专利名称：涡轮和涡轮叶片翼片的制作方法
涡轮和涡轮叶片翼片技术领域
本文中公开的主题涉及涡轮发动机并且具体地涉及涡轮叶片。
技术背景
涡轮叶片典型地安装在转子上，转子连接到在涡轮发动机中旋转的轴。涡轮叶片 受到高温，其在发动机操作期间引起叶片的老化。发明内容
根据本发明的一个方面，涡轮叶片包括主体和翼片(winglet)，主体具有前缘、后 缘、压力侧、抽吸侧和顶端区域，翼片在顶端区域中布置在主体的压力侧上，并且从顶端区 域中的在前缘下游的点延伸到后缘。
根据本发明的另一个方面，涡轮发动机包括转子组件和布置在转子组件上的多个 涡轮叶片，至少一个叶片具有前缘、后缘、压力侧、抽吸侧、顶端区域以及翼片，翼片在顶端 区域中布置在主体的压力侧上，并且从顶端区域中的在前缘下游的点延伸到后缘。
从以下结合附图的描述中，这些和其它优点以及特征将变得更加显而易见。
视为本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中被具体地指出并且清楚地要 求保护。从以下结合附图的详细描述中，本发明的前述的和其它特征以及优点是显而易见 的，在附图中
图1示出涡轮叶片的现有技术示例；
图2示出涡轮叶片的示例性实施例；
图3示出涡轮叶片的示例性实施例的沿图2的线A-A的前剖视图4示出涡轮叶片的另一个示例性实施例的沿图2的线A-A的前剖视图5示出涡轮叶片的另一个示例性实施例的沿图2的线A-A的前剖视图；以及
图6示出涡轮叶片的另一个示例性实施例的沿图2的线A-A的前剖视图7示出涡轮发动机的部分的局部剖视透视图。
通过示例参考附图，详细的描述解释本发明的实施例连同优点和特征。
部件列表
100涡轮叶片
101压力区域
102顶端
103抽吸区域
104后缘
105箭头
200涡轮叶片
201占
202转子
204前缘
205箭头
206后缘
208远侧叶片顶端区域(顶端区域)
210抽吸侧
212压力侧
214翼片
301加压气体
302空腔
304冷却通道
306孔口
404冷却通道
406孔口
408压力侧边缘
504冷却通道
506孔口
508通道
601护罩(shroud)
604冷却通道
606孔口
608凹槽
700涡轮发动机
701箭头
702转子组件
704护罩具体实施方式
图1示出涡轮叶片100的现有技术示例。在操作中，当涡轮叶片100旋转时，空气 从压力区域101流动到叶片100的抽吸区域103。靠近叶片的顶端102的气流的路径由箭 头105指示。当气流接近叶片的后缘104时，气流在顶端102上方“泄漏”。当气流接近后 缘104时，在顶端102上方泄漏的气流的量增加。在顶端102上方气流的泄漏不希望地降 低涡轮叶片的效率并且提高顶端102的温度。顶端102区域的提高的温度造成顶端102区 域材料的氧化和磨损。
图2示出涡轮叶片200的示例性实施例，涡轮叶片200连接到涡轮的可移动转子 202的部分。涡轮叶片(叶片)200具有翼形主体，其具有前缘204、后缘206、远侧叶片顶端 区域(顶端区域)208、抽吸侧210以及压力侧212。布置在转子202上的多个叶片200限 定涡轮的流动导管的内部边界。流动导管的外部边界由护罩(未示出)限定。叶片200包4括翼片214。翼片214在叶片200的压力侧212上布置在顶端区域208中。翼片214从顶 端区域208上的在前缘204下游的点201延伸到叶片200的后缘214，并且从后缘214到点 201成锥形。
在操作中，转子202以由箭头203指示的方向旋转。空气沿压力侧212从前缘204 流动(由箭头205指示)到后缘206并且接近顶端区域208，气流205被翼片214阻止。翼 片214减少在靠近后缘206的顶端区域208上方泄漏的气流205。在靠近后缘206的顶端 区域208上方泄漏的气流的减少提高叶片200的效率，并且减少由在顶端区域208中的气 流引起的传热。
图3示出叶片200的示例性实施例的沿图2中的线A-A的前剖视图。示出的实施 例包括在叶片200中的空腔302、与空腔302连通的冷却通道304以及布置在叶片200的 压力侧212中的孔口 306。空腔由前缘204、后缘206、顶端区域208、抽吸侧210和压力侧 212的壁限定。在操作中，加压气体301，诸如例如空气或另一种气体，经由空腔302进入冷 却通道304并且从孔口 306排出，从而冷却翼片214和顶端区域208。
图4示出叶片200的另一个示例性实施例的沿图2中的线A-A的前剖视图。示出 的实施例包括与空腔302连通的冷却通道404和布置在翼片214的压力侧边缘408上的孔 口 406。冷却通道404以与以上描述的冷却通道304类似的方式操作。
