本公開涉及如權(quán)利要求1中提出的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件，并且還涉及用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的翼型構(gòu)件。

背景技術(shù)：

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件包括至少一個(gè)翼型件和一個(gè)平臺(tái)。平臺(tái)可僅設(shè)置在翼型件的一個(gè)端部處，即在基部或末端處，使得翼型件沿著其跨度從平臺(tái)延伸。在其他實(shí)施例中，所謂的帶冠葉片，平臺(tái)被設(shè)置在翼型件的兩個(gè)端部處，使得翼型件沿著其跨度在兩個(gè)平臺(tái)之間延伸。此外，葉片裝置構(gòu)件可包括多個(gè)的至少兩個(gè)翼型件，使得兩個(gè)或多個(gè)翼型件相應(yīng)地從一個(gè)平臺(tái)延伸或在兩個(gè)平臺(tái)之間延伸。

葉片裝置構(gòu)件可設(shè)置在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上作為旋轉(zhuǎn)葉片裝置構(gòu)件，或作為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)定子的部分作為可還被稱為輪葉構(gòu)件的固定葉片構(gòu)件。

翼型件呈現(xiàn)具有前緣和后緣的空氣動(dòng)力學(xué)剖面，從前緣朝向后緣限定流動(dòng)方向，并且吸入側(cè)和壓力側(cè)在其之間延伸。將理解，前緣和后緣至少基本上沿著跨度延伸。翼型件還包括剖面主體（profile body），該剖面主體至少對(duì)于葉片裝置構(gòu)件旨在用于亞音速流動(dòng)的情況下在翼型件的壓力側(cè)處沿著流動(dòng)方向內(nèi)凹彎曲并且在吸入側(cè)處沿著流動(dòng)方向外凸彎曲。在旨在用于接近音速或超音速流動(dòng)的翼型件的情況下，翼型剖面可具有不同的輪廓。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解在平臺(tái)上，例如通過翼弦線定向，在前緣和后緣之間以直線延伸的壓力側(cè)和吸入側(cè)位置的存在。翼型件主體還呈現(xiàn)剖面厚度。前緣設(shè)置在剖面主體的第一上游側(cè)處，并可尤其在膨脹渦輪葉片構(gòu)件的情況下大體是圓的，使得在后緣下游相當(dāng)短的距離處獲得剖面主體的最大剖面厚度。在下游側(cè)上，翼型件在后緣部分中從剖面主體朝向后緣逐漸變細(xì)，該后緣設(shè)置為邊緣半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于前緣的半徑的基本上銳邊緣。后緣提供流動(dòng)分離，從而防止翼型件的壓力側(cè)和吸入側(cè)之間的壓力均衡，并且因此一方面在旋轉(zhuǎn)葉片的情況下造成驅(qū)動(dòng)力從壓力側(cè)指向吸入側(cè)，并且此外限定下游流動(dòng)方向。后緣部分越薄并且后緣越更加類似實(shí)際銳的邊緣，則可考慮更高的葉片裝置構(gòu)件的空氣動(dòng)力學(xué)效率。

通過這些幾何形狀和空氣動(dòng)力學(xué)考慮，將容易理解，后緣部分類似薄的又逐漸變細(xì)的材料片。

在現(xiàn)有技術(shù)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹渦輪中，葉片裝置構(gòu)件經(jīng)受極端熱負(fù)荷，并且在內(nèi)燃渦輪機(jī)的膨脹渦輪的第一級(jí)中需要冷卻。翼型件因此通常裝備有內(nèi)部冷卻劑管。來自內(nèi)部冷卻劑管的冷卻劑通常在貫通后緣冷卻劑排出狹槽處至少部分地被排出。

在翼型件和平臺(tái)的接合處的機(jī)械應(yīng)力尤其突出。一方面，這是由于作用在需要被支撐在平臺(tái)處的翼型件上的空氣動(dòng)力學(xué)力。此外，在運(yùn)行葉片裝置構(gòu)件時(shí)，離心力作用在翼型件上。在翼型件和平臺(tái)的接合處，由于受限的過渡半徑，切口效應(yīng)開始起作用。此外，由于平臺(tái)和翼型件的不同冷卻和熱負(fù)荷，可由于熱膨脹的不協(xié)調(diào)引起額外應(yīng)力。由于包括低材料厚度的具體幾何形狀，后緣部分尤其易受機(jī)械和熱負(fù)荷的傷害。尤其在翼型件后緣和平臺(tái)之間的過渡區(qū)域中，多種應(yīng)力引起和增強(qiáng)的效應(yīng)開始起作用，其可損害疲勞強(qiáng)度并甚至引起裂紋。如果翼型件和平臺(tái)由不同材料或根據(jù)不同工藝制成和組裝，使得兩個(gè)部件呈現(xiàn)不同的熱膨脹系數(shù)，則應(yīng)力變得進(jìn)一步顯著。

