本發(fā)明所公開(kāi)的主題涉及渦輪機(jī)械。具體地，本發(fā)明所公開(kāi)的主題涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)輪葉及相應(yīng)的渦輪機(jī)。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪機(jī)(gas turbines)包括靜葉片組件，其將工作流體(例如，氣體)的流動(dòng)引導(dǎo)到連接到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的渦輪機(jī)輪葉(turbine buckets)中。這些輪葉設(shè)計(jì)成耐受渦輪機(jī)內(nèi)的高溫、高壓環(huán)境。一些常規(guī)護(hù)罩渦輪機(jī)輪葉(例如，燃?xì)鉁u輪機(jī)輪葉)具有徑向冷卻孔，其允許冷卻流體(即，來(lái)自壓縮器級(jí)的高壓空氣流動(dòng))的通過(guò)以冷卻那些輪葉。然而，該冷卻流體常規(guī)地在徑向尖端處(at the radial tip)從輪葉的主體噴射，并且可以結(jié)束，且造成在葉片護(hù)罩的外側(cè)的該徑向空間中的混合損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的各種實(shí)施例包括一種渦輪機(jī)輪葉，其包括：基部(a base)；葉片(a blade)，所述葉片聯(lián)接到所述基部并且從所述基部徑向地向外延伸，以及在所述葉片的徑向外側(cè)聯(lián)接到所述葉片的護(hù)罩(a shroud)。所述葉片包括主體(a body)，所述主體具有：壓力側(cè)；與所述壓力側(cè)相對(duì)的吸力側(cè)；在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間的前緣；以及在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間且在與所述前緣相對(duì)的一側(cè)上的后緣。所述葉片還包括在所述主體內(nèi)的多個(gè)徑向延伸冷卻通道；以及與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的至少一個(gè)泄放孔(bleed aperture)，所述至少一個(gè)泄放孔在所述后緣處延伸通過(guò)所述主體。

本公開(kāi)的第一方面包括一種渦輪機(jī)輪葉，其具有：基部；葉片，所述葉片聯(lián)接到所述基部并且從所述基部徑向地向外延伸，所述葉片包括：主體，所述主體具有：壓力側(cè)；與所述壓力側(cè)相對(duì)的吸力側(cè)；在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間的前緣；以及在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間且在與所述前緣相對(duì)的一側(cè)上的后緣；在所述主體內(nèi)的多個(gè)徑向延伸冷卻通道；以及與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的至少一個(gè)泄放孔，所述至少一個(gè)泄放孔在所述后緣處延伸通過(guò)所述主體；以及在所述葉片的徑向外側(cè)聯(lián)接到所述葉片的護(hù)罩。

在較佳實(shí)施例中，所述護(hù)罩包括從所述主體延伸到徑向外部區(qū)域(a radially outer region)的多個(gè)出口通道(a plurality of outlet passageways)。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)出口通道與所述至少一個(gè)泄放孔流體地隔離。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，其特征在于，所述多個(gè)出口通道鄰近所述主體的前緣定位。

所述的渦輪機(jī)輪葉較佳地還包括在所述主體內(nèi)的增壓室(a plenum)，所述增壓室與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道和所述至少一個(gè)泄放孔流體地連接。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述增壓室將所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道與附加的(additional)徑向延伸冷卻通道流體地隔離。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述增壓室具有在主體內(nèi)的梯形(trapezoidal)橫截面形狀。

在較佳實(shí)施例中，所述護(hù)罩被徑向地密封到所述主體。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，穿過(guò)所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道的整個(gè)冷卻流體通過(guò)所述至少一個(gè)泄放孔離開(kāi)所述主體。

本公開(kāi)的第二方面包括一種渦輪機(jī)輪葉，其包括：基部；葉片，所述葉片聯(lián)接到所述基部并且從所述基部徑向地向外延伸。所述葉片包括主體，所述主體具有：壓力側(cè)；與所述壓力側(cè)相對(duì)的吸力側(cè)；在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間的前緣；以及在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間且在與所述前緣相對(duì)的一側(cè)上的后緣。所述葉片還包括在所述主體內(nèi)的多個(gè)徑向延伸冷卻通道；以及與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的至少一個(gè)泄放孔，所述至少一個(gè)泄放孔通過(guò)所述主體延伸到所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的至少一個(gè)。所述渦輪機(jī)輪葉還包括在所述葉片的徑向外側(cè)聯(lián)接到所述葉片的護(hù)罩。

