用于多壁叶片的冷却回路制造技术

本发明专利技术涉及用于多壁叶片的冷却回路。具体而言，一种根据实施例的冷却系统包括：针状翅片组冷却回路(40,140,240)；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路(40,140,240)的空气供给腔(46)；其中针状翅片组冷却回路(40,140,240)从多壁叶片(6)的至少一个中央气室(20)和多壁叶片(6)的第一组近壁冷却通道(18)沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

Cooling circuit for multi wall blade

The invention relates to a cooling circuit for a multi wall blade. Specifically, according to an embodiment of the cooling system includes: needle fin group cooling circuit (40140240); and for the cooling air supply to the needle fin cooling circuit (40140240) of the air supply chamber (46); the needle fin cooling circuit (40140240) from the wall (6) at least one blade a central chamber (20) and multi wall (6) of the first group of blades near the wall cooling channel (18) extending radially outwardly and are at least partially covered.

【技术实现步骤摘要】
用于多壁叶片的冷却回路相关申请的交叉引用本申请与全部在2015年12月21日提交的GE案卷号为282168-1、282171-1、282174-1、283464-1、283467-1、283463-1、283462-1和284160-1的申请号为14/977078、14/977124、14/977152、14/977175、14/977200、14/977228、14/977247和14/977270的共同未决的美国申请相关。
本公开大体涉及涡轮系统，且更具体而言涉及用于多壁叶片的末梢区域的冷却回路。
技术介绍
燃气涡轮系统是在诸如功率产生领域中广泛使用的涡轮机的一个示例。常规燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。在燃气涡轮系统的操作期间，系统中的各种构件(诸如涡轮叶片)遭受高温流，其可导致构件失效。由于较高温的流通常造成燃气涡轮系统的提高的性能、效率和功率输出，冷却遭受高温流的构件以允许燃气涡轮系统在升高的温度下操作是有利的。涡轮叶片通常包含内部冷却通道的复杂曲径。例如由燃气涡轮系统的压缩机提供的冷却空气可穿过内部冷却通道以冷却涡轮叶片。多壁涡轮叶片冷却系统可包括内部近壁冷却回路。例如，这种近壁冷却回路可包括多壁叶片的外侧壁附近的近壁冷却通道。近壁冷却通道通常较小，需要较少的冷却流，同时仍维持足够的速度以用于使有效冷却发生。多壁叶片的其它的通常较大、低冷却效率的内部通道可用作冷却空气源且可在一个或多个再用回路中使用以收集和再传送“已使用”的冷却流以用于再分配至多壁叶片的较低热负载区域。在多壁叶片的末梢处，近壁冷却通道和低冷却效率内部通道受到非常高的热负载。
技术实现思路
本公开的第一方面提供了一种冷却系统，包括：针状翅片组冷却回路，针状翅片组冷却回路包括多个针；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路的空气供给腔；其中针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。本公开的第二方面提供了一种用于形成针状翅片组冷却回路的方法，包括：使用多个支撑杆分开第一芯、第二芯和第三芯以提供芯组件；使用芯组件生产金属铸件，金属铸件包括：形成在第一金属面和第二金属面之间的开口；和第一金属面和第二金属面中的多组相对的孔；以及将插销插入第一金属面和第二金属面中的各组相对的孔中。本公开的第三方面提供了一种涡轮机，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件和涡轮构件，涡轮构件包括多个涡轮轮叶，且其中涡轮轮叶中的至少一个包括多壁叶片；以及布置在多壁叶片内的冷却系统，冷却系统包括：针状翅片组冷却回路，针状翅片组冷却回路包括多个针；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路的空气供给腔；其中针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。技术方案1.一种冷却系统，包括：针状翅片组冷却回路；和空气供给腔，其用于将冷却空气供应至所述针状翅片组冷却回路；其中所述针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和所述多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。技术方案2.根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述针状翅片组冷却回路还包括：开口；和位于所述开口内的多个针。技术方案3.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述针状翅片组冷却回路的开口从所述空气供给腔朝所述多壁叶片的后缘延伸。技术方案4.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述针状翅片组冷却回路的开口从所述空气供给腔朝所述多壁叶片的前缘延伸。技术方案5.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述第一组近壁冷却通道位于所述多壁叶片的压力侧附近。技术方案6.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述开口延伸越过且至少部分地覆盖所述多壁叶片中的第二组近壁冷却通道。技术方案7.根据技术方案6所述的冷却系统，其中，所述第二组近壁冷却通道位于所述多壁叶片的吸力侧附近。技术方案8.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述开口包括至少一个末梢膜通道以用于将所述冷却空气引导至所述多壁叶片的末梢以提供末梢膜。技术方案9.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述开口包括至少一个压力侧膜通道以用于将所述冷却空气引导至所述多壁叶片的压力侧以提供压力侧膜。技术方案10.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述开口包括无任何所述针的区段，所述针用于将空气的流从所述空气供给腔朝所述开口的相对侧引导。技术方案11.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述开口包括肋部以用于将空气流从所述空气供给腔朝所述开口的相对侧引导。技术方案12.根据技术方案2所述的冷却系统，其中，所述针中的至少一个包括插销以用于密封在所述针状翅片组冷却回路的铸造期间形成的相对的孔。技术方案13.根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述冷却空气从所述多壁叶片的中央气室或近壁冷却通道供应至所述空气供给腔。技术方案14.一种用于形成针状翅片组冷却回路的方法，包括：使用多个支撑杆分开第一芯、第二芯和第三芯以提供芯组件；使用所述芯组件制造金属铸件，所述金属铸件包括：形成在第一金属面和第二金属面之间的开口；和所述第一金属面和第二金属面中的多组相对的孔；以及将插销插入所述第一金属面和第二金属面中的各组相对的孔中。技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其中，各个插销形成所述针状翅片组冷却回路中的针。技术方案16.根据技术方案14所述的方法，其中，所述第一芯、第二芯和第三芯包括多壁叶片的凹槽芯区段、末梢芯区段以及至少一个本体区段。技术方案17.根据技术方案14所述的方法，其中，所述开口包括所述针状翅片组冷却回路的开口。技术方案18.根据技术方案14所述的方法，其中，所述方法还包括：形成所述开口中的多个针。技术方案19.一种涡轮机，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件和涡轮构件，所述涡轮构件包括多个涡轮轮叶，且其中所述涡轮轮叶中的至少一个包括多壁叶片；以及布置在所述多壁叶片内的冷却系统，所述冷却系统包括：针状翅片组冷却回路，所述针状翅片组冷却回路包括多个针；和空气供给腔，其用于将冷却空气供应至所述针状翅片组冷却回路；其中所述针状翅片组冷却回路从所述多壁叶片的至少一个中央气室和所述多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。本公开的说明性方面解决了本文描述的问题和/或未论述的其它问题。附图说明本公开的这些和其它特征从结合附图对本公开的各个方面的以下详细描述将更加容易理解，附图描绘了本公开的各个实施例。图1示出了根据实施例的包括多壁叶片的涡轮轮叶的透视图。图2是根据各种实施例沿图1中的线A-A截取的图1的多壁叶片的截面图。图3是根据各种实施例沿图1中的线B-B截取的图1的多壁叶片的末梢区域的截面图。图4是根据各种实施例沿图1中的线B-B截取的图1的多壁叶片的末梢区域的截面图。图5是根据各种实施例沿图1中的线B-B截取的图1的多壁叶片的末梢区域的截面图。图6至图8绘出了根据各种实施例的用于形成针状翅片组冷却回路的一部分的说明性方法。图9是根据各种实施例沿图1中的线B-B截取的图1的多壁叶片的末梢区域的截面图。图10是根据各种实施例沿图1中的线B-B截取的图1的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却系统，包括：针状翅片组冷却回路(40,140,240)；和空气供给腔(46)，其用于将冷却空气供应至所述针状翅片组冷却回路(40,140,240)；其中所述针状翅片组冷却回路(40,140,240)从多壁叶片(6)的至少一个中央气室(20)和所述多壁叶片(6)的第一组近壁冷却通道(18)沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