在包括翼型構(gòu)件和葉片裝置構(gòu)件的建造葉片裝置構(gòu)件的情況下，相似結(jié)論比照適用，如例如在US 5,797,725中描述的那樣。葉片裝置構(gòu)件的固定柱設(shè)置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一個(gè)處。固定柱被接收在平臺(tái)構(gòu)件的接收件開口中，并且在暴露于冷卻劑的遠(yuǎn)端部上，同時(shí)翼型構(gòu)件暴露于熱工作流體流動(dòng)。這可導(dǎo)致相當(dāng)大的溫度梯度，并且再次導(dǎo)致在固定柱和翼型件之間的過渡區(qū)域中的顯著應(yīng)力集中，該應(yīng)力集中在過渡處從后緣部分到固定柱加重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的目標(biāo)是提供一種改善的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件。根據(jù)本公開的一個(gè)方面，葉片裝置構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性和使用壽命將得以改善。在更具體的方面中，在到平臺(tái)的過渡區(qū)域中在翼型件的末端和/或基部處的應(yīng)力集中將會(huì)減小。在本公開的某些方面中，將公開一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件，其尤其適用于由獨(dú)立制作的葉片和平臺(tái)構(gòu)件組裝而成。

這通過在權(quán)利要求1中和進(jìn)一步在要求保護(hù)用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的翼型構(gòu)件的獨(dú)立權(quán)利要求中描述的主題來實(shí)現(xiàn)。

所公開主題的其他效果和優(yōu)點(diǎn)（不管是否明確提及）根據(jù)下面所提供的本公開將變得顯而易見。

因此，公開一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件，所述葉片裝置構(gòu)件包括至少一個(gè)翼型件和設(shè)置在所述翼型件的基部和末端中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)平臺(tái)。所述翼型件包括剖面主體、設(shè)置在所述剖面主體的第一側(cè)處的前緣、以及從所述剖面主體的第二側(cè)延伸并與所述前緣相對(duì)的后緣部分。將容易理解的是，所述前緣限定所述翼型件的上游側(cè)，并且所述后緣限定所述翼型件的下游側(cè)。所述剖面主體連接到所述至少一個(gè)平臺(tái)。所述剖面主體可以以單件形式從所述平臺(tái)延伸或可以以其他方式合適地結(jié)合到所述平臺(tái)。所述后緣部分從所述剖面主體向外伸出并且設(shè)置成未連接到所述平臺(tái)。因此，在所述后緣部分和所述平臺(tái)之間不存在剛性連接。所述后緣因此可相對(duì)于所述平臺(tái)移位并可因此補(bǔ)償例如不同的熱膨脹。所述后緣部分（由于其要求低的厚度，其實(shí)質(zhì)上構(gòu)成葉片裝置構(gòu)件的機(jī)械薄弱部分）與由翼型件在平臺(tái)上的支撐所引起的力隔離。所述后緣部分以平滑且連續(xù)的方式從所述剖面主體向外伸出，且在橫截面上沒有任何突然改變，從而避免切口效應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解這如何用來顯著減少對(duì)于疲勞的易損性。

在另一方面，后緣部分可甚至向外伸出超過平臺(tái)的下游邊緣，使得所述后緣部分的至少一部分位于平臺(tái)的下游。這繼而提供了在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中減少的軸向空間要求的情況下設(shè)計(jì)平臺(tái)的能力。

在后緣部分和平臺(tái)構(gòu)件之間的界面處可設(shè)置間隙。

在本文中所公開的主題的更具體方面中，凹陷缺口可設(shè)置在平臺(tái)的工作流體暴露側(cè)上，并且后緣部分的端部被接收在所述缺口中，使得所述平臺(tái)和所述后緣部分之間的界面位于所述缺口中。將容易理解，在該方面，向外伸出的后緣部分的端部應(yīng)理解為在沿著后緣的范圍觀察時(shí)的端部，并且所述端部尤其是面向平臺(tái)的端部，并且更尤其是面向平臺(tái)的端部面。通過該布置，設(shè)置在所述缺口中的后緣部分和平臺(tái)共同形成迷宮式密封，其一方面減少工作流體進(jìn)入在后緣部分中的懸臂和平臺(tái)之間的界面中，并且另一方面減少或甚至避免從翼型件的壓力側(cè)到翼型件的吸入側(cè)通過在后緣部分和平臺(tái)之間的界面的泄露流動(dòng)。

泄露間隙越小，則所述密封效果就越有效。在到所述平臺(tái)的工作流體暴露側(cè)上的平面視圖中，所述凹陷缺口的形狀因此可在所述視圖方向上尤其緊密地遵循或類似后緣部分的橫截面方面的形狀。在一方面，在后緣部分的側(cè)表面和缺口的側(cè)壁之間設(shè)置間隔。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解平面視圖在本上下文中的意義。本領(lǐng)域技術(shù)人員將還容易理解，后緣部分的橫截面方面在該方面可尤其指的是橫穿后緣的范圍且尤其垂直于后緣的范圍所截取的橫截面。

凹陷凹口可設(shè)置有封閉外形，但其在其他實(shí)施例中可在其下游端部（即，鄰近后緣）處是敞開的，并且延伸到平臺(tái)的下游端部，其中，如將容易理解的，下游指的是針對(duì)其設(shè)計(jì)和設(shè)置葉片裝置構(gòu)件的工作流體流動(dòng)方向。