在較佳實(shí)施例中，所述護(hù)罩包括從所述主體延伸到徑向外部區(qū)域的多個(gè)出口通道。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)出口通道與所述至少一個(gè)泄放孔流體地隔離。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)出口通道鄰近所述主體的前緣定位。

所述的渦輪機(jī)輪葉較佳地還包括在所述主體內(nèi)的增壓室，所述增壓室與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道和所述至少一個(gè)泄放孔流體地連接，其中所述增壓室將所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道與附加的徑向延伸冷卻通道流體地隔離。

在較佳實(shí)施例中，所述護(hù)罩被徑向地密封到所述主體。

在進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，穿過(guò)所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道的整個(gè)冷卻流體通過(guò)所述至少一個(gè)泄放孔離開(kāi)所述主體。

所述的渦輪機(jī)輪葉較佳地還包括與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的附加泄放孔，所述附加泄放孔在所述后緣處延伸通過(guò)所述主體。

本公開(kāi)的第三方面包括一種渦輪機(jī)，其包括：定子；以及包含在所述定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子。所述轉(zhuǎn)子具有：主軸(a spindle)；以及從所述主軸徑向地延伸的多個(gè)輪葉，所述多個(gè)輪葉中的至少一個(gè)包括：基部；葉片，所述葉片聯(lián)接到所述基部并且從所述基部徑向地向外延伸。所述葉片包括主體，所述主體具有：壓力側(cè)；與所述壓力側(cè)相對(duì)的吸力側(cè)；在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間的前緣；以及在所述壓力側(cè)和所述吸力側(cè)之間且在與所述前緣相對(duì)的一側(cè)上的后緣。所述葉片還包括在所述主體內(nèi)的多個(gè)徑向延伸冷卻通道；以及與所述多個(gè)徑向延伸冷卻通道中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的至少一個(gè)泄放孔，所述至少一個(gè)泄放孔在所述后緣處延伸通過(guò)所述主體。所述多個(gè)輪葉中的至少一個(gè)還包括在所述葉片的徑向外側(cè)聯(lián)接到所述葉片的護(hù)罩。

在較佳實(shí)施例中，所述護(hù)罩包括從所述主體延伸到徑向外部區(qū)域的多個(gè)出口通道。

在較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)出口通道與所述至少一個(gè)泄放孔流體地隔離。

附圖說(shuō)明

從結(jié)合附圖進(jìn)行的本發(fā)明的各方面的以下詳細(xì)描述將更容易地理解本發(fā)明的這些和其它特征，附圖描繪本公開(kāi)的各種實(shí)施例，其中：

圖1顯示根據(jù)各種實(shí)施例的渦輪機(jī)輪葉的側(cè)視示意圖。

圖2顯示根據(jù)各種實(shí)施例的圖1的輪葉的特寫(xiě)(close-up)橫截面圖。

圖3顯示根據(jù)各種實(shí)施例的一對(duì)輪葉的示意性三維軸向透視圖。

圖4顯示圖2和3中的輪葉的一部分的端視圖。

圖5顯示圖2-4的輪葉的部分透明三維透視圖，其中護(hù)罩被去除。

圖6顯示通過(guò)圖3中的橫截面A1-A1和A4-A4獲得的輪葉2的剖視圖。

圖7顯示根據(jù)各種實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖8顯示根據(jù)各種附加實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖9顯示根據(jù)實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖10顯示根據(jù)附加實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖11顯示根據(jù)各種實(shí)施例的輪葉的俯視橫截面圖。

圖12顯示根據(jù)各種附加實(shí)施例的輪葉的俯視橫截面圖。

圖13顯示根據(jù)另外的實(shí)施例的輪葉的俯視橫截面圖。

圖14顯示根據(jù)實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖15顯示根據(jù)附加實(shí)施例的輪葉的特寫(xiě)橫截面圖。

