在冷侧上的热传递增强凸起/结构制造技术

本公开涉及用于燃气涡轮发动机(10)的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)。复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)包括复合物壁(101)，其具有流侧表面(104)和无流侧表面(102)。无流侧表面(102)包括至少一个复合物冷却突起(116,118,120,122,124)，其定位在无流侧表面(102)上且从无流侧表面(102)向外延伸。

Heat transfer enhancement / structure on the cold side

The present disclosure relates to a composite component (26,54,64,74,84,84 (a), 84 (b), 100) for a gas turbine engine (10). The composite member (26,54,64,74,84,84 (a), 84 (b), 100) comprises a composite wall (101) having a flow side surface (104) and a flow free side surface (102). The flow free side surface (102) includes at least one composite cooling protrusion (116118120122124) positioned on the non flow side surface (102) and extends outwardly from the flow free side surface (102).

【技术实现步骤摘要】
在冷侧上的热传递增强凸起/结构
本公开大体涉及用于燃气涡轮发动机的护罩。更具体而言，本公开涉及用于燃气涡轮发动机的护罩，其具有多个冷却突起。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体包括处于串行流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在运行中，空气进入压缩机区段的入口，其中，一个或多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧，从而产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流过涡轮区段内限定的热气体路径且然后通过排气区段离开涡轮区段。在特定构造中，涡轮区段包括处于串行流顺序的高压(HP)涡轮和低压(LP)涡轮。HP和LP涡轮各自包括一个或多个涡轮叶片，其从流过其中的燃烧气体抽取动能和/或热能。各个涡轮叶片典型地包括涡轮护罩，其形成围绕涡轮叶片的环或封壳。也就是说，各个涡轮护罩定位在各个对应的涡轮叶片的径向外侧且沿周向包围各个对应的涡轮叶片。在这方面，各个涡轮叶片和各个对应的涡轮护罩在其之间形成间隙。限定热气体路径的构件(诸如涡轮护罩)可由复合物材料(例如，陶瓷基质复合物)或能够承受长期暴露于热燃烧气体的另一种材料构造而成。此外，冷却空气(例如，来自压缩机区段的放气空气)可传送到护罩的径向外表面或冷侧，以对其进行冷却。传统的复合物涡轮护罩典型地包括平坦径向外表面或冷侧，其由冲击空气冷却。这个冷却可降低燃气涡轮发动机的效率和增加燃气涡轮发动机的单位燃料消耗。因此，用于燃气涡轮发动机的提供改进的热传递的护罩在本领域将是受欢迎的。
技术实现思路
在以下描述中将部分地阐述本专利技术的各方面和优点，或者根据该描述，本专利技术的各方面和优点可为显而易见的，或者可通过实践本专利技术来学习本专利技术的各方面和优点。本文公开的用于燃气涡轮的护罩包括从其径向外表面沿径向向外延伸的一个或多个冷却突起。在这方面，与传统护罩相比，本文公开的护罩有更大表面面积暴露于冷却空气，从而改进热传递。因而，本文公开的护罩增加燃气涡轮效率和降低单位燃料消耗。在一方面，本公开涉及用于燃气涡轮的复合物构件。复合物构件包括复合物壁，其具有无流侧表面。无流侧表面包括至少一个复合物冷却突起，其定位在无流侧表面上且从无流侧表面向外延伸。本公开的另一个方面涉及燃气涡轮。燃气涡轮包括压缩机区段、燃烧器、涡轮区段和至少一个复合物护罩。至少一个复合物护罩包括复合物护罩壁，其具有径向外表面和径向内表面。至少一个复合物冷却突起从护罩壁的径向外表面向外延伸。本公开的进一步方面涉及形成用于燃气涡轮的复合物构件的方法。方法包括形成复合物构件的复合物壁。复合物壁包括无流侧表面。至少一个复合物冷却突起形成在复合物壁的无流侧表面上。复合物壁和至少一个复合物冷却突起被固化。技术方案1.一种用于燃气涡轮的复合物构件，包括：复合物壁，其具有无流侧表面，其中，所述无流侧表面包括至少一个复合物冷却突起，其定位在所述无流侧表面上且从所述无流侧表面向外延伸。技术方案2.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述复合物构件为涡轮护罩、涡轮护罩安装件、涡轮定子导叶或燃烧器。技术方案3.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起由陶瓷基质复合物形成。技术方案4.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起包括圆柱形形状、圆锥形形状或半球形形状。技术方案5.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起使通过所述复合物构件的热传递增加至少15%。技术方案6.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起使通过所述复合物构件的热传递增加至少30%。技术方案7.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个冷却突起包括多个冷却突起，并且其中，所述多个冷却突起在轴向方向或周向方向上均匀地间隔开。技术方案8.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，至少一个冷却突起包括多个冷却突起，并且其中，所述多个冷却突起在轴向方向或周向方向上不均匀地间隔开。技术方案9.