转子轮组件及涡轮发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的领域大体涉及燃气涡轮发动机，并且更特别地，涉及用于冷却燃气涡轮发动机转子组件的系统。
【背景技术】
[0002]至少一些已知的燃气涡轮发动机包括转子组件，该转子组件包括沿周向隔开的涡轮叶片。各个涡轮叶片(有时称为轮叶)包括从平台沿径向向外延伸的翼型件。各个涡轮叶片还包括燕尾件，该燕尾件从柄部沿径向向内延伸，该柄部在平台和燕尾件之间延伸。燕尾件用来将转子组件内的涡轮叶片安装到转子轮。转子轮包括多个沿周向交错的燕尾槽口和围绕转子轮的周边散布的柱。各个柱限定在相邻的燕尾槽口之间。至少一些已知叶片包括由翼型件、平台、柄部和燕尾件限定的内部冷却通道。在此类叶片中，冷却流体从联接于涡轮叶片的冷却流体源(诸如压缩机排出空气)供应到通道。
[0003]至少一些已知的涡轮燃气发动机使用密封件本体，该密封件本体典型地在由柱的顶部、相邻叶片的柄部部分和相邻叶片的平台的下侧界定的腔体中定位在各个转子轮柱的顶部上面。密封件本体包括前部盖板，其在转子轮的前部侧上形成腔体。前部腔体内的空气的温度大体高于进入叶片的燕尾件部分的冷却空气，因为热气体从一次气体流泄漏到前部腔体中。就此而言，典型地利用冷却流体吹扫前部腔体。转子轮柱的顶部的热隔离确保了转子轮柱的温度不超过可允许的极限。盖板便于冷却转子轮，但此类盖板的益处可被板的额外空间的要求和对额外的硬件构件的需要(可增加成本，并且降低燃气涡轮发动机的性能)超过。
[0004]因此，通过将冷却空气直接引导到转子轮柄脚的表面，通过减少所需硬件构件的数量，以及通过降低冷却系统的空间要求来改进转子轮冷却将是合乎需要的。
【发明内容】
[0005]在一方面，提供一种用于冷却转子轮组件的系统。冷却系统包括转子轮，该转子轮包括围绕转子轮的周边表面沿周向隔开的多个燕尾槽口。燕尾槽口中的各个包括一对相对的上部槽口柄脚和一对相对的下部槽口柄脚。冷却系统还包括至少一个涡轮叶片，其包括翼型件、平台和燕尾件。燕尾件包括一对相对的上部燕尾柄脚和一对相对的下部燕尾柄脚。燕尾件进一步包括沿纵向延伸穿过其的至少一个入口孔口。该对上部燕尾柄脚包括第一冷却孔，该第一冷却孔延伸穿过其，并且联接成与至少一个入口孔口流连通。
[0006]在另一方面，提供一种涡轮发动机。涡轮发动机包括具有旋转轴线的可旋转轴。涡轮发动机包括具有旋转轴线的可旋转轴。涡轮发动机还包括围绕可旋转轴沿周向延伸的壳，壳包括构造成引导冷却流体的至少一个导管。涡轮发动机进一步包括转子轮组件，该转子轮组件联接于可旋转轴的一部分，用于与其一起旋转。转子轮组件构造成使涡轮发动机的工作流体膨胀。转子轮组件包括转子轮，该转子轮包括围绕转子轮的周边沿周向隔开的多个燕尾槽口。燕尾槽口中的各个包括一对相对的上部槽口柄脚和一对相对的下部槽口柄脚。转子轮组件还包括布置成围绕旋转轴线的周向阵列的多个涡轮叶片。多个涡轮叶片中的各个相应的涡轮叶片包括翼型件、平台和燕尾件。燕尾件包括一对相对的上部燕尾柄脚和一对相对的下部燕尾柄脚。燕尾件进一步包括至少一个入口孔口，该至少一个入口孔口沿纵向延伸穿过其，并且联接于壳导管。该对上部燕尾柄脚包括第一冷却孔，该第一冷却孔延伸穿过其，并且联接成与至少一个入口孔口流连通。
[0007]在又一方面，提供一种冷却转子轮组件的转子轮缘边的方法。转子轮组件包括多个涡轮叶片和转子轮，该转子轮包括围绕转子轮的周边沿周向隔开的多个燕尾槽口，其中，多个涡轮叶片中的各个涡轮叶片包括翼型件，该翼型件具有至少一个冷却通道、平台和燕尾件，该燕尾件具有至少一个入口孔口，其联接成与至少一个冷却通道流连通。该方法包括形成穿过涡轮叶片燕尾件的上部柄脚的第一冷却孔，该第一冷却孔与至少一个入口孔口流连通。该方法还包括在涡轮叶片燕尾件的上部柄脚的下部表面和对应的燕尾槽口下部柄脚的上部表面之间形成腔体。此外，该方法包括将冷却流体从冷却流体供应源引导向第一冷却孔。此外，该方法包括将冷却流体从第一冷却孔排放到腔体中。