【技术特征摘要】
2015.12.21 US 14/9771021.一种冷却系统，包括：针状翅片组冷却回路(40,140,240)；和空气供给腔(46)，其用于将冷却空气供应至所述针状翅片组冷却回路(40,140,240)；其中所述针状翅片组冷却回路(40,140,240)从多壁叶片(6)的至少一个中央气室(20)和所述多壁叶片(6)的第一组近壁冷却通道(18)沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述针状翅片组冷却回路(40,140,240)还包括：开口(44,144,244)；和位于所述开口(44,144,244)内的多个针(42,142,242)。3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述针状翅片组冷却回路(40,240)的开口(44,244)从所述空气供给腔(46,246)朝所述多壁叶片(6)的后缘(16)延伸，或其中所述针状翅片组冷却回路(140)的开口(144)从所述空气供给腔(146)朝所述多壁叶片(6)的前缘(14)延伸。4.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述第一组近壁冷却通道(18)位于所述多壁叶片(6)的压力侧(8)附近。5.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述开口(44,144,244)延伸越过且至少部分地覆盖所述多壁叶片(6)中的第二组近壁冷却通道(18)，其中所述第二组近壁冷却通道(18)位于所述多壁叶片(6)的吸力侧(10)附近。6.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述开口(44,144,244)包括至少一个末梢膜通道(54)以用于将所述冷却空气(106)引导至所述多壁叶片(6)的末梢(22)以提供末梢膜(24)，且其中所述开口(44,144,244)包括至少一个压力侧膜通道(50)以用于将所述冷却空...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW韦伯，GT福斯特，GM伊策尔，BJ利里，JA韦伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US