在某些實(shí)施例中，提供裝置以將冷卻劑供應(yīng)到平臺(tái)和后緣部分之間的界面。所述冷卻劑可從翼型件內(nèi)通過合適的管提供。根據(jù)其他實(shí)施例，冷卻劑供應(yīng)裝置被設(shè)置、布置并構(gòu)造成將冷卻劑從平臺(tái)的冷卻劑側(cè)提供到平臺(tái)和后緣部分之間的界面。這兩者的組合是可能的。在用冷卻劑（尤其是用冷卻空氣）清洗在后緣部分和平臺(tái)之間形成的界面時(shí)，如果未避免也至少減少了熱工作流體進(jìn)入，并且后緣部分和剖面主體之間的過渡區(qū)域（其中，可相應(yīng)地存在切口效應(yīng)）尤其得到良好冷卻。此外，可引導(dǎo)冷卻劑流動(dòng)，以便提供減少或甚至防止工作流體從翼型件壓力側(cè)到翼型件吸入側(cè)通過所述界面的泄露流動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)密封。

根據(jù)本公開的另一方面，翼型件設(shè)置在翼型構(gòu)件上，平臺(tái)設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件上，并且翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件彼此互鎖。這允許平臺(tái)構(gòu)件和翼型構(gòu)件由不同材料和/或根據(jù)不同工藝制成。例如，葉片裝置構(gòu)件可通過定向凝固工藝獲得，同時(shí)更有成本效益的工藝和/或材料可用于平臺(tái)構(gòu)件。而且，應(yīng)注意，在由單獨(dú)構(gòu)件組裝葉片裝置構(gòu)件時(shí)，需要具有更均勻橫截面的較小單獨(dú)構(gòu)件，這有利于加工，諸如例如鑄造和涂層。此外，在機(jī)加工單獨(dú)構(gòu)件時(shí)獲得更高的柔性，因?yàn)楣ぞ哌M(jìn)入到翼型構(gòu)件不受平臺(tái)妨礙，反之亦然。

在某些實(shí)施例中，平臺(tái)構(gòu)件包括接收件開口并且翼型構(gòu)件包括設(shè)置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一個(gè)處的至少一個(gè)固定柱，其中，固定柱以配合關(guān)系被接收在接收件開口內(nèi)。平臺(tái)構(gòu)件包括設(shè)置在接收件開口內(nèi)的至少一個(gè)第一保持件凹槽，并且翼型構(gòu)件包括設(shè)置在固定柱上的至少一個(gè)第二保持件凹槽。第一和第二保持件凹槽共同形成保持件腔，并且保持件構(gòu)件設(shè)置在保持件腔內(nèi)，從而提供翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件之間的互鎖。應(yīng)理解，在應(yīng)用所述實(shí)施例時(shí)，在將保持件構(gòu)件從保持件腔移除時(shí)翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件可被拆卸。由于可單獨(dú)地修理和/或更換每個(gè)構(gòu)件，故這允許易于修理磨損的葉片裝置構(gòu)件。

應(yīng)注意，在某些實(shí)施例中，葉片裝置構(gòu)件可在到固定柱的過渡處在橫截面上變寬，使得部分平臺(tái)可以說是由固定柱提供。

保持件構(gòu)件可尤其在原位制備，尤其通過將液態(tài)澆鑄漿模制到互鎖腔中并且在互鎖腔內(nèi)凝固液態(tài)澆鑄漿，比如在應(yīng)用如在US 5,797,725或US 8,257,038中描述的方法時(shí)，其分別共同地被稱為雙鑄造和噴射成型。所指出的US專利的相應(yīng)內(nèi)容通過引用被包含在本文中。

在該方面，根據(jù)本公開的方面，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件包括翼型構(gòu)件，其中，固定柱從翼型構(gòu)件剖面主體延伸并且后緣部分從由剖面主體和固定柱共同形成的公共結(jié)構(gòu)向外伸出。應(yīng)理解，在該方面，固定柱設(shè)置在翼型件基部和翼型件末端中的至少一個(gè)處并且從其延伸，并且沿著翼型件的跨度方向延伸。在更具體的實(shí)施例中，固定柱至少基本上覆蓋剖面主體的橫截面方面，留下后緣部分的橫截面方面未被覆蓋。

因此，公開一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的翼型構(gòu)件，其中，翼型構(gòu)件包括翼型件，所述翼型件包括剖面主體、設(shè)置在剖面主體的第一側(cè)處的前緣、以及從剖面主體的第二側(cè)延伸并與前緣相對(duì)的后緣部分。至少一個(gè)固定柱設(shè)置在翼型件末端和翼型件基部中的至少一個(gè)處。固定柱至少基本上覆蓋剖面主體的橫截面方面，留下后緣部分的橫截面方面未被覆蓋。尤其，固定柱設(shè)置和布置并構(gòu)造成被接收在平臺(tái)構(gòu)件的接收件開口內(nèi)并與其配合。

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件可還設(shè)置有在固定柱的指向翼型構(gòu)件的下游方向的側(cè)面和布置在接收件開口的下游側(cè)處的接收件開口的壁部分之間設(shè)置的余隙，每個(gè)均相對(duì)于翼型件預(yù)期用于的并由前緣和后緣的布置限定的流動(dòng)方向。固定柱、平臺(tái)構(gòu)件接收件開口和保持件構(gòu)件共同形成至少基本上氣密地密封的接合處，跨越剖面主體的周向范圍，尤其沿著吸入側(cè)、前緣和壓力側(cè)延伸。所述余隙形成管，用于將冷卻劑從平臺(tái)的冷卻劑側(cè)提供到后緣部分和平臺(tái)之間的界面。這可實(shí)現(xiàn)因?yàn)楸３旨?gòu)件被設(shè)置為敞開夾部，敞開夾部沿著跨越翼型構(gòu)件的吸入側(cè)上的固定柱周長的接合處的部分、跨越圍繞翼型構(gòu)件的前緣的固定柱周長的接合處的部分、以及跨越翼型構(gòu)件的壓力側(cè)上的固定柱周長的接合處的部分延伸，同時(shí)朝向翼型構(gòu)件的下游側(cè)敞開。