图5示出叶片200的另一个示例性实施例的沿图2中的线A-A的前剖视图。示出 的实施例包括与空腔302连通的冷却通道504和布置在叶片200的压力侧212上的孔口 506。冷却通道504通过沿线501打孔穿过翼片214的部分和叶片200而形成，从而导致通 道504和在翼片214中的通道508。打孔可通过例如钻孔执行。使用线性打孔工具打孔穿 过翼片214允许孔口 506接近翼片214形成。冷却通道504以与以上描述的冷却通道304 类似的方式操作。在一些实施例中，在翼片214中的通道508可被塞住以关闭通道508。
图6示出叶片200的另一个示例性实施例的沿图2中的线A-A的前剖视图。示 出的实施例包括与空腔302连通的冷却通道604和孔口 606。孔口 606布置在形成在翼片 214中的凹槽608中。凹槽608使孔口 606从叶片200的外半径径向向内地偏移。如果叶 片202接触围绕叶片200和转子202的护罩601，则孔口 606的偏移阻碍孔口 606的堵塞。 冷却通道604以与以上描述的冷却通道304类似的方式操作。
图7示出涡轮发动机700的部分的局部剖视透视图。涡轮发动机700包括多个叶 片200，其具有布置在由护罩704包围的转子组件702上的翼片214。涡轮发动机700的气 流路径的方向由箭头701示出。
尽管连同仅仅有限数目的实施例详细地描述了本发明，但是应容易理解的是，本 发明不限制于这种公开的实施例。相反，本发明可修改以包括至此未描述的但与本发明的 精神和范围相称的任何数目的变更、更替、替代或等同布置。此外，尽管描述了本发明的各 种实施例，但是应理解的是，本发明的方面可仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发 明将不被视为由前述描述限制，但仅由所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种涡轮叶片000)，包括主体，其具有前缘004)、后缘006)、压力侧012)、抽吸侧(210)和顶端区域Q08)；和翼片014)，其在所述顶端区域Q08)中布置在所述主体的压力侧(21 上，并且从所 述顶端区域O08)中的在所述前缘(204)下游的点延伸到所述后缘006)。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述翼片(214)从所述后缘 (206)到所述顶端区域O08)中的点(201)成锥形。
3.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片是翼形的。
4.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片(200)包括内部 空腔(302)、与所述内部空腔(302)连通的通道(504)以及在所述压力侧012)中的孔口 (506)，所述孔口(506)相对于所述翼片(214)径向向内地布置在所述涡轮叶片(200)上。
5.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片(200)包括内 部空腔(302)、与所述内部空腔(302)连通的通道(304)以及在所述翼片(214)的压力侧 (212)边缘中的孔口 (306)。
6.根据权利要求4所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片(200)包括在所 述翼片(214)中的第二通道(508)，其与所述冷却通道线性对齐。
7.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片(200)包括在 所述顶端区域O08)中的凹槽(608)、内部空腔(302)、与所述内部空腔(302)连通的通道 (604)以及布置在所述凹槽(608)中的孔口(606)。
8.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述涡轮叶片(200)布置在转 子(702)上。
9.根据权利要求1所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述翼片(214)进行操作以引 导气流沿所述压力侧(21 朝向所述主体的后缘006)。
10.根据权利要求4所述的涡轮叶片000)，其特征在于，所述孔口(506)进行操作以 输出经由所述通道和所述内部空腔(30 接收的加压气体。
全文摘要
本发明涉及涡轮和涡轮叶片翼片。涡轮叶片(200)包括主体和翼片(214)，主体具有前缘(204)、后缘(206)、压力侧(212)、抽吸侧(210)和顶端区域(208)，翼片(214)在顶端区域(208)中布置在主体的压力侧(212)上，并且从顶端区域(208)中的在前缘(204)下游的点延伸到后缘(206)。
文档编号F01D5/14GK102042039SQ20101053322
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者F·T·小维莱特 申请人:通用电气公司