涡轮系统、涡轮机翼型、及用于翼型的边缘试片技术方案

技术编号:19376007 阅读:12 留言:0更新日期:2018-11-08 08:28
本实用新型专利技术提供一种涡轮系统、涡轮机翼型、及用于翼型的边缘试片。所述试片包括试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向所述试片的边缘延伸且流体地耦合到所述冷却剂供给的向外支路;远离所述试片的所述边缘延伸且沿着所述试片的径向轴与所述向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合所述向外支路与所述返回支路的弯曲部;流体地耦合到所述返回支路的汇集通道;以及被配置成与所述翼型的翼型主体配合的耦合区。

【技术实现步骤摘要】
涡轮系统、涡轮机翼型、及用于翼型的边缘试片
本技术大体上涉及涡轮系统,且更具体地说,涉及用于翼型的冷却回路。
技术介绍
燃气涡轮系统是广泛用于例如发电等领域的涡轮机的一个实例。常规燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧室区段和涡轮区段。在燃气涡轮系统操作期间,系统中的涡轮叶片和喷嘴翼型等各种部件会经历可致使所述部件失效的高温流。由于较高的温度流一般会使燃气涡轮系统的性能、效率和功率输出提高,因此有利的是使经历高温流的部件冷却以允许燃气涡轮系统在增加的温度下操作。叶片通常包括错综复杂的内部冷却通道。通过例如燃气涡轮系统的压缩机提供的冷却剂可以传递通过冷却通道并传递到冷却通道之外以冷却叶片的各部分。由叶片中的一个或多个冷却通道形成的冷却回路可以包括例如内部近壁冷却回路、内部中心冷却回路、尖端冷却回路,以及邻接叶片的前边缘和后边缘的冷却回路。
技术实现思路
本技术的第一方面提供一种用于叶片的后边缘冷却系统,其包括冷却回路,所述冷却回路包括:朝向叶片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路(outwardleg);远离叶片的后边缘延伸且流体地耦合到汇集通道(collectionpassage)的返回支路(returnleg);以及用于耦合向外支路与返回支路的弯曲部(aturn);其中向外支路沿着叶片的径向轴与返回支路径向偏移。其中,所述向外支路相对所述返回支路的所述径向偏移是由下列各物组成的群组中选出:从所述返回支路径向朝外和从所述返回支路径向朝内。其中,所述返回支路的大小与所述向外支路的大小不同。其中,所述返回支路相对于所述向外支路周向偏移。所述周向偏移是由下列各物组成的群组中选出:所述向外支路沿着所述翼型主体的吸力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的压力侧延伸,以及所述向外支路沿着所述翼型主体的所述压力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的所述吸力侧延伸。本技术的第二方面提供一种多壁涡轮叶片,其包括设设置于所述多壁涡轮叶片内的后边缘冷却系统,所述后边缘冷却系统包括至少部分地沿着叶片的后边缘的径向长度延伸的多个冷却回路,每个冷却回路包括:朝向叶片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离叶片的后边缘延伸且流体地耦合到汇集通道的返回支路;以及用于耦合向外支路与返回支路的弯曲部;其中向外支路沿着叶片的径向轴与返回支路径向偏移。本技术的第三方面提供涡轮机,其包括燃气涡轮系统,所述燃气涡轮系统包括压缩机部件、燃烧室部件和涡轮部件,所述涡轮部件包括多个涡轮叶片,所述涡轮叶片中的至少一个包括叶片以及设设置于叶片内的后边缘冷却系统,所述后边缘冷却系统包括至少部分地沿着叶片的后边缘的径向长度延伸的多个冷却回路,每个冷却回路包括:朝向叶片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离叶片的后边缘延伸且流体地耦合到汇集通道的返回支路;以及用于耦合向外支路与返回支路的弯曲部;其中向外支路沿着叶片的径向轴与返回支路径向偏移,并且其中向外支路相对于返回支路横向偏移。本技术的第四方面提供一种用于翼型的后边缘试片(trailingedgecoupon),所述试片包括试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向试片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离试片的后边缘延伸且沿着试片的径向轴与向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合向外支路与返回支路的弯曲部;流体地耦合到返回支路的汇集通道;以及被配置成与翼型的翼型主体配合的耦合区。其中,所述向外支路相对所述返回支路的所述径向偏移是由下列各物组成的群组中选出:从所述返回支路径向朝外和从所述返回支路径向朝内。其中,所述返回支路的大小与所述向外支路的大小不同。其中,所述返回支路相对于所述向外支路周向偏移。所述周向偏移是由下列各物组成的群组中选出:所述向外支路沿着所述翼型主体的吸力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的压力侧延伸,以及所述向外支路沿着所述翼型主体的所述压力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的所述吸力侧延伸。本技术的第五方面提供一种涡轮机翼型,其包括翼型主体和试片,所述试片具有试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向试片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离试片的后边缘延伸且沿着试片的径向轴与向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合向外支路与返回支路的弯曲部;流体地耦合到返回支路的汇集通道;以及被配置成与翼型配合的耦合区。其中,所述耦合区置于所述试片的前端处,并且耦合到所述翼型主体的后边缘。其中,所述耦合区置于所述试片的一侧处,并且耦合到所述翼型主体的压力侧和吸力侧中的一个。其中,所述试片主体包括共同地形成所述试片主体的第一区段和第二区段;并且其中,所述第一区段和第二区段钎焊在一起,并且所述试片钎焊到所述翼型主体。其中,所述涡轮机翼型进一步包括冷却剂流,其穿过所述冷却剂供给、所述向外支路、所述弯曲部和所述返回通道并流入所述汇集通道,并且从所述汇集通道流到所述翼型的所述翼型主体的至少一个冷却回路。所述至少一个冷却回路提供薄膜冷却、对流冷却或冲击冷却中的至少一种。本技术的第六方面提供一种涡轮系统,其包括燃气涡轮系统,所述燃气涡轮系统包括压缩机部件、燃烧室部件和涡轮部件;所述涡轮部件包括多个涡轮叶片,所述涡轮叶片中的至少一个包括具有翼型主体的叶片以及耦合到所述翼型主体的后边缘的试片,所述试片具有试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向试片的后边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离试片的后边缘延伸且沿着试片的径向轴与向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合向外支路与返回支路的弯曲部;流体地耦合到返回支路的汇集通道;以及被配置成与翼型的翼型主体配合的耦合区。本技术的第七方面包括一种用于翼型的边缘试片,所述试片包括试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向试片的边缘延伸且流体地耦合到冷却剂供给的向外支路;远离试片的边缘延伸且沿着试片的径向轴与向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合向外支路与返回支路的弯曲部;流体地耦合到返回支路的汇集通道;以及被配置成与翼型的翼型主体配合的耦合区。本技术的说明性方面解决本说明书描述的问题和/或未讨论的其它问题。附图说明根据结合描绘本技术各种实施例的附图进行的本技术各个方面的以下详细描述,将更容易理解本技术的这些和其它特征。图1是根据各种实施例的叶片的透视图。图2A是根据各种实施例沿图1中线X--X获取的图1的叶片的横截面视图。图2B是根据各种替代实施例沿图1中线X--X获取的图1的叶片的横截面视图。图3是根据各种实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图4是根据各种实施例的图3的后边缘冷却回路的顶部横截面视图。图5的透视图描绘根据各种实施例的图1的叶片在图3和4中示出的区段。图6是根据各种实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图7是根据各种实施例的图6的后边缘冷却回路的顶部横截面视图。图8是根据各种实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图9是根据各种实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图10是根据各种实施例的燃气涡轮系统的示意图。图11是根据各种实施例的包括冷却回路的试片的透视图。图12是根据各种实施例的包括冷却回路的试片的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于翼型的后边缘试片,所述试片包括:试片主体,其包括:冷却剂供给;朝向所述试片的后边缘延伸且流体地耦合到所述冷却剂供给的向外支路;远离所述试片的所述后边缘延伸且沿着所述试片的径向轴与所述向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合所述向外支路与所述返回支路的弯曲部;流体地耦合到所述返回支路的汇集通道;以及被配置成与所述翼型的翼型主体配合的耦合区。