將容易理解，至少對(duì)于旨在用于亞音速流動(dòng)中的翼型件，如內(nèi)燃渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹渦輪通常發(fā)生的情況那樣，翼型構(gòu)件的吸入側(cè)是翼型構(gòu)件的下述側(cè)：在該側(cè)上，翼型剖面主體從前緣到后緣部分呈現(xiàn)凸輪廓。同樣地，翼型構(gòu)件的壓力側(cè)是翼型構(gòu)件的下述側(cè)，在該側(cè)上，翼型剖面主體從前緣到后緣部分呈現(xiàn)凹輪廓。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解翼型構(gòu)件的相應(yīng)地翼型件的前緣和后緣，并且繼而前緣側(cè)和后緣側(cè)，或上游側(cè)和下游側(cè)。

在本文中所描述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的又其他方面中，接收件開口、固定柱以及保持件構(gòu)件形成氣密地密封的接合處，并且設(shè)置至少一個(gè)冷卻劑供應(yīng)管以允許將冷卻劑從平臺(tái)的冷卻劑側(cè)和/或從翼型件內(nèi)供應(yīng)到平臺(tái)和后緣部分之間的界面。在所述情況下，保持件構(gòu)件可尤其被設(shè)置為跨越固定柱的整個(gè)周長的封閉周向構(gòu)件。將變得顯而易見的是，在該方面，周長或周向不是指代必然地圓形圖形，而是涉及圍繞且遵循固定柱的輪廓延伸的線。

回到上面對(duì)其作出參考的翼型構(gòu)件，至少一個(gè)保持件凹槽可設(shè)置在固定柱上。所述保持件凹槽可以此外以其縱向范圍至少基本上完全地沿著固定柱的周向范圍延伸。所述保持件凹槽可尤其旨在與設(shè)置在接收件開口的內(nèi)表面上的凹槽共同形成保持件腔，所述內(nèi)表面設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件接收件開口內(nèi)，并且所述保持件凹槽可相應(yīng)地被設(shè)置及布置并構(gòu)造。保持件腔繼而被布置和構(gòu)造成接收保持件構(gòu)件。

公開一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的平臺(tái)構(gòu)件，其包括平臺(tái)，至少一個(gè)接收件開口設(shè)置在其中并從平臺(tái)的工作流體暴露側(cè)延伸。所述接收件開口被布置和構(gòu)造成接收翼型構(gòu)件的固定柱，如上述指出的。凹陷缺口設(shè)置在平臺(tái)的工作流體暴露側(cè)上。所述凹陷缺口設(shè)置成鄰近于接收件開口并與其連通，并且被布置和構(gòu)造成接收設(shè)置在翼型構(gòu)件上的向外伸出的后緣部分的端部。尤其，在到平臺(tái)工作流體暴露側(cè)上的平面視圖中，凹陷缺口可呈現(xiàn)后緣部分的橫截面方面的總體形狀。如上述指出的，平面視圖和引述的橫截面視圖的意義對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員非常清晰。

進(jìn)一步描述的主題可結(jié)合上述主題使用，或可獨(dú)立于上述特征使用。

在本公開的另一方面中，公開一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其可以是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件或是任何其他渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其中，葉片裝置構(gòu)件由翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件組裝而成。翼型構(gòu)件包括設(shè)置在翼型件的基部和末端中的至少一個(gè)處并從其延伸的固定柱。平臺(tái)構(gòu)件包括接收件開口，其接收固定柱并與其配合。至少一個(gè)第一凹槽設(shè)置在接收件開口的內(nèi)表面處，并且至少一個(gè)第二凹槽設(shè)置在固定柱上。第一和第二固定凹槽共同地形成保持件腔，在保持件腔中設(shè)置保持件構(gòu)件，從而在平臺(tái)構(gòu)件和翼型構(gòu)件之間提供互鎖。保持件構(gòu)件可尤其已經(jīng)在原位制成，尤其通過將液態(tài)澆鑄漿模制到互鎖腔中并且在互鎖腔內(nèi)凝固液態(tài)澆鑄漿?？蓱?yīng)用如上述被稱為雙鑄造或噴射成型的方法。在接收件腔內(nèi)設(shè)置傾斜肩部，接收件腔在傾斜肩部處在從熱氣體暴露側(cè)朝向平臺(tái)的冷卻劑側(cè)的方向上逐漸變細(xì)。如將理解的，熱氣體暴露側(cè)是在其上布置翼型件的側(cè)面，而冷卻劑側(cè)被布置成與平臺(tái)的熱氣體暴露側(cè)相對(duì)。此外，傾斜肩部從第一凹槽朝向熱氣體側(cè)偏置。對(duì)應(yīng)傾斜肩部安置在固定柱上并與設(shè)置在接收件開口內(nèi)的傾斜肩部配合。配合傾斜肩部相應(yīng)地從保持件腔朝向平臺(tái)的熱氣體側(cè)，或翼型件偏置。通過兩個(gè)配合肩部，翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件的相對(duì)位置得到良好限定。這兩個(gè)配合肩部共同地提供密封，所述密封一方面防止液態(tài)澆鑄漿從在固定柱和接收件開口的內(nèi)表面之間形成的接合界面泄露，并且另一方面防止熱氣體穿透固定柱和接收件開口之間的界面朝向保持件構(gòu)件。