圖16顯示根據(jù)各種實(shí)施例的渦輪機(jī)的示意性部分橫截面圖。

應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明的圖不必按比例繪制。圖旨在僅僅描繪本發(fā)明的典型方面，并且因此不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。在圖中，相似的附圖標(biāo)記表示圖之間的相似元件。

具體實(shí)施方式

如本發(fā)明中所述，所公開(kāi)的主題涉及渦輪機(jī)。具體地，本發(fā)明所公開(kāi)的主題涉及冷卻燃?xì)鉁u輪機(jī)中的流體流動(dòng)。

相比于常規(guī)方法，本公開(kāi)的各種實(shí)施例包括燃?xì)鉁u輪機(jī)械(或渦輪機(jī))輪葉，其具有鄰近徑向尖端、在輪葉護(hù)罩的徑向內(nèi)側(cè)的壓力側(cè)或吸力側(cè)泄放孔中的至少一個(gè)。這些泄放孔與徑向延伸冷卻通道流體地連接，其允許冷卻流體通過(guò)輪葉從徑向內(nèi)部位置流動(dòng)到泄放孔的徑向外部位置。在各種實(shí)施例中，泄放孔替換延伸通過(guò)護(hù)罩的常規(guī)徑向冷卻孔。也就是說(shuō)，在各種實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪機(jī)輪葉不包括鄰近泄放孔的護(hù)罩中的徑向面對(duì)孔(radially facing apertures)。在一些情況下，輪葉包括在護(hù)罩的徑向內(nèi)側(cè)的增壓室，所述增壓室與徑向延伸冷卻通道流體地連接。增壓室可以與多個(gè)徑向延伸冷卻通道和多個(gè)泄放孔流體地連接。

如這些圖中所示，“A”軸線表示軸向取向(沿著渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸線，為了清楚起見(jiàn)被省略)。當(dāng)在本發(fā)明中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“軸向”和/或“軸向地”指的是沿著軸線A的物體的相對(duì)位置/方向，所述軸線大致平行于渦輪機(jī)械(特別地，轉(zhuǎn)子部段)的旋轉(zhuǎn)軸線。當(dāng)在本發(fā)明中進(jìn)一步使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“徑向”和/或“徑向地”指的是沿著軸線(r或R)的物體的相對(duì)位置/方向，所述軸線r或R大致垂直于軸線A并且僅僅在一個(gè)位置處與軸線A相交。另外，術(shù)語(yǔ)“圓周”和/或“圓周地”指的是沿著圓周(c)的物體的相對(duì)位置/方向，所述圓周圍繞軸線A但是不在任何位置處與軸線A相交。還應(yīng)當(dāng)理解圖之間的共同附圖標(biāo)記可以表示圖中的大致相同的部件。

參見(jiàn)圖1，根據(jù)各種實(shí)施例顯示渦輪機(jī)輪葉2(例如，燃?xì)鉁u輪機(jī)葉片)的側(cè)視示意圖。圖2顯示輪葉2的特寫(xiě)橫截面圖(沿著徑向延伸冷卻通道)，特別地集中于大體上在圖1中所示的徑向尖端部段4。同時(shí)參考圖1和2。如圖所示，輪葉2可以包括基部6，聯(lián)接到基部6(并且從基部6徑向地向外延伸)的葉片8，以及在葉片8的徑向外側(cè)聯(lián)接到葉片8的護(hù)罩10。在本領(lǐng)域中已知，基部6、葉片8和護(hù)罩10均可以由一種或多種金屬(例如，鋼、鋼的合金等)形成并且可以根據(jù)常規(guī)方法形成(例如，鑄造、鍛造或以另外方式機(jī)械加工)?；?、葉片8和護(hù)罩10可以成一體地形成(例如，鑄造、鍛造、三維打印等)，或者可以形成為隨后聯(lián)結(jié)(例如，經(jīng)由焊接、銅焊、粘結(jié)或以其它聯(lián)接機(jī)制)的獨(dú)立部件。

