转子叶片冷却流的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及用于涡轮的转子叶片。更特别地，本发明涉及具有构造用于促进穿过转子叶片的冷却剂流的末端的转子叶片。
【背景技术】
[0002]在吸气式涡轮机(例如，燃气涡轮)中，空气被压缩机加压，并且接着与燃料混合，并且在成环形阵列的燃烧器内点燃，以生成热的燃烧气体。热气从各个燃烧器流过过渡件，用于沿着环形热气路径流动。涡轮级典型地沿着热气路径设置，使得热气横跨第一级喷嘴和转子叶片流动，并且横跨后面的涡轮级的喷嘴和转子叶片流动。转子叶片可固定于多个转子盘，该多个转子盘联接于涡轮转子轴，其中，各个转子盘安装于转子轴。
[0003]转子叶片大体包括:翼型件，其从大致平的平台沿径向向外延伸；以及安装部分，其从平台沿径向向内延伸，用于将转子叶片固定于转子盘中的一个。翼型件的末端典型地与涡轮的固定护罩或密封件沿径向向内间隔开，使得小隙距限定在末端和护罩之间。多个冷却通道限定在翼型件内，用于将诸如压缩空气的冷却剂发送穿过翼型件。在特别构造中，多个冷却剂出口沿着末端限定，用于在末端处从冷却通道中发送出冷却剂。
[0004]穿过冷却通道的冷却剂流主要由压差驱动，该压差限定在冷却剂的供应压力和典型地在翼型件的末端处限定在冷却剂出口处或在其正下游的静压之间。如果供应压力例如由于空气动力学负载优化而太低，则需要降低运行速度和/或改变涡轮负载要求，减小或降低静压，以便满足冷却流要求。因此，改进的转子叶片末端设计将是有用的，其在末端处提供较低或降低的静压，以增加或增强穿过翼型件的冷却剂流。
【发明内容】
[0005]本发明的方面和优点在下面在以下描述中阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践来学习。
[0006]本发明的一个实施例是具有翼型件的转子叶片。翼型件包括压力侧壁和吸力侧壁，该压力侧壁和该吸力侧壁在从根部到末端的跨度上，以及在前缘和后缘之间的弦上，从平台沿径向向外延伸。末端包括末端基底和沿着末端基底设置的多个冷却剂出口。末端进一步包括从末端基底沿径向向外延伸的末端轨道。末端轨道具有在前缘和后缘处连结的压力侧部分和吸力侧部分。多个冷却通道界定在翼型件内，用于将冷却剂发送穿过该翼型件。冷却通道中的各个或至少一些与冷却剂出口中的一个或更多个处于流体连通。挡板从压力侧部分到吸力侧部分，从末端基底沿径向向外延伸，并且横跨末端基底沿横向延伸，以便限定第一末端凹穴和第二末端凹穴。槽口沿着末端轨道的吸力侧部分设置，并且提供来自第一或第二末端凹穴中的一个的流体连通。
[0007]本发明的另一个实施例是一种用于促进穿过转子叶片的冷却剂流的系统。系统包括冷却剂源，该冷却剂源用于将加压冷却剂供应到沿着转子叶片形成的冷却通道入口。转子叶片包括安装部分，该安装部分包括安装本体。安装本体能够与转子轴互连。冷却通道入口中的至少一个由安装本体形成。翼型件从安装部分沿径向向外延伸，并且包括压力侧壁和吸力侧壁，该压力侧壁和该吸力侧壁在从根部到末端的跨度上，以及在前缘和后缘之间的弦上，从平台沿径向向外延伸。末端包括末端基底和沿着末端基底设置的多个冷却剂出口。末端进一步包括从末端基底沿径向向外延伸的末端轨道。末端轨道包括在前缘和后缘处连结的压力侧部分和吸力侧部分。多个冷却通道界定在翼型件内，用于将冷却剂发送穿过该翼型件。各个冷却通道与冷却剂入口中的一个或更多个处于流体连通。挡板从压力侧部分到吸力侧部分，从末端基底沿径向向外延伸，并且横跨末端基底沿横向延伸，以限定第一末端凹穴和第二末端凹穴。槽口沿着末端轨道的吸力侧部分设置，并且提供来自第一或第二末端凹穴中的一个的流体连通。