然而，如果固定柱和接收件開口在尺寸上匹配，使得在配合它們時(shí)固定柱和接收件開口之間的游隙得以最小化，使得例如所產(chǎn)生的余隙不超過0.35 mm并且尤其在0.05 mm和0.35 mm之間并包括0.05 mm和0.35 mm的范圍中，則不需要密封，這是因?yàn)橛捎谝簯B(tài)澆鑄漿的表面張力，防止液態(tài)澆鑄漿進(jìn)入該余隙。此外，在其中形成保持件腔的第一和第二凹槽的過渡區(qū)域可被成形為使得各個(gè)凹槽結(jié)合半徑在從0.3 mm并包括0.3 mm到0.5 mm并包括0.5 mm的范圍中的余隙。將理解，在維修期間，設(shè)置在保持件腔內(nèi)側(cè)的保持件構(gòu)件可在實(shí)施保留功能時(shí)支承在所述過渡邊緣上。在提供光滑圓形過渡而不是銳邊緣時(shí)，保持件構(gòu)件中的應(yīng)力和疲勞相當(dāng)大地被減小并且有效地增加了使用壽命。

在葉片裝置構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件之間可形成間隙，其朝向熱氣體側(cè)敞開。在一個(gè)實(shí)施例中，提供用于清洗所述間隙抵抗熱氣體噴射的冷卻劑供應(yīng)。間隙的深度可高達(dá)至10 mm。提供深度在5 mm和10 mm之間的間隙確保保持件構(gòu)件與平臺(tái)的熱氣體暴露側(cè)相距足夠距離。這是必要的，因?yàn)樵诓僮髌陂g必須不超過凝固的澆鑄漿的熔點(diǎn)。

應(yīng)注意，為了完整起見，上述的任何葉片裝置構(gòu)件均可包括一個(gè)或多個(gè)翼型件。平臺(tái)可設(shè)置在翼型件的基部處、在翼型件的末端處、或在兩者處。

應(yīng)理解的是上面所公開的特征和實(shí)施例可彼此組合。進(jìn)一步將理解的是在本公開及所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)可構(gòu)思其他實(shí)施例，其對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯和顯而易見的。

附圖說明

現(xiàn)在將通過在附圖中示出的選擇的示例性實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本公開的主題，附圖示出

圖1是根據(jù)本公開的葉片裝置構(gòu)件的第一示例性實(shí)施例的示意圖；

圖2是沿著線A-A的圖1的實(shí)施例的截面；

圖3是已組裝的葉片裝置構(gòu)件的翼型構(gòu)件的視圖；

圖4是根據(jù)按照本公開的另外的實(shí)施例的翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件的組件的簡(jiǎn)化視圖，其中，平臺(tái)構(gòu)件被切開以能夠顯現(xiàn)在翼型構(gòu)件的接收件腔內(nèi)保持件構(gòu)件和翼型構(gòu)件固定柱的內(nèi)部布置；

圖5是沿著圖4中的線B-B截取的截面；

圖6是根據(jù)按照本公開的又一另外的實(shí)施例的翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件的組件的簡(jiǎn)化視圖，其中，平臺(tái)構(gòu)件被切開以能夠顯現(xiàn)在翼型構(gòu)件的接收件腔內(nèi)保持件構(gòu)件和翼型構(gòu)件固定柱的內(nèi)部布置；

圖7是沿著圖6中的線C-C截取的截面；

圖8是設(shè)置成接收用于使翼型構(gòu)件和保持件構(gòu)件互鎖的保持件構(gòu)件的保持件腔的截面視圖；

圖9是翼型構(gòu)件的配合固定柱和平臺(tái)構(gòu)件的接收件開口的具體實(shí)施例的截面視圖；

圖10是葉片裝置構(gòu)件的另外的示例性實(shí)施例的部分截面視圖；

圖11是圖10的葉片裝置構(gòu)件的平面截面圖。

應(yīng)理解的是附圖是高度示意性的，并且為了易于理解和描繪可能已省略對(duì)于教導(dǎo)目的不需要的細(xì)節(jié)。進(jìn)一步應(yīng)理解的是附圖僅示出選擇的、說明性實(shí)施例，并且未示出的實(shí)施例可仍然也很好地在本文中所公開的和/或所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。