圖3顯示形成輪葉組件的一部分的一對(duì)輪葉2的示意性三維軸向透視圖。同時(shí)參考圖1-3。特別地，圖2顯示包括主體12(例如，外殼體或殼)的葉片8。主體12(圖1-3)具有壓力側(cè)14和與壓力側(cè)14相對(duì)的吸力側(cè)16(在圖3中遮擋吸力側(cè)16)。主體12也包括在壓力側(cè)14和吸力側(cè)16之間的前緣18，以及在壓力側(cè)14和吸力側(cè)16之間并在與前緣18相對(duì)的側(cè)的后緣20。如圖2中所見(jiàn)，輪葉2也包括在主體12內(nèi)的多個(gè)徑向延伸冷卻通道22。這些徑向延伸冷卻通道22可以允許冷卻流體(例如，空氣)從徑向內(nèi)部位置(例如，鄰近基部6)流動(dòng)到徑向外部位置(例如，鄰近護(hù)罩10)。徑向延伸冷卻通道22可以在鑄造、鍛造、三維(3D)打印或其它常規(guī)制造技術(shù)期間作為通道或管道與主體12一起被制造。如圖2和3中所示，輪葉2還可以包括與多個(gè)徑向延伸冷卻通道22中的至少一個(gè)流體地聯(lián)接的至少一個(gè)泄放孔24(顯示若干)。(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24在后緣20處延伸通過(guò)主體12，并且將徑向延伸冷卻通道22與鄰近后緣20的外部區(qū)域26流體地聯(lián)接。也就是說(shuō)，相比于常規(guī)輪葉，輪葉2包括在后緣20處、在鄰近(例如，相鄰)護(hù)罩10(但是在護(hù)罩10的徑向內(nèi)側(cè))的位置延伸通過(guò)主體12的泄放孔24。這可以允許主體12的充分冷卻，同時(shí)減小位于護(hù)罩10的徑向外側(cè)的徑向外部區(qū)域28(或，徑向間隙)中的混合損失。在各種實(shí)施例中，從后緣20處的葉片8和護(hù)罩10的接合處(junction)測(cè)量，泄放孔24沿著后緣20的長(zhǎng)度的大約百分之3到大約百分之30朝著基部6延伸。

根據(jù)一些實(shí)施例，為了冷卻(一個(gè)或多個(gè))輪葉2，可能需要相當(dāng)大的冷卻流速度?？梢酝ㄟ^(guò)相對(duì)于在外部區(qū)域26和/或徑向外部區(qū)域28中的流體/熱氣體混合物的壓力在輪葉基部/根部6處供應(yīng)更高壓力的流體獲得該冷卻流的速度。因而，退出到這些區(qū)域的冷卻流動(dòng)可以以較高速度離開(kāi)，并且與相應(yīng)較高動(dòng)能關(guān)聯(lián)。在常規(guī)設(shè)計(jì)中，將該流體噴射到徑向外部區(qū)域不僅浪費(fèi)該流體中的能量，而且可以造成徑向外部區(qū)域中的混合損失(其中該流動(dòng)與圍繞軌道34流動(dòng)的流體混合)。然而，使用輪葉2將更高速度流體流動(dòng)中的一些轉(zhuǎn)向到外部區(qū)域26生成輪葉2上的反作用力，其可以增加輪葉2上的總扭矩(并且因此，增加使用(一個(gè)或多個(gè))輪葉2的渦輪機(jī)的機(jī)械軸功率)。另外，輪葉2可以幫助減小存在于常規(guī)輪葉中的兩個(gè)混合損失機(jī)制：a)輪葉2顯著地減小與冷卻流動(dòng)和尖端泄漏的混合相關(guān)聯(lián)的徑向外部區(qū)域中的混合損失；和b)輪葉2提供從泄放孔24噴射的冷卻流動(dòng)以激勵(lì)后緣尾流(trailing edge wake)(例如，經(jīng)過(guò)后緣的低動(dòng)量流動(dòng))并且減小后緣尾流混合損失。如本發(fā)明中所述，在泄放孔24處由流體出口提供的增加的扭矩和減小的混合損失都將幫助改善渦輪機(jī)效率。在基部6處供應(yīng)的冷卻流動(dòng)的總壓力被稱為供給壓力并且在徑向外部區(qū)域28中的靜壓力被稱為沉陷(sink)壓力。期望保持冷卻通道上的一定壓力比(供給處的總壓力與沉陷處的靜壓力的比率)以獲得徑向通道中的期望冷卻流動(dòng)量和冷卻流動(dòng)速度。外部區(qū)域26中的靜壓力(static pressure)相比于徑向外部區(qū)域28總是更低，所以通過(guò)利用區(qū)域26中的減小沉陷壓力，基部處的冷卻流動(dòng)的總壓力(供給壓力)可以減小，同時(shí)保持供給與沉陷壓力比。當(dāng)與常規(guī)輪葉相比時(shí)輪葉2、400、500將具有減小的沉陷壓力(sink pressure)，因此需要來(lái)自壓縮器的低供給壓力以保持相同的壓力比。這減小壓縮機(jī)所需的功(以壓縮冷卻流體)，并且相對(duì)于常規(guī)輪葉改善使用輪葉2、400、500的燃?xì)鉁u輪機(jī)的效率。

