翼型件部分402中的径向贯通孔。没有从气室延伸(诸如从气室腔室420延伸)的径向贯通孔，冷却流440可完全转向到连接到气室腔室420上的一个或多个冷却通道424中。
[0072]在另一个实施例中，冷却孔426还可位于平台406的面向翼型件402的表面上，以对翼型件402提供冷却流。类似地，还可供应冷却孔426，以对平台402提供膜冷却。此外，任何布置的冷却通道424和冷却孔426可由气室腔室420和气室通道428进行供应。
[0073]参见图6，可存在加工到涡轮轮叶500中的不止一个气室腔室520。各个气室腔室520可用来对不止一个冷却通道524供应冷却流540。气室腔室520可加工到涡轮轮叶500中的适合将冷却流540供应到期望冷却通道524和轮叶500上的位置的任何期望位置。
[0074]此外，各个气室腔室520可连接到一个气室通道上，或者多个气室腔室520可连接到一个气室通道上。可在有需要时确定气室腔室520和气室通道的布置，而且它不局限于一个特定布置。
[0075]此外，气室腔室和气室通道在形状上可不相似，而且可不受特定形状的约束。气室和气室通道可加工成具有长方形形状、圆柱形形状、锥形形状、金字塔形形状、六边形形状、任何其它适当的形状或者它们的组合。另外，气室通道也可为弧形。为了冷却目的，还可在涡轮轮叶的不同部件中提供气室腔室和通道，诸如在柄部、翼型件、平台和根部部分中。
[0076]加工可与铸造式涡轮轮叶中的现有空气管道重合或不重合的额外的气室的优点包括:当涡轮运行要求改变时，按期望对冷却通道提供额外的冷却流供应；对新提供的冷却通道提供额外的冷却流供应，因为涡轮轮叶得到改进；改进在铸造期间具有错位空气管道的结构不良的涡轮轮叶；以及使用加工式气室通道和气室腔室来对涡轮轮叶提供额外的冷却。
[0077]虽然已经关于目前认为最实际和优选的实施例来描述了本发明，但要理解的是，本发明不局限于公开的实施例，而是相反，本发明意于覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
【主权项】
1.一种加工铸造式涡轮轮叶(300，400，500)的方法，所述铸造式涡轮轮叶具有翼型件部分(302，402，502)、平台部分(306，406，506)和根部部分(308，408)，所述方法包括: 将内部气室加工到所述涡轮轮叶(300，400，500)中，其中，所述气室包括气室腔室(320，420，520)、气室通道(328，428)，以及在所述涡轮轮叶(300，400，500)的根部部分(308，408)处的气室入口(329，429)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述根部部分(308，408)处的气室入口(329，429)连接到冷却流源(342)上。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法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)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述气室连接到所述涡轮轮叶(300，400，500)中的至少一个冷却通道(424，524)上。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，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。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气室包括连接到一个气室腔室(320，420，520)上的不止一个气室通道(328，428)。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气室包括连接到不止一个气室腔室(320，420，520)上的一个气室通道(328，428)。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，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。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其特征在于，将所述气室腔室(320，.420，520)加工成具有水平尺寸(D1)和径向尺寸(D2)，并且所述尺寸大于或等于所述气室通道(328，428)的直径的1.2倍。
【专利摘要】本发明涉及用于冷却流的涡轮轮叶气室。本发明涉及一种铸造式涡轮轮叶，其具有至少一个加工式气室，加工式气室包括气室腔室和连接到涡轮轮叶的根部部分处的气室入口上的至少一个气室通道，而且本发明涉及一种使用加工式气室来将冷却流馈送到涡轮轮叶的方法，加工式气室接收来自涡轮轮叶的根部部分的冷却流。
【IPC分类】F01D5/18
【公开号】CN105275504
【申请号】CN201510421321
【发明人】张修章, L.德贝利斯, 王海平
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年7月17日
【公告号】DE102015110698A1, US20160017718