具體實(shí)施方式

圖1示出如本文中所描述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件1的總體側(cè)視圖。葉片裝置構(gòu)件1包括翼型件2和安置在翼型件2的基部處的平臺(tái)31。翼型件2包括前緣21和后緣22。因此，熱工作流體流動(dòng)4預(yù)期沿著翼型件2從前緣21到后緣22并且沿著平臺(tái)的工作流體暴露表面32流動(dòng)。通常，在平臺(tái)的冷卻劑側(cè)33處設(shè)置附接特征34以便將葉片裝置構(gòu)件1附接到轉(zhuǎn)子或定子。附接特征僅以示意性描繪被示出，并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的特征。通常，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間，在平臺(tái)31處的冷卻劑側(cè)33上提供冷卻劑。所述冷卻劑可以以自身已知的方式用于冷卻平臺(tái)，但如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的那樣還可被引導(dǎo)到翼型件的內(nèi)部，并且可從那通過設(shè)置在翼型件中的開口排出。翼型件在剖面主體23處連接到平臺(tái)，同時(shí)在后緣部分24處從剖面主體23向外伸出并且設(shè)置成沒有連接到平臺(tái)31。在翼型件的后緣部分24和平臺(tái)之間形成間隙11。合適裝置（諸如冷卻劑通道）可設(shè)置在平臺(tái)中以允許來自平臺(tái)下方的冷卻劑的流動(dòng)5清洗間隙11并且防止熱氣體進(jìn)入間隙。

圖2描繪沿著圖1中的線A-A的切口。翼型件2包括壓力側(cè)25和吸入側(cè)26，每個(gè)均從前緣21延伸到后緣22。剖面主體23提供剖面厚度。后緣部分24從剖面主體23向外伸出。僅用于參考，示出冷卻劑管27的簡(jiǎn)化示例，來自平臺(tái)下方的冷卻劑通過冷卻劑管27可進(jìn)入翼型件，并且可以以自身已知的方式用于冷卻翼型件并且可例如通過設(shè)置在前緣處、在后緣處、在吸入側(cè)處和/或在壓力側(cè)處的合適開口被排出。工作流體流動(dòng)預(yù)期圍繞翼型件2流動(dòng)，如在4處指示的。

本領(lǐng)域中已知的是提供葉片裝置構(gòu)件，其由至少一個(gè)翼型構(gòu)件和至少一個(gè)平臺(tái)構(gòu)件組裝而成。提供單獨(dú)的翼型件和平臺(tái)構(gòu)件的某些益處已在上面指出。例如從US 5,797,725已知的是提供具有接收件開口的平臺(tái)構(gòu)件，葉片裝置構(gòu)件的固定柱被接收在接收件開口中。在固定柱上和在接收件開口的內(nèi)表面上形成的相應(yīng)凹槽共同形成保持件腔，液態(tài)澆鑄漿在其中模制并且隨后凝固，從而在保持件腔內(nèi)原位制備保持件構(gòu)件。圖3描繪可結(jié)合本文中所公開的葉片裝置構(gòu)件使用的翼型構(gòu)件的部分視圖。翼型構(gòu)件6包括翼型件2和固定柱61。固定柱61包括設(shè)置在其外表面上的凹槽62。固定柱61預(yù)期被接收在于平臺(tái)構(gòu)件中形成的接收件開口中并且與其配合。凹槽62旨在被放置成符合設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件的接收件開口的內(nèi)表面上的對(duì)應(yīng)凹槽，并且與在平臺(tái)構(gòu)件中形成的所述凹槽共同地形成保持件腔。隨后，液態(tài)澆鑄漿可被模制到共同形成的保持件腔中并且在保持件腔內(nèi)凝固，從而提供翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件之間的互鎖。尤其，這樣的連接將提供翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件之間的接合處的至少基本上氣密的密封。

圖4描繪根據(jù)按照本公開的另外的實(shí)施例的翼型構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件的組件的簡(jiǎn)化視圖，其中，平臺(tái)構(gòu)件被切開以顯現(xiàn)在平臺(tái)構(gòu)件30的接收件腔36內(nèi)翼型構(gòu)件固定柱61和接收件構(gòu)件40的內(nèi)部布置。圖5示出圖4的截面B-B的更簡(jiǎn)化且示意性的視圖。平臺(tái)構(gòu)件30包括工作流體暴露表面32和冷卻劑側(cè)表面33。其此外包括接收件開口36，翼型構(gòu)件6的固定柱61被接收在接收件開口36中。如上面結(jié)合圖3所指出的，翼型構(gòu)件6還包括翼型件2，翼型件2繼而包括前緣21和后緣22。以上面指出的方式，翼型件2包括翼型剖面主體23和從其向外伸出的后緣部分24。前緣21設(shè)置在翼型剖面主體23上。后緣22設(shè)置在后緣部分24上。不言而喻的是，翼型剖面主體23、翼型后緣部分24以及固定柱61被設(shè)置為單件翼型構(gòu)件6。設(shè)置在固定柱上的凹槽62和設(shè)置在接收件開口36的內(nèi)表面上的凹槽35共同形成接收件腔，在接收件腔中設(shè)置接收件構(gòu)件40。如所見的，在接收件開口36的內(nèi)壁和固定柱61的外表面之間形成余隙51，其寬度通常在毫米的十分之幾的范圍內(nèi)。如結(jié)合圖5所見的，保持件構(gòu)件40在翼型構(gòu)件的壓力側(cè)25上圍繞固定柱61的周長、圍繞前緣、以及沿著翼型構(gòu)件的吸入側(cè)26延伸，從而提供在固定柱和接收件開口之間的接合處的至少基本上氣密性密封，同時(shí)在后緣或下游側(cè)上敞開。結(jié)合圖5應(yīng)注意，雖然對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，盡管為了更容易示意性描繪的目的，將固定柱61示出為實(shí)心主體，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員不言而喻的是通常將冷卻劑管設(shè)置在其中。由于保持件構(gòu)件40在后緣或下游側(cè)上敞開，所以余隙51充當(dāng)設(shè)置在接收件開口36的內(nèi)壁和固定柱61之間的冷卻劑供應(yīng)余隙，從而提供平臺(tái)的冷卻劑側(cè)33和間隙11之間的流體連接，間隙11形成在翼型件2的向外伸出的后緣部分24和平臺(tái)的熱氣體暴露側(cè)32之間。冷卻劑流動(dòng)5因此通過供應(yīng)余隙51被提供到間隙11，并且避免熱工作流體進(jìn)入間隙11中。

