具有带有顺应性结构的挠性元件的翼型件的制作方法

本公开整体涉及一种用于涡轮转子叶片或固定喷嘴的翼型件，该翼型件具有带有顺应性结构的挠性元件。

背景技术：

1、涡轮机在各种工业和应用中用于能量传递目的。例如，燃气涡轮发动机通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入燃气涡轮发动机的工作流体的压力，并且将该经压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料（例如，天然气）在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段，在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如，涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后用过的燃烧气体经由排气区段离开燃气涡轮。

2、在涡轮机的操作期间，系统中的各种热气体路径部件经受高温流动，这可导致热气体路径部件失效。由于较高温度的流动通常导致涡轮机的性能、效率和功率输出增加，所以经受高温流动的热气体路径部件必须被冷却以允许燃气涡轮系统在升高温度的流动下操作。

3、当热气体路径部件的最大局部温度接近热气体路径部件的熔融温度时，强制空气冷却变得必要。为此，涡轮转子叶片和固定喷嘴的翼型件常常需要复杂的冷却方案，其中空气（通常为来自压缩机区段的引气）被迫通过翼型件内的内部冷却通路且接着通过翼型件表面处的冷却孔排出以从热气体路径部件传递热量。

4、许多复杂的冷却方案使用小的冷却通路或微通道来输送冷却流体通过翼型件。此类冷却方案对芯和铸件提出了相当大的制造挑战，这会显著增加使用此类已知近壁冷却系统的热气体路径部件的制造成本。为了解决部件表面附近的复杂和/或小的冷却通道的制造挑战，可以对具有此类特征的许多热气体路径部件进行增材制造。增材制造能够生产具有复杂和变化的冷却特征的部件。

5、然而，当热气体路径部件通过增材制造形成时，翼型件主体和冲击插入件是暴露于热气体路径温度的一体件。因此，减轻此类热气体路径部件中的热驱动的低周疲劳（lcf）是一个挑战。

6、因此，具有改善应变消除、lcf并且能够被增材制造的一个或多个特征部的经改进的热气体路径部件在本领域中是期望的并且将是有利的。

技术实现思路

1、根据本公开的翼型件和涡轮区段的各方面和优点将在以下描述中被部分地阐述，或者可从该描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来被学习。

2、根据一个实施方案，提供了一种翼型件。该翼型件包括翼型件主体，该翼型件主体具有前缘、后缘、在该前缘与该后缘之间延伸的吸力侧以及在该前缘与该后缘之间延伸的压力侧。该翼型件主体限定腔室。该翼型件进一步包括定位在该腔室内的冲击冷却结构。该冲击冷却结构包括与翼型件主体间隔开的冲击壁，使得冲击后腔限定在冲击壁与翼型件主体之间。该冲击冷却结构进一步包括从冲击壁延伸的多个挠性元件。两个或更多个挠性元件在接合部处接合在一起。该冲击冷却结构进一步包括顺应性结构，该顺应性结构定位在接合部处并且从两个或更多个挠性元件延伸。

3、根据另一个实施方案，提供了一种涡轮区段。该涡轮区段包括转子叶片和固定喷嘴。转子叶片或固定喷嘴中的一者包括翼型件。该翼型件包括翼型件主体，该翼型件主体具有前缘、后缘、在该前缘与该后缘之间延伸的吸力侧以及在该前缘与该后缘之间延伸的压力侧。该翼型件主体限定腔室。该翼型件进一步包括定位在该腔室内的冲击冷却结构。该冲击冷却结构包括与翼型件主体间隔开的冲击壁，使得冲击后腔限定在冲击壁与翼型件主体之间。该冲击冷却结构进一步包括从冲击壁延伸的多个挠性元件。两个或更多个挠性元件在接合部处接合在一起。该冲击冷却结构进一步包括顺应性结构，该顺应性结构定位在接合部处并且从两个或更多个挠性元件延伸。

4、参照以下描述和所附权利要求，本发明的翼型件和涡轮区段的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图例示了本发明技术的实施方案，并与描述一起用于解释本发明技术的原理。

1.一种翼型件，所述翼型件包括：

2.根据权利要求1所述的翼型件，其中所述两个或更多个挠性元件在所述接合部处彼此形成角度。

3.根据权利要求1或2所述的翼型件，其中所述多个挠性元件从所述冲击壁延伸并且以图案布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的翼型件，其中所述翼型件一体地形成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的翼型件，其中所述多个挠性元件中的至少一个挠性元件包括彼此间隔开并从所述冲击壁大致垂直地延伸的侧壁和在所述侧壁之间大致垂直地延伸的端壁，并且其中所述顺应性结构从所述端壁延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的翼型件，其中所述顺应性结构包括在所述接合部上居中的顶点和一个或多个支腿，每个支腿沿着所述两个或更多个挠性元件中的相应挠性元件从所述顶点延伸到尖端。

7.根据权利要求6所述的翼型件，其中所述一个或多个支腿中的每个支腿限定高度，所述高度随着所述相应支腿从所述顶点延伸到所述尖端而渐缩。

8.根据权利要求6或7所述的翼型件，其中所述一个或多个支腿中的每个支腿包括第一壁和第二壁，所述第一壁和所述第二壁各自从连接到所述多个挠性元件中的挠性元件的相应基部延伸到公共边缘。

9.根据权利要求8所述的翼型件，其中当所述第一壁和所述第二壁从所述相应基部延伸到所述公共边缘时，所述第一壁和所述第二壁朝向彼此会聚。

10.根据权利要求8或9所述的翼型件，其中当所述第一壁和所述第二壁从所述顶点延伸到所述尖端时，所述第一壁和所述第二壁朝向彼此会聚。

11.一种燃气涡轮的涡轮区段，所述涡轮区段包括：