用于燃气涡轮发动机的喷嘴制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴。该喷嘴可以包括带、定位在带内的密封槽、从带延伸的翼型、位于翼型内的腔以及围绕带和腔定位的浮凸部。

【技术实现步骤摘要】

本技术大致涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及一种具有翼型腔浮凸部(embossment)以便限制密封槽破裂到腔内以及用于增强总体翼型冷却的燃气涡轮机喷嘴(gas turbine nozzle)。
技术介绍
冲击冷却系统已被用于祸轮机器(turbine machinery)以冷却比如为壳体(casing)、叶片、喷嘴等的部件的各种类型的部件。冲击冷却系统经由气流冷却这些部件以便在各部件之间保持足够的间隙(clearances)以及提高足够的部件寿命。但是，一些类型的已知冲击冷却系统的一个问题在于其趋于需要复杂的铸造和/或结构焊接。这种复杂结构可能不足够耐用和/或其制造和维修非常昂贵。举例来说，冲击冷却插入件(impingement cooling insert)可以定位在喷嘴翼型腔内。喷嘴凸缘(nozzle ribs)可被加工在腔内用于将冷却插入件定位其中。凸缘的端部可能需要被加工成以获得用于将冷却插入件焊接或钎焊于其中的适当的交界面。这种过程通常既费时又费钱。此外，零件寿命可能由于穿过接合点的漏气或者其他问题而缩短。因此希望提供一种改进的涡轮机喷嘴。优选地，这种改进的涡轮机喷嘴可以提供用于将冲击冷却插入件快速且有效地插入其中，而不会需要昂贵的铸造或机械加工，同时提供足够的冷却以用于延长的部件寿命和提高的整体系统效率。
技术实现思路
本技术提供一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴。该喷嘴可以包括带(band)、定位在带内的密封槽(seal slot)、从带延伸的翼型(airfoil)、位于翼型内的腔以及围绕所述带和腔定位的浮凸部。其中，所述带包括外带和/或内带。其中，所述翼型包括前缘侧壁(leading sidewall)和后缘侧壁(trailingsidewall)。其中，所述喷嘴还包括定位在所述腔内的冷却插入件。其中，所述冷却插入件包括冲击冷却插入件。其中，所述冷却插入件包括位于其中的多个孔。其中，所述冷却插入件与作为支架的浮凸部接触。其中，冷却介质穿过所述冷却插入件以冷却所述翼型。其中，所述浮凸部包括曲线构造。其中，所述曲线构造包括延伸到所述腔内的大约四十五度(45° )角。其中，所述浮凸部包括朝向所述腔延伸的适量的浇铸材料。其中，所述浮凸部围绕所述带的第一侧定位，所述密封槽围绕所述带的与所述浮凸部相对的第二侧定位。其中，所述密封槽加工到所述带内。其中，所述带包括位于其上的成角的倾斜面。本技术还提供一种制造用于燃气涡轮发动机的喷嘴的方法。该方法可以包括以下步骤:浇铸具有腔和带的翼型、围绕腔和带增加具有曲线构造的浮凸部以及相对于浮凸部将密封槽加工到所述带内。本技术还提供一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴。该喷嘴可以包括带、在带内加工的密封槽、从带延伸的翼型、位于翼型内的腔、定位在腔内的冲击冷却插入件以及围绕所述带和腔浇铸的浮凸部，浮凸部可以具有曲线构造。其中，所述冲击冷却插入件包括位于其中的多个孔。其中，所述冲击冷却插入件与作为支架的浮凸部接触。其中，冷却介质穿过所述冲击冷却插入件以冷却所述翼型。其中，所述曲线构造包括延伸到所述腔内的大约四十五度(45° )角。基于在结合几个附图和所附权利要求时对以下详细说明的审阅，本领域普通技术人员将变得容易理解本技术的这些和其他特征以及改进。【附图说明】图1是燃气涡轮发动机的示意图，示出压缩器、燃烧器、涡轮和负载。图2是具有冲击冷却插入件的喷嘴的透视图。图3是具有如在本技术中所述的冲击冷却插入件的涡轮机喷嘴的局部截面图。【具体实施方式】现在参考附图，在附图中，相同的附图标记在全部几个视图中指代相同的元件，图1示出如在本技术中使用的燃气涡轮发动机10的示意性视图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩器15。