圖6描繪翼型構(gòu)件6和平臺(tái)構(gòu)件30的另外的示例性實(shí)施例的組件的簡(jiǎn)化視圖，其中，平臺(tái)構(gòu)件被切開以顯現(xiàn)在平臺(tái)構(gòu)件30的接收件腔36內(nèi)翼型構(gòu)件固定柱61和接收件構(gòu)件40的內(nèi)部布置。圖7示出圖6的截面C-C的更簡(jiǎn)化且示意性的視圖。平臺(tái)構(gòu)件30包括工作流體暴露表面32和冷卻劑側(cè)表面33。其此外包括接收件開口36，翼型構(gòu)件6的固定柱61被布置在接收件開口36中。如上面結(jié)合圖3所指出的，翼型構(gòu)件6還包括翼型件2，翼型件2繼而包括前緣21和后緣22。以上面指出的方式，翼型件2包括翼型剖面主體23和從其向外伸出的后緣部分24。前緣21設(shè)置在翼型剖面主體23上。后緣22設(shè)置在后緣部分24上。以在圖3中所示的方式設(shè)置在固定柱上的凹槽和設(shè)置在接收件開口36的內(nèi)表面上的凹槽共同形成接收件腔，在接收件腔中設(shè)置接收件構(gòu)件40。由于保持件構(gòu)件40填充整個(gè)保持件腔，故兩個(gè)凹槽都不可見，但根據(jù)圖3和圖4凹槽對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。如所見的，在接收件開口36的內(nèi)壁和固定柱61的外表面之間形成余隙，其寬度通常在毫米的十分之幾的范圍內(nèi)。如結(jié)合圖7所見的，保持件構(gòu)件40在翼型構(gòu)件的壓力側(cè)25上圍繞固定柱61的整個(gè)周長、圍繞前緣側(cè)、以及沿著翼型構(gòu)件的吸入側(cè)26延伸，并且朝向后緣或在下游側(cè)上是封閉的，從而提供固定柱和接收件開口之間的接合處的至少基本上氣密性密封。結(jié)合圖7應(yīng)注意，雖然對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，盡管為了更容易示意性描繪的目的，將固定柱61示出為實(shí)心主體，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員不言而喻的是通常將冷卻劑管設(shè)置在其中。由于保持件構(gòu)件40在后緣或下游側(cè)上封閉，并且因此提供了固定柱和接收件腔之間的接合處的完整密封，所以平臺(tái)構(gòu)件30包括冷卻劑供應(yīng)裝置52，其設(shè)置成使得冷卻劑流動(dòng)5能夠到間隙11（在翼型件2的向外伸出的后緣部分24和平臺(tái)熱氣體暴露側(cè)32之間形成），從而清洗間隙11并且減少或甚至避免熱工作流體進(jìn)入間隙11中。

后緣部分的向外伸出的距離由空間要求和工作壽命考慮確定。如在圖4到圖7中所見的，形成在向外伸出的后緣部分之間的間隙可利用冷卻劑進(jìn)行清洗以減少或甚至防止熱工作流體進(jìn)入并且繼而防止過熱。可設(shè)置用于提供清洗流體流動(dòng)的裝置，因?yàn)楸３旨?gòu)件被設(shè)置為敞開夾部，其相應(yīng)地朝向后緣或在下游側(cè)上敞開，和/或設(shè)置冷卻劑供應(yīng)裝置（例如冷卻孔），其允許冷卻劑從平臺(tái)的冷卻劑側(cè)流到在向外伸出的后緣部分和平臺(tái)的熱工作流體流動(dòng)暴露表面之間形成的間隙。

在本公開的另一方面，圖8描繪通過保持件腔的截面視圖，該保持件腔由設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件30中的凹槽35和設(shè)置在翼型構(gòu)件的固定柱61上的凹槽62構(gòu)成。在翼型構(gòu)件固定柱和平臺(tái)構(gòu)件之間設(shè)置余隙。平臺(tái)構(gòu)件30的接收件開口的內(nèi)壁和鄰近保持件腔的固定柱61之間的余隙寬度b和c選擇成在0.08 mm和0.32 mm之間的范圍內(nèi)。在提供所述具體范圍內(nèi)的余隙寬度的情況下，在通過模制液態(tài)澆鑄漿在保持件腔內(nèi)側(cè)制備保持件構(gòu)件期間不要求所述余隙的密封。尤其，液態(tài)澆鑄漿的表面張力可避免液態(tài)澆鑄漿通過該余隙泄露。此外，在構(gòu)件表面和凹槽之間的過渡處的半徑r和R可選擇成在等于或大于0.3 mm，并小于或等于0.5 mm的范圍內(nèi)。