在一些情況下，如圖3中所示，護(hù)罩10包括從主體12延伸到徑向外部區(qū)域28的多個(gè)出口通道30。出口通道30均與至少一個(gè)徑向延伸冷卻通道22流體地聯(lián)接，使得流動(dòng)通過(guò)(一個(gè)或多個(gè))相應(yīng)的徑向延伸冷卻通道22的冷卻流體通過(guò)延伸通過(guò)護(hù)罩10的出口通道30離開(kāi)主體12。在各種實(shí)施例中，如圖2中所示，出口通道30與(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24流體地隔離，使得通過(guò)(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24的來(lái)自(一個(gè)或多個(gè))徑向延伸冷卻通道22的流動(dòng)(例如，冷卻流體)不接觸來(lái)自與出口通道30聯(lián)接的徑向延伸冷卻通道22的流動(dòng)(例如，冷卻流體)。在各種實(shí)施例中，出口通道30鄰近主體12的前緣18定位，使得出口通道30完全位于護(hù)罩10的前半部32(近似護(hù)罩10中的軌道34所表示的中途點(diǎn))中。(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24和將泄放孔24連接到增壓室36(在本發(fā)明中進(jìn)一步描述)的通道可以使用例如恒定尺度的不同幾何形狀生成，使得通道的橫截面可以為圓、橢圓等。在另一方面，(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24和增壓室36之間的通道可以具有錐形橫截面，其從增壓室漸縮到(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24的出口，或從(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24的出口漸縮到增壓室36。

根據(jù)本發(fā)明中所述的各種實(shí)施例，輪葉2還可以包括在主體12內(nèi)的增壓室36，其中增壓室36與多個(gè)徑向延伸冷卻通道22和(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24中的至少一個(gè)流體地連接。增壓室36可以為來(lái)自多個(gè)徑向延伸冷卻通道22的冷卻流動(dòng)提供混合位置，并且可以通過(guò)泄放孔24排出到后緣20。增壓室36可以將一組徑向延伸冷卻通道22與其它徑向延伸冷卻通道22流體地隔離(例如，將后半部38中的所述通道22與前半部32中的所述通道22隔離)。在一些情況下，如圖2中所示，增壓室36可以具有主體12內(nèi)的梯形橫截面形狀(當(dāng)通過(guò)壓力側(cè)面獲得橫截面時(shí))，使得它在后緣20處比在內(nèi)部、平行側(cè)處具有更長(zhǎng)的側(cè)。根據(jù)各種實(shí)施例，增壓室36沿著后緣20的長(zhǎng)度的大約百分之3到大約百分之20延伸。

圖4顯示輪葉2的端視圖，并且圖5顯示輪葉2的部分透明三維透視圖，其中護(hù)罩10被去除(使得增壓室36不被密封)。應(yīng)當(dāng)理解圖2顯示在通過(guò)線A-A的橫截面中的輪葉2。