【技术特征摘要】
2016.10.26 US 15/3344711.一种用于翼型的后边缘试片,所述试片包括:试片主体,其包括:冷却剂供给;朝向所述试片的后边缘延伸且流体地耦合到所述冷却剂供给的向外支路;远离所述试片的所述后边缘延伸且沿着所述试片的径向轴与所述向外支路径向偏移的返回支路;用于流体地耦合所述向外支路与所述返回支路的弯曲部;流体地耦合到所述返回支路的汇集通道;以及被配置成与所述翼型的翼型主体配合的耦合区。2.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述试片包括至少一种预烧结预成型材料。3.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述冷却剂供给被配置成流体地耦合到所述翼型的所述翼型主体中的冷却剂供给,并且所述汇集通道被配置成流体地耦合到所述翼型的所述翼型主体中的冷却剂通道。4.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述耦合区置于所述试片的前端处,并且耦合到所述翼型的所述翼型主体的后边缘。5.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述耦合区置于所述试片的一侧处,并且耦合到所述翼型的所述翼型主体的压力侧和吸力侧中的一个。6.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述试片主体包括共同地形成所述试片主体的第一区段和第二区段。7.根据权利要求6所述的后边缘试片,其中,所述第一区段和第二区段钎焊在一起,并且所述试片钎焊到所述翼型的所述翼型主体。8.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述向外支路相对所述返回支路的所述径向偏移是由下列各物组成的群组中选出:从所述返回支路径向朝外和从所述返回支路径向朝内。9.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述返回支路的大小与所述向外支路的大小不同。10.根据权利要求1所述的后边缘试片,其中,所述返回支路相对于所述向外支路周向偏移。11.根据权利要求10所述的后边缘试片,其中,所述周向偏移是由下列各物组成的群组中选出:所述向外支路沿着所述翼型主体的吸力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的压力侧延伸,以及所述向外支路沿着所述翼型主体的所述压力侧延伸且所述返回支路沿着所述翼型主体的所述吸力侧延伸。12.一种涡轮机翼型,其包括:翼型主体;试片,所述试片具有试片主体,所述试片主体包括:冷却剂供给;朝向所述试片的后边缘延伸且流体地耦合到所述冷却剂供给的向外支路;远离所述试片的所述后边缘延伸且沿着所述试片的径向轴与所述向外支路径向偏移的返回支路...

【专利技术属性】
技术研发人员:RF霍斯金DW韦伯GT福斯特
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:新型
国别省市:美国,US

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