在本公開的又另一方面中，圖9描繪一實(shí)施例，其中，翼型構(gòu)件6和平臺(tái)構(gòu)件30相互支承在逐漸變細(xì)的支承部分41上并且通過保持件構(gòu)件40互鎖，該支承部分41由設(shè)置在翼型構(gòu)件6和平臺(tái)構(gòu)件30上的兩個(gè)對(duì)應(yīng)的傾斜表面提供。間隙42在葉片裝置構(gòu)件和平臺(tái)構(gòu)件之間形成，其朝向平臺(tái)的工作流體暴露側(cè)32敞開。在操作期間不得超過構(gòu)成保持件部件40的凝固的澆鑄漿的熔點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可設(shè)置用于清洗所述間隙抵抗熱氣體進(jìn)入的冷卻劑供應(yīng)。間隙的深度t可高達(dá)至10 mm。設(shè)置深度t在5 mm和10 mm之間的間隙確保保持件構(gòu)件與平臺(tái)的熱工作流體暴露側(cè)32相距足夠距離。這使得能夠減少或甚至省略間隙42的冷卻劑清洗，同時(shí)在操作期間避免保持件構(gòu)件40的過度加熱。

參考圖10和圖11，示出本文中所描述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片裝置構(gòu)件的另外的示例性實(shí)施例。圖11示出沿著圖10的線D-D的截面視圖，而圖10示出沿著圖11的線E-E的截面視圖。參考圖10，在翼型件2中設(shè)置冷卻劑管27。定位成鄰近前緣21的上游冷卻劑管延伸通過固定柱61并到翼型件2中。來自平臺(tái)下方的冷卻劑可被引導(dǎo)通過所述冷卻劑管到翼型件中。以未示出但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說完全已知的方式，冷卻劑可通過設(shè)置在翼型件中的冷卻劑孔排出。以對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員另外已知的方式，未被排出的冷卻劑可在翼型件末端處回轉(zhuǎn)流動(dòng)方向并被引導(dǎo)到位于后緣處的下游冷卻通道，并且通過設(shè)置在后緣處的冷卻劑狹槽排出。其他冷卻方案和設(shè)置在翼型件2內(nèi)的其他冷卻特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟悉的。凹陷缺口37設(shè)置在平臺(tái)上。向外伸出的后緣24的端部位于凹部37內(nèi)，并且在凹陷缺口內(nèi)與平臺(tái)形成間隙11。如在圖11（其描繪到平臺(tái)31的工作流體暴露側(cè)32的平面視圖）的視圖中變得顯而易見的，凹部37緊密遵循或類似后緣部分的橫截面方面的大體形狀。參考圖10，冷卻劑供應(yīng)孔52設(shè)置在后緣部分24的端部處，并充當(dāng)冷卻劑供應(yīng)裝置以供應(yīng)冷卻劑和清洗流動(dòng)5到在后緣部分和平臺(tái)之間的界面間隙11。

盡管在該示例性實(shí)施例中凹陷缺口被示出為設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件上，但翼型構(gòu)件的根部部分可成形為包括所述凹陷缺口，其中，向外伸出的后緣的端部定位在其中。在其他情況下，翼型件和平臺(tái)可被設(shè)置為整體構(gòu)件，其中，向外伸出的后緣的端部設(shè)置在凹陷缺口中。此外，盡管在該示例性實(shí)施例中凹陷缺口設(shè)置有封閉外形，但其在其他實(shí)施例中可在其下游端部（即，鄰近后緣）處是敞開的，并且延伸到平臺(tái)的下游端部。如將容易理解的，下游指的是針對(duì)其設(shè)計(jì)和設(shè)置葉片裝置構(gòu)件的工作流體流動(dòng)方向。

盡管已通過示例性實(shí)施例解釋了本公開的主題，但應(yīng)理解這些不意欲以任何方式限制所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍。將理解的是權(quán)利要求涵蓋本文中未明確示出或公開的實(shí)施例，并且權(quán)利要求仍將涵蓋偏離在實(shí)施本公開的教導(dǎo)的示例性模式中所公開的那些的實(shí)施例。

參考數(shù)字清單

1 葉片裝置構(gòu)件

2 翼型件

4 工作流體流動(dòng)

5 冷卻劑流動(dòng)

6 翼型構(gòu)件

11 后緣部分和平臺(tái)之間的間隙

21 前緣

22 后緣

23 翼型件的剖面主體

24 翼型件的后緣部分

25 翼型件的壓力側(cè)

26 翼型件的吸入側(cè)

27 冷卻劑管

30 平臺(tái)構(gòu)件

31 平臺(tái)

32 平臺(tái)的工作流體暴露表面

33 平臺(tái)的冷卻劑側(cè)

34 平臺(tái)附接特征

35 設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件接收件腔的內(nèi)表面上的保持件凹槽

36 設(shè)置在平臺(tái)構(gòu)件中的接收件開口

37 凹陷缺口

40 保持件構(gòu)件

41 逐漸變細(xì)的支承部分

42 間隙

51 冷卻劑供應(yīng)裝置、冷卻劑供應(yīng)余隙、冷卻劑供應(yīng)管

52 冷卻劑供應(yīng)裝置、冷卻劑供應(yīng)孔、冷卻劑供應(yīng)管

61 固定柱

62 設(shè)置在固定柱上的保持件凹槽

b 余隙寬度

c 余隙寬度

r 半徑

t 間隙深度

R 半徑