圖6顯示通過(guò)圖3中的橫截面A1-A1(A1-A1是護(hù)罩10和葉片8之間的尖端圓角內(nèi)(within the tip fillet)的橫截面)和A4-A4(A4-A4是護(hù)罩10和葉片8之間的尖端圓角正下方的葉片8的橫截面)獲得的輪葉2的剖視圖。該視圖展示包括其膨脹(inflated)后緣部段20的輪葉2的另一方面。圖6示出相對(duì)于常規(guī)后緣設(shè)計(jì)C_TE的部段20的一部分中的膨脹后緣，其中C_TE是在與輪葉2的橫截面A2-A2相同的位置處在常規(guī)輪葉上獲得的橫截面。截面A2-A2與C_TE的比較顯示當(dāng)與常規(guī)后緣設(shè)計(jì)相比時(shí)部段20具有更大的體積以容納泄放孔24，同時(shí)為了結(jié)構(gòu)完整性保持足夠的金屬壁厚度。

在各種替代實(shí)施例中，分別如圖7和8中的輪葉400和500的橫截面中所示，延伸增壓室536可以在主體12內(nèi)延伸以與所有徑向延伸通道22流體地連接。在這些實(shí)施例中，護(hù)罩10可以徑向地密封到主體12，也就是說(shuō)，護(hù)罩10沒(méi)有任何出口通道30。因而，在輪葉400(圖7)中，穿過(guò)徑向延伸冷卻通道22的整個(gè)冷卻流體通過(guò)(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24離開(kāi)主體12。圖8顯示包括泄放孔24和壓力側(cè)出口32兩者的特定替代實(shí)施例。在該實(shí)施例中，輪葉500包括在主體12的壓力側(cè)14上的至少一個(gè)壓力側(cè)出口32。(一個(gè)或多個(gè))壓力側(cè)出口32可以與延伸增壓室536流體地聯(lián)接，并且可以允許冷卻流體從延伸增壓室536流動(dòng)到熱氣體流動(dòng)路徑538(在圖3中顯示)以便與工作流體混合。在各種實(shí)施例中，沿著其與護(hù)罩10的接合部測(cè)量，延伸增壓室536可以跨越葉片8的寬度的大約百分之60到大約百分之90。

圖9和10分別顯示根據(jù)各種附加實(shí)施例的輪葉600和700的橫截面圖。圖9顯示具有增壓室36的輪葉600，分隔部(例如，彎曲部)602橫越后緣20的深度(across the depth of trailing edge 20)(進(jìn)入頁(yè)面)至少部分地在增壓室36內(nèi)延伸。在該實(shí)施例中，輪葉600包括在主體12的壓力側(cè)14上的至少一個(gè)壓力側(cè)出口32。(一個(gè)或多個(gè))壓力側(cè)出口32可以與增壓室36流體地聯(lián)接，并且可以允許冷卻流體從增壓室36流動(dòng)到熱氣體流動(dòng)路徑538(在圖3中顯示)以便與工作流體混合。在各種實(shí)施例中，沿著壓力側(cè)14和吸力側(cè)16之間的后緣20測(cè)量，分隔部602可以沿著葉片8的深度的大約百分之3到大約百分之20延伸。應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)各種實(shí)施例，增壓室36可以包括將增壓室36分成多個(gè)部分的多個(gè)分隔部(例如，類似于分隔部602)。此外，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明中所述的增壓室(例如，增壓室36)可以采取各種幾何形狀，并且在本發(fā)明中顯示和描述的那些形狀僅僅是示例性的。圖10顯示包括多個(gè)橫向鉆孔702的輪葉700，每個(gè)橫向鉆孔702與徑向延伸冷卻通道22中的不同的一個(gè)流體地連接。每個(gè)橫向鉆孔702可以在后緣20處離開(kāi)，并且在各種實(shí)施例中，與相應(yīng)的徑向延伸冷卻通道22成角度(例如，大約75-105度角)地對(duì)準(zhǔn)。

