用于燃气涡轮中的热气通道的壁制造技术

描述一种用于燃气涡轮中的热气通道的壁(10)，壁(10)具有背侧(16)和正侧(14)和冲击板，冲击板包括冲击冷却孔(30)，壁(10)暴露于正侧(14)处的热流体，并且壁包括成阵列的销(18)，其附连到背侧(16)上，并且在背侧(16)和冲击板(28)之间延伸，壁(10)另外包括附连到背侧(16)上的多个肋(20)，各个肋在两个销(18)之间延伸，以在背侧(16)上限定成阵列的基元(22)，并且/或者至少一个隔室壁(32)附连到背侧(16)上，以在背侧(16)上限定隔室。实施例包括冲击板(28)，其具有冲击冷却孔(30)和冷却出口孔(50)。还描述了包括上面描述的壁(10)的燃气涡轮和使用壁(10)的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气涡轮，并且更特别地，涉及用于燃气涡轮中的热气通道的壁。
技术介绍
燃气涡轮中的各种部件都会经受高温，并且因此易于退化或分裂。一组这样的部件是内部热气表面或内壁。可从背侧(冷侧)冷却这些表面，以改进它们的寿命。但是，寿命仍然有限，而且一旦开始出现缺陷(例如裂纹)，则必须立刻更换部件，因为损伤易于迅速扩散。一旦任何裂纹变得足够大而使得通过孔失去大量冷却空气从而降低冷却有效性时更是如此。作为示例，冲击冷却式背侧允许对那个区域进行馈送的全部冲击孔的总和的最大区域有裂纹或开口，以便保持工作。因此已经理解的是，可作出改进来提供较耐用且冷却较好的热气表面。
技术实现思路
在所附独立权利要求中限定本专利技术，现在应当参照所附独立权利要求。在从属权利要求中阐述本专利技术的有利特征。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于燃气涡轮中的热气通道的壁，壁具有背侧(冷侧)和正侧(热侧)和冲击板，冲击板包括冲击冷却孔，壁暴露于正侧处的热流体，并且壁包括成阵列的销，其附连到背侧上，并且在背侧和冲击板之间延伸，壁另外包括附连到背侧上的多个肋，各个肋在两个销之间延伸，以在背侧上限定成阵列的基元(cell)，并且/或者至少一个隔室壁附连到背侧上，以在背侧上限定隔室。这两个不同的选择(首先限定成阵列的基元且其次限定隔室)两者都解决了多个类似的问题，并且提供多个类似的优点。提供基元会限制损伤对热气表面的影响，因为约束了裂纹和限制了孔径。隔室也限制损伤对热气表面的影响，也是因为将影响保持在局部。因此这些选择都可改进部件寿命。部件寿命得到改进是因为提高了评定缺陷容忍性(即，可容忍多少缺陷)以及部件是否可继续使用或需要更换或修理的简易性。还可增加可允许的缺陷的数量。对热气表面中的损伤(裂纹、开口、孔)的容忍提高。可较好地控制在紧急情况寿命时期期间的壁分裂，而且可使其局部化和减慢。提供肋和/或隔室还可提高壁强度。肋特别是可提高热传递，并且因此提高冷却。隔室特别地可包含裂纹或孔产生的冷却中断，使得冷却有效性仅在局部降低。肋特别地可约束裂纹和/或孔增长。优选地，对各个基元提供单独的冲击冷却孔。这可允许均匀地冷却。在另一个实施例中，壁另外包括冷却出口孔。这可使得移除受加热冷却空气有效率。在另一个实施例中，壁另外包括第二壁，第二壁附连到壁上且基本垂直于壁。这可提高壁强度。在另一个实施例中，各个隔室包含成阵列的销和成阵列的基元。在另一个实施例中，壁的背侧、销和肋一体地铸造而成。这可提高部件寿命和稳定性。本专利技术的第二方面包括一种燃气涡轮，它包括上面描述的壁。本专利技术的第三方面包括一种冷却上面描述的用于热气通道的壁的方法，它包括使冷却流体冲击在壁的背侧上的步骤。在实施例中，壁另外包括冷却出口孔，并且方法包括以下步骤：使冷却流体通过冲击板中的冷却孔而冲击在壁的背侧上，以及通过冷却出口孔馈送冷却流体远离壁。优选地，冷却流体冲击到各个基元中。附图说明现在将仅以示例的方式且参照附图来描述本专利技术的实施例，其中：图1显示根据本专利技术的实施例的燃气涡轮的壁的俯视图；图1B和1C显示图1的在由围绕B-B和C-C的虚线显示的区段中的放大部分。图2显示沿着图1中的B-B的横截面；图3显示根据本专利技术的另一个实施例的燃气涡轮的壁的俯视图；图3A显示图3的在由围绕A-A的虚线显示的区段中的放大部分。图4显示沿着图3的A-A的横截面；以及图5显示沿着图1的C-C的横截面。图6显示根据本专利技术的另一个实施例的燃气涡轮的壁的俯视图；部件列表10壁14正侧16背侧18销20肋22基元24第二壁26加强肋28冲击板30冲击冷却孔32隔室壁40前边缘42后边缘44侧边缘50冷却出口孔52冷却空气出口方向。具体实施方式图1和图2(沿着图1中的B-B的横截面)显示用于燃气涡轮的壁10，壁暴露于热流体，诸如正侧14上的热排气。在壁的背侧16上附连成阵列的销18。肋20在销之间延伸，并且附连到销和后壁两者上。肋在壁的背侧上限定基元22。