[0008]技术方案1.一种转子轮组件，包括:
[0009]转子轮，其包括围绕所述转子轮的周边表面沿周向隔开的多个燕尾槽口，各个所述燕尾槽口包括一对相对的上部槽口柄脚和一对相对的下部槽口柄脚；以及
[0010]至少一个涡轮叶片，其包括翼型件、平台和燕尾件，所述燕尾件包括一对相对的上部燕尾柄脚和一对相对的下部燕尾柄脚，所述燕尾件进一步包括沿纵向延伸穿过其的至少一个入口孔口，所述一对上部燕尾柄脚包括第一冷却孔，所述第一冷却孔延伸穿过其，并且联接成与所述至少一个入口孔口流连通。
[0011]技术方案2.根据技术方案I所述的系统，其特征在于，所述一对相对的上部燕尾柄脚对称地定向，并且在形状上设置成与所述一对上部槽口柄脚互补，并且其中，所述一对相对的下部燕尾柄脚对称地定向，并且在形状上设置成与所述一对下部槽口柄脚互补，以在所述多个燕尾槽口中的一个中支承所述涡轮叶片。
[0012]技术方案3.根据技术方案I所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括限定在所述一对上部燕尾柄脚中的一个的下部表面和所述一对下部槽口柄脚中的对应一个的上部表面之间的腔体。
[0013]技术方案4.根据技术方案3所述的系统，其特征在于，所述第一冷却孔构造成将冷却流体从所述至少一个入口孔口引导向所述腔体，使得所述冷却流体冲击在所述下部槽口柄脚上部表面上。
[0014]技术方案5.根据技术方案I所述的系统，其特征在于，所述翼型件为至少部分中空的，并且包括限定在其中的至少一个冷却通道，所述至少一个冷却通道联接成与所述至少一个入口孔口流连通。
[0015]技术方案6.根据技术方案5所述的系统，其特征在于，所述一对上部燕尾柄脚进一步包括延伸穿过其的第二冷却孔，所述第二冷却孔联接成与所述至少一个冷却通道流连通。
[0016]技术方案7.根据技术方案6所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括限定在所述一对上部燕尾柄脚中的一个的下部表面和所述一对下部槽口柄脚中的对应一个的上部表面之间的腔体，其中，所述第一冷却孔构造成将冷却流体从所述至少一个入口孔口引导向所述腔体，并且其中，所述第二冷却孔构造成将所述冷却流体从所述腔体引导向所述至少一个冷却通道。
[0017]技术方案8.—种涡轮发动机，包括:
[0018]可旋转轴，其具有旋转轴线；
[0019]围绕所述可旋转轴沿周向延伸的壳，所述壳包括构造成引导冷却流体的至少一个导管；以及
[0020]转子轮组件，其联接于所述可旋转轴的一部分，用于与其一起旋转，所述转子轮组件构造成使所述涡轮发动机的工作流体膨胀，所述转子轮组件包括:
[0021]转子轮，其包括围绕所述转子轮的周边沿周向隔开的多个燕尾槽口，各个所述燕尾槽口包括一对相对的上部槽口柄脚和一对相对的下部槽口柄脚；以及
[0022]多个涡轮叶片，其布置成围绕所述旋转轴线的周向阵列，所述多个涡轮叶片中的各个相应的涡轮叶片包括翼型件、平台和燕尾件，所述燕尾件包括一对相对的上部燕尾柄脚和一对相对的下部燕尾柄脚，所述燕尾件进一步包括至少一个入口孔口，所述至少一个入口孔口沿纵向延伸穿过其，并且联接于所述至少一个导管，所述一对上部燕尾柄脚包括第一冷却孔，所述第一冷却孔延伸穿过其，并且联接成与所述至少一个入口孔口流连通。
[0023]技术方案9.根据技术方案8所述的涡轮发动机，其特征在于，所述一对上部燕尾柄脚对称地定向，并且在形状上设置成与所述一对上部槽口柄脚互补，并且其中，所述一对相对的下部燕尾柄脚对称地定向，并且在形状上设置成与所述一对下部槽口柄脚互补，以在它们之间提供压力接触表面，施加于所