圖11、12和13顯示根據(jù)各種實(shí)施例的、包括壓力側(cè)出口32和吸力側(cè)出口1332的例子的輪葉的俯視橫截面圖。

圖14和15分別顯示輪葉1402和1502的附加實(shí)施例的側(cè)視橫截面圖。輪葉1402可以包括增壓室36(未標(biāo)示)內(nèi)的銷1404的陣列(例如，銷堆陣列)以便修改通過(guò)增壓室36到達(dá)(一個(gè)或多個(gè))泄放孔24的流體的流動(dòng)方向。這些銷1404可以改善熱傳遞并且減小增壓室區(qū)域中的葉片8的壓力壁和/或吸力壁的葉片金屬溫度。另外這些銷1404連接壓力壁和吸力壁的內(nèi)表面，并且用作結(jié)構(gòu)加強(qiáng)以改善結(jié)構(gòu)完整性。輪葉1502可以包括多個(gè)流動(dòng)紊流器(turbulators)，多個(gè)流動(dòng)紊流器包括徑向定向紊流器1504A(沿著r軸線延伸)和圓周定向紊流器1504B(沿著垂直于r軸線的軸線延伸)中的至少一個(gè)。紊流器1504A、1504B可以修改通過(guò)增壓室36到達(dá)泄放孔24的流體的分布和/或流動(dòng)方向。此外，在一些實(shí)施例中，紊流器1504B可以將葉片8的吸力側(cè)壁與壓力側(cè)壁連接以提供結(jié)構(gòu)支撐，和/或?qū)⒃鰤菏?6分成多個(gè)室以在通過(guò)泄放孔24離開(kāi)之前調(diào)節(jié)增壓室36內(nèi)的冷卻流動(dòng)的分布。

圖16顯示根據(jù)各種實(shí)施例的渦輪機(jī)800(例如，燃?xì)鉁u輪機(jī))的示意性部分橫截面圖。渦輪機(jī)800包括定子802(在殼體804內(nèi)顯示)和在定子802內(nèi)的轉(zhuǎn)子，這在本領(lǐng)域中是公知的。轉(zhuǎn)子可以包括主軸808，以及從主軸808徑向地延伸的多個(gè)輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)。應(yīng)當(dāng)理解渦輪機(jī)800的每一級(jí)內(nèi)的輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)可以是基本相同類型的輪葉(例如，輪葉2)。在一些情況下，輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)可以位于渦輪機(jī)800內(nèi)的中間級(jí)中。也就是說(shuō)，在渦輪機(jī)800包括四(4)個(gè)級(jí)(沿著主軸808軸向地分布，這在本領(lǐng)域中是公知的)的情況下，輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)可以位于渦輪機(jī)800內(nèi)的第二級(jí)(級(jí)3)中，或者在渦輪機(jī)800包括五(5)個(gè)級(jí)(沿著主軸808軸向地分布)的情況下，輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)可以位于渦輪機(jī)800內(nèi)的第三級(jí)(級(jí)3)和/或第四級(jí)(級(jí)4)中。

應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)各種實(shí)施例，本發(fā)明中所述的輪葉(例如，輪葉2、400、500、600和/或700)中的任何一個(gè)可以包括可以形成為鑄造特征(例如，經(jīng)由鑄造)的增壓室。在其它情況下，增壓室可以由電火花加工(EDM)、例如從主體的徑向尖端加工形成。在各種實(shí)施例中，開(kāi)孔、路徑和其它孔可以經(jīng)由常規(guī)加工工藝在任何輪葉中形成。本發(fā)明中所述的部件中的任何一個(gè)可以使用三維(3D)打印形成。

應(yīng)當(dāng)理解盡管本發(fā)明中的各種實(shí)施例公開(kāi)了從葉片的徑向出口密封的增壓室，但是在一些特定實(shí)施例中，除了本發(fā)明中所述的后緣孔之外，能夠形成從增壓室到徑向尖端的一個(gè)或多個(gè)出口通道。

本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述特定實(shí)施例并且不旨在限制本公開(kāi)的范圍。當(dāng)在本發(fā)明中使用時(shí)，單數(shù)形式“一”和“所述”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另外說(shuō)明。還將理解當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”指明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組的存在或加入。

該書(shū)面描述使用例子來(lái)公開(kāi)包括最佳模式的本發(fā)明，并且也使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它例子。這樣的其它例子旨在屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)，只要它們具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言沒(méi)有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者只要它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件。