压缩器15压缩进入空气流20。压缩器15将压缩的空气流20输送至燃烧器25。燃烧器25使压缩的空气流20与加压的燃料流30混合并且点燃混合物以产生燃烧气体流35。尽管仅示出单个燃烧器25，燃气涡轮发动机10可以包括以环形排列或其他形式定位的任何数量的燃烧器25。燃烧气体流35接着被输送至涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40以便产生机械功。在涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩器15和比如为发电机等的外部负载50。燃气涡轮发动机10可以利用天然气、液体燃料、各种类型的合成气和/或其他类型的燃料及其混合物。燃气涡轮发动机10可以是由纽约斯克内克塔迪市(Schenectady)的通用电气公司提供的多种不同的燃气涡轮发动机中的任一种，其包括但不限于比如7系列或9系列重型燃气涡轮发动机等。燃气涡轮发动机10可以具有不同的构造并且可以利用其他类型的部件。本技术中也可以采用其他类型的燃气涡轮发动机。也可以在本技术中同时使用多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机以及其他类型的发电设备。图2示出可以与涡轮机40或类似设备一起使用的喷嘴60的示例。任何数量的喷嘴60可以围绕燃气涡轮机轴以环形排列定位。一般说来，喷嘴60可以包括外带65、内带70以及在其间延伸的一个或更多个翼型75。翼型75可以在其中具有一个或更多个腔80。冷却插入件85可以定位在腔80中的一个或更多个中。冷却插入件85可以具有穿过其的多个孔，用于经由比如为蒸汽等的冷却介质冲击冷却翼型75的内壁表面。外带65和/或内带70还可以具有形成在其中的一个或更多个密封槽90。密封件可以定位在相邻喷嘴60的密封槽90内，以防止热燃烧气体35由此通过。本技术中说明的喷嘴60仅用于举例目的。可以采用许多其他和不同类型的喷嘴构造。图3示出本技术中说明的涡轮机喷嘴100的示例。涡轮机喷嘴100可以包括外带110和内带120(其中仅示出一者)。翼型130可以在外带110与内带120之间延伸。可以采用一个以上的翼型130。翼型130可以具有前缘侧壁140和后缘侧壁150。所述侧壁140、150可以在其间限定翼型腔160。一个或更多个密封槽170可以定位在外带110和内带120中或者围绕外带110和内带120定位，用于使一个或更多个密封件在密封槽之间延伸。涡轮机喷嘴100及其部件可以具有任何适当的尺寸、形状或构造。涡轮机喷嘴100可以包括定位在翼型腔160内的冷却插入件180。冷却插入件180可以包括位于其中的多个孔190。在此可以采用任何数量的孔190。冷却插入件180和孔190可以具有任何适当的尺寸、形状或构造。冷却插入件180的孔190使得冷却介质200能够从孔190通过，以便通过在其上冲击来冷却前缘侧壁140、后缘侧壁150和翼型130的其他表面。冷却介质200可以是蒸汽等等。在此可以采用其他类型的冷却介质。在此可以采用其他部件以及其他构造。涡轮机喷嘴100还可以包括一个或更多个浮凸部210。浮凸部210可以是适量的另外的翼型材料。浮凸部210可以是浇铸、挤压出(extruded)或其他方式形成其中。浮凸部210可以围绕翼型腔160定位在密封槽170附近。浮凸部210可以具有基本曲线构造220。浮凸部210的曲线构造220可以以大约四十五度(45° )角延伸到翼型腔160内。在此可以采用其他角度以及其他类型的曲线构造。具体地，浮凸部210的圆角和前夹角可以足够大以便获得高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的喷嘴，其特征在于，包括：带；位于所述带内的密封槽；从所述带延伸的翼型；位于所述翼型内的腔；以及围绕所述带和所述腔定位的浮凸部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ贾斯珀，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US