[0008]本发明的另一个实施例是一种燃气涡轮。燃气涡轮包括压缩机、设置在压缩机下游的燃烧器以及设置在燃烧器下游的涡轮。涡轮包括沿轴向延伸穿过涡轮的转子轴。外壳沿周向包围转子轴，以在其间限定热气路径。多个转子叶片互连于转子轴，它们共同限定转子叶片的级。各个转子叶片包括安装部分，该安装部分包括安装本体。安装本体能够与转子轴互连，并且冷却通道入口中的至少一个形成于安装本体中。转子叶片进一步包括翼型件，该翼型件联接于安装部分，并且包括压力侧壁和吸力侧壁，该压力侧壁和该吸力侧壁在从根部到末端的跨度上，以及在前缘和后缘之间的弦上，从平台沿径向向外延伸。末端包括末端基底和沿着末端基底设置的多个冷却剂出口。末端进一步包括从末端基底沿径向向外延伸的末端轨道。末端轨道包括在前缘和后缘处连结的压力侧部分和吸力侧部分。多个冷却通道界定在翼型件内，用于将冷却剂发送穿过翼型件。各个冷却通道与冷却剂入口中的一个或更多个处于流体连通。挡板从压力侧部分到吸力侧部分，从末端基底沿径向向外延伸，并且横跨末端基底沿横向延伸，以限定第一末端凹穴和第二末端凹穴。至少一个冷却剂出口沿着末端基底设置在第一末端凹穴内，并且至少一个冷却剂出口沿着末端基底设置在第二末端凹穴内。槽口沿着末端轨道的吸力侧部分设置，并且提供来自第一或第二末端凹穴中的一个的流体连通。
[0009]技术方案1.一种转子叶片，包括:
翼型件，其包括压力侧壁和吸力侧壁，所述压力侧壁和所述吸力侧壁在从根部到末端的跨度上，以及在前缘和后缘之间的弦上，从平台沿径向向外延伸，所述末端包括末端基底和沿着所述末端基底设置的多个冷却剂出口，所述末端进一步包括从所述末端基底沿径向向外延伸的末端轨道，所述末端轨道具有在所述前缘和所述后缘处连结的压力侧部分和吸力侧部分；
多个冷却通道，其界定在所述翼型件内，用于将冷却剂发送穿过所述翼型件，所述冷却通道中的各个与所述冷却剂出口中的一个或更多个处于流体连通；
挡板，其从所述压力侧部分到所述吸力侧部分，从所述末端基底沿径向向外延伸，并且横跨所述末端基底延伸，以限定第一末端凹穴和第二末端凹穴；以及
沿着所述末端轨道的所述吸力侧部分设置的槽口，其中，所述槽口提供来自所述第一末端凹穴或所述第二末端凹穴中的一个的流体连通。
[0010]技术方案2.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述槽口从所述末端基底沿径向向外延伸。
[0011]技术方案3.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述冷却剂出口中的至少一个沿着所述末端基底设置在所述第一末端凹穴内。
[0012]技术方案4.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述冷却剂出口中的至少一个沿着所述末端基底设置在所述第二末端凹穴内。
[0013]技术方案5.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括形成于所述挡板中的开口，其中，所述开口在所述第一末端凹穴和所述第二末端凹穴之间提供流体连通。
[0014]技术方案6.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述挡板构造成允许所述冷却剂的一部分在所述挡板的顶部部分上面流到相邻的末端凹穴中。
[0015]技术方案7.根据技术方案1所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括辅助挡板，所述辅助挡板从所述压力侧部分到所述吸力侧部分，从所述末端基底沿径向向外延伸，并且横跨所述末端基底延伸，以限定第三末端凹穴。
[0016]技术方案8.根据技术方案7所述的转子叶片，其特征在于，所述转子叶片进一步包括沿着所述末端轨道的所述吸力侧部分设置的槽口，其中，所述槽口提供来自所述第三末端凹穴的流体连通。
[0017]技术方案9.一种用于