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起在其中限定腔体。技术方案10.根据技术方案1所述的复合物构件，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起包括0.1英寸或更少的径向长度。技术方案11.一种燃气涡轮，包括：压缩机区段；燃烧器；涡轮区段；以及至少一个复合物护罩，其包括：复合物护罩壁，其包括径向外表面和径向内表面；以及至少一个复合物冷却突起，其从所述径向外表面向外延伸。技术方案12.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其特征在于，所述至少一个复合物护罩定位在所述涡轮区段中。技术方案13.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其特征在于，所述至少一个复合物护罩包括与所述复合物护罩壁整体地形成的至少一个复合物安装壁。技术方案14.一种形成用于燃气涡轮的复合物构件的方法，所述方法包括：形成所述复合物构件的复合物壁，所述复合物壁具有无流侧表面；在所述复合物壁的所述无流侧表面上形成至少一个复合物冷却突起；以及使所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起固化。技术方案15.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个冷却突起包括与所述复合物壁分开地形成所述至少一个复合物冷却突起和使所述至少一个复合物冷却突起定位在所述复合物壁的所述无流侧表面上。技术方案16.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，通过压机或滚子形成所述至少一个复合物冷却突起。技术方案17.根据技术方案14所述的方法，其特征在于，形成所述至少一个冷却突起包括挤压所述复合物壁的所述无流侧表面的第一部分，并且其中，在挤压之后，所述复合物壁的所述无流侧表面的第二部分与所述第一部分沿径向间隔开，以形成所述至少一个冷却突起。技术方案18.根据技术方案17所述的方法，其特征在于，利用压机或滚子来挤压所述复合物壁的所述无流侧表面的所述第一部分。技术方案19.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述复合物壁和所述至少一个复合物冷却突起在高压釜中固化。技术方案20.根据技术方案15所述的方法，其特征在于，所述多个复合物层片为多个陶瓷基质复合物层片。参照以下描述和所附权利要求，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图结合在本说明书中且构成说明书的一部分，附图示出本专利技术的实施例，并且和描述共同用来说明本专利技术的原理。附图说明针对本领域普通技术人员，在说明书中阐述本专利技术的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书参照了附图，其中：图1为根据本文公开的实施例的示例性高旁通涡轮风扇喷气发动机的示意性横截面图；图2为图1中显示的燃气涡轮发动机的高压涡轮部分的横截面侧视图，其示出高压(HP)涡轮中的护罩的位置；图3为本文公开的护罩的一个实施例的透视图；图4为图3中的显示护罩的实施例的侧视图，其示出从护罩沿径向向外延伸的一个或多个冷却突起；图5(a)为矩形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；图5(b)为圆锥形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；图5(c)为圆柱形冷却突起的一个实施例的透视图，其可从图3-4中显示的护罩沿径向向外延伸；图5(d)为半球形冷却突起的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮(10)的复合物构件(26, 54, 64, 74, 84, 84(a), 84(b), 100)，包括：复合物壁(101)，其具有无流侧表面(102)，其中，所述无流侧表面(102)包括至少一个复合物冷却突起(116, 118, 120, 122, 124)，其定位在所述无流侧表面(102)上且从所述无流侧表面(102)向外延伸。

【技术特征摘要】
2015.12.02 US 14/9568751.一种用于燃气涡轮(10)的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)，包括：复合物壁(101)，其具有无流侧表面(102)，其中，所述无流侧表面(102)包括至少一个复合物冷却突起(116,118,120,122,124)，其定位在所述无流侧表面(102)上且从所述无流侧表面(102)向外延伸。2.根据权利要求1所述的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)，其特征在于，所述复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)为涡轮护罩(74,100)、涡轮护罩安装件(84,84(a),84(b))、涡轮定子导叶(54,64)或燃烧器(26)。3.根据权利要求1所述的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)，其特征在于，所述复合物壁(101)和所述至少一个复合物冷却突起(116,118,120,122,124)由陶瓷基质复合物形成。4.根据权利要求1所述的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起(116,118,120,122,124)包括圆柱形形状(120)、圆锥形形状(118)或半球形形状(122)。5.根据权利要求1所述的复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)，其特征在于，所述至少一个复合物冷却突起(116,118,120,122,124)使通过所述复合物构件(26,54,64,74,84,84(a),84(b),100)的热传递增加至...

【专利技术属性】
技术研发人员：DS斯塔普尔顿，JD巴尔迪加，GS科曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US