可选地，可提供第二壁24，它附连到壁的背侧16上，并且基本或完全垂直于背侧16。加强肋26可附连到壁和第二壁上，以实现结构支承。图2另外显示冲击板28，在销附近添加冲击板28。冲击冷却孔30可设置在冲击板28中。冲击冷却孔通常设置在基元22的中心上，使得图2中显示的冲击冷却孔实际上退后到显示的其它特征后面。在图2中，为了有助于清晰度，虚线显示构件的限定，但虚线不必显示物理特征。图3显示类似于图1的实施例，其中提供额外的隔室壁32。这些隔室壁32将壁的背面分成隔室，各个隔室包括多个基元。图4显示沿着图3中的A-A的横截面。在图4中，冲击板28设置在隔室壁32附近。备选地，冲击板可设置在销附近，各个隔室有单独的冲击板。冲击孔(未显示)还设置在冲击板中，如在本说明书别处所描述的那样。图5显示沿着图1中的C-C的横截面。在图1中，显示前边缘40(前缘)、后边缘42(后缘)和侧边缘44，其限定冷却区域的外侧边缘。在这些侧中的一个或多个处，可布置冷却出口孔50，诸如图5中显示的那些。图5中的冷却系统也可在图3的实施例中使用。图6显示类似于图2的实施例，但其中仅提供了隔室，而且没有基元。在使用期间，优选地通过冲击板28中的冲击孔30提供冷却流体，诸如冷却空气。然后冷却流体冲击在壁10的背侧16上，从而冷却壁。然后冷却流体围绕销18渗透到成阵列的基元22的边缘(例如，在前边缘、后边缘、侧边缘和/或第二壁处)，在那里，冷却流体通过冷却出口孔50离开。在燃气涡轮检查期间，可使用管道镜来检查燃气涡轮部件，诸如本专利技术的壁的正侧。燃气涡轮热气壁易于受损，而且在检查正侧时，可看到热气壁的损伤。在存在损伤(特别是裂纹或孔)的情况下，本专利技术的肋可约束损伤，以及使裂纹或孔停止扩大超过单个基元的限制。这表示损伤得到抑制，而且与没有肋的壁(其中裂纹或孔可扩大到壁的较大区域)相比，可继续在更长时间使用壁而不维修或更换。因此其余的紧急情况寿命(即使在受损时，构件也可继续使用的时间，诸如在裂纹或孔或另一类失效之后的时间)可增加，而且可较好地预计，因为裂纹传播通常将停止。在包括隔室的实施例中，隔室使得能够通过分开冷却空气来进一步控制损伤。在隔室中的基元内已经出现足够的裂纹或孔，使得冷却流体流所提供的冷却无效的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮中的热气通道的壁(10)，所述壁(10)具有背侧(16)和正侧(14)和冲击板，所这冲击板包括冲击冷却孔(30)，所述壁(10)暴露于所述正侧(14)处的热流体，并且所述壁包括成阵列的销(18)，其附连到所述背侧(16)上，并且在所述背侧(16)和所述冲击板(28)之间延伸，所述壁(10)另外包括‑附连到所述背侧(16)上的多个肋(20)，各个肋在两个销(18)之间延伸，以在所述背侧(16)上限定成阵列的基元(22)，以及/或者‑至少一个隔室壁(32)，其附连到所述背侧(16)上，以在所述背侧(16)上限定隔室。

【技术特征摘要】
2015.01.20 EP 15151809.91.一种用于燃气涡轮中的热气通道的壁(10)，所述壁(10)具有背侧(16)和正侧(14)和
冲击板，所这冲击板包括冲击冷却孔(30)，所述壁(10)暴露于所述正侧(14)处的热流体，并
且所述壁包括成阵列的销(18)，其附连到所述背侧(16)上，并且在所述背侧(16)和所述冲
击板(28)之间延伸，所述壁(10)另外包括
-附连到所述背侧(16)上的多个肋(20)，各个肋在两个销(18)之间延伸，以在所述背侧
(16)上限定成阵列的基元(22)，以及/或者
-至少一个隔室壁(32)，其附连到所述背侧(16)上，以在所述背侧(16)上限定隔室。
2.根据权利要求1所述的壁，其特征在于，对所述基元中的各个提供单独的冲击冷却
孔。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的壁(10)，其特征在于，所述壁(10)另外包括在
前边缘(40)、后边缘(42)和侧边缘(44)中的一个中的冷却出口孔(50)，其中所述前边缘40、
所述后边缘42和侧边缘44限定所述壁(10)的冷却区域。
4.根据权利要求1至2中的任一项所述的壁(10)，其特征在于，所述壁(10)另外包括第
二壁(24)，所述第二壁(24)附连到所述壁(10)上，并且基本垂直于所述壁(10)。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的壁(10)，其特征在于，各个隔室包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：C迪迪安，H布兰德，M科彻特，R科伊恩科，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH