用于多壁叶片的冷却回路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于多壁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：朝向所述多壁叶片的后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线的向外支路；远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸并流体地连接到冷却剂收集通道的返回支路；以及用于连接所述向外支路和所述返回支路的弯曲部；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移。

【技术实现步骤摘要】
用于多壁叶片的冷却回路
本专利技术大体上涉及涡轮系统，且更具体地说涉及用于多壁叶片的冷却回路。
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，系统中的各种部件(如涡轮叶片和喷嘴翼型)会经受可能致使部件发生故障的高温流。由于较高温度的流一般会使燃气涡轮系统的性能、效率和功率输出提高，因此使经受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是有利的。多壁叶片通常包括错综复杂的内部冷却通道迷宫。例如由燃气涡轮系统的压缩机提供的冷却空气(或其它合适的冷却剂)可穿过冷却通道并从冷却通道排出以使多壁叶片的各个部分冷却。由多壁叶片中的一个或多个冷却通道形成的冷却回路可包括(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近多壁叶片的前后边缘的冷却回路。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种用于多壁叶片的后边缘冷却系统，包括：冷却回路，其包括：向外支路，其朝向所述多壁叶片的后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线；返回支路，其远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸，并且流体地连接到冷却剂收集通道；以及弯曲部，其用于连接所述向外支路与所述返回支路；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移。进一步地，所述冷却剂收集通道流体地连接到所述多壁叶片中的至少一个其它冷却回路。进一步地，还包括冷却剂流，所述冷却剂流穿过所述冷却回路，进入所述冷却剂收集通道，且从所述冷却剂收集通道到所述多壁叶片的至少一个其它冷却回路。进一步地，所述至少一个其它冷却回路提供膜冷却、对流冷却或冲击冷却中的至少一个。进一步地，所述向外支路与所述返回支路的所述径向偏移是由以下各物组成的群组中选出：从所述返回支路径向向外和从所述返回支路径向向内。进一步地，所述返回支路相较于所述向外支路为不同大小。进一步地，所述返回支路相对于所述向外支路周向偏移。进一步地，所述向外支路沿着所述多壁叶片的吸力侧延伸，且所述返回支路沿着所述多壁叶片的压力侧延伸，或其中：所述向外支路沿着所述多壁叶片的所述压力侧延伸，且所述返回支路沿着所述多壁叶片的所述吸力侧延伸。进一步地，还包括至少部分地沿着所述多壁叶片的所述后边缘的径向长度延伸的多个所述冷却回路。进一步地，还包括多个所述冷却回路，其中：所述多个所述冷却回路中的每一个中的所述向外支路和返回支路的大小根据所述多壁叶片的所述后边缘中的所述冷却回路的径向位置而变化。本专利技术的第二方面提供一种多壁涡轮叶片，包括：后边缘冷却系统，其安置在所述多壁涡轮叶片内，所述后边缘冷却系统包括：多个冷却回路，其至少部分地沿着所述多壁叶片的后边缘的径向长度延伸，每一冷却回路包括：向外支路，其朝向所述多壁叶片的所述后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线；返回支路，其远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸并流体地连接到冷却剂收集通道；以及弯曲部，其用于连接所述向外支路与所述返回支路；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移。进一步地，所述冷却剂收集通道流体地连接到所述多壁叶片中的至少一个其它冷却回路，所述多壁涡轮叶片还包括冷却剂流，所述冷却剂流穿过所述冷却回路,进入所述冷却剂收集通道，且从所述冷却剂收集通道到所述多壁叶片的至少一个其它冷却回路。进一步地，所述至少一个其它冷却回路提供膜冷却、对流冷却或冲击冷却中的至少一个。进一步地，所述向外支路与所述返回支路的所述径向偏移是由以下各物组成的群组中选出：从所述返回支路径向向外和从所述返回支路径向向内。进一步地，所述返回支路相较于所述向外支路为不同大小。进一步地，所述返回支路相对于所述向外支路周向偏移。进一步地，所述向外支路沿着所述多壁叶片的吸力侧延伸，且所述返回支路沿着所述多壁叶片的压力侧延伸，或其中，所述向外支路沿着所述多壁叶片的所述压力侧延伸，且所述返回支路沿着所述多壁叶片的所述吸力侧延伸。进一步地，所述多个所述冷却回路中的每一个中的所述向外支路和返回支路的大小根据所述多壁叶片的所述后边缘中的所述冷却回路的径向位置而变化。本专利技术的第三方面提供一种涡轮机，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机部件、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多壁叶片；以及后边缘冷却系统，其安置在所述多壁叶片内，所述后边缘冷却系统包括：多个冷却回路，其至少部分地沿着所述多壁叶片的后边缘的径向长度延伸，每一冷却回路包括：向外支路，其朝向所述多壁叶片的所述后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线；返回支路，其远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸并流体地连接到冷却剂收集通道；以及弯曲部，其用于连接所述向外支路与所述返回支路；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移，且其中所述向外支路相对于所述返回支路周向偏移。进一步地，所述冷却剂收集通道流体地连接到所述多壁叶片中的至少一个其它冷却回路，所述多壁涡轮叶片还包括穿过所述冷却回路，进入所述冷却剂收集通道，且从所述冷却剂收集通道到所述多壁叶片的至少一个其它冷却回路的冷却剂流。本专利技术的示例性方面解决本说明书描述的问题和/或未讨论的其它问题。附图说明根据结合附图的本专利技术的各个方面的以下详细描述，本专利技术的这些和其它特征将更容易被理解，附图描述了本专利技术的各个实施例。图1为根据各个实施例的多壁叶片的透视图。图2为根据各个实施例的图1的多壁叶片沿图1中的线X--X截取的横截面图。图3为根据各个实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图4为根据各个实施例的图3的后边缘冷却回路的俯视横截面图。图5为描述根据各个实施例的图1的多壁叶片在图3和4中所示的区段。图6为根据各个实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图7为根据各个实施例的图6的后边缘冷却回路的俯视横截面图。图8为根据各个实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图9为根据各个实施例的后边缘冷却回路的一部分的侧视图。图10为根据各个实施例的燃气涡轮系统的示意图。应注意，本专利技术的附图未必按比例绘制。附图旨在仅描述本专利技术的典型方面，且因此不应视为是对本专利技术范围的限制。在附图中，相同的数字表示各图之间的相同元件。具体实施方式如上面所指出，本专利技术大体上涉及涡轮系统，且更具体地说涉及用于多壁叶片的冷却回路。多壁叶片可包括(例如)涡轮系统的涡轮叶片或喷嘴。根据实施例，提供重新使用流的后边缘冷却回路以用于使涡轮系统(如燃气涡轮系统)的多壁叶片冷却。冷却空气流在流过后边缘冷却回路之后被重新使用。在穿过后边缘冷却回路之后，可收集冷却空气流并用来使多壁叶片的其它区段冷却。举例来说，冷却空气流可被引导到多壁叶片的压力侧或吸力侧中的至少一个以实现对流和/或膜冷却。另外，冷却空气流可被提供到多壁叶片内的其它冷却回路，包括尖端和平台冷却回路。传统的后边缘冷却回路通常在冷却空气流流过后边缘冷却回路之后将其排出多壁叶片。这并非冷却空气的高效使用方法，原因在于冷却空气在从多壁叶片排出之前可能尚未被使用到其最大热容量。相对比地，根据实施例，冷却空气流在穿过后边缘冷却回路之后用于使多壁叶片进一步冷却。在附图(参见例如图10)中，“A”轴表示轴向定向。如本说明书所用，术语“轴向”和/或“轴向地”是指物体沿着轴A的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多壁叶片的后边缘冷却系统，包括：冷却回路，其包括：向外支路，其朝向所述多壁叶片的后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线；返回支路，其远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸，并且流体地连接到冷却剂收集通道；以及弯曲部，其用于连接所述向外支路与所述返回支路；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移。

【技术特征摘要】
2016.10.26 US 15/3344741.一种用于多壁叶片的后边缘冷却系统，包括：冷却回路，其包括：向外支路，其朝向所述多壁叶片的后边缘延伸并流体地连接到冷却剂馈线；返回支路，其远离所述多壁叶片的所述后边缘延伸，并且流体地连接到冷却剂收集通道；以及弯曲部，其用于连接所述向外支路与所述返回支路；其中所述向外支路沿着所述多壁叶片的径向轴与所述返回支路径向偏移。2.根据权利要求1所述的后边缘冷却系统，其中，所述冷却剂收集通道流体地连接到所述多壁叶片中的至少一个其它冷却回路。3.根据权利要求1所述的后边缘冷却系统，其中，还包括冷却剂流，所述冷却剂流穿过所述冷却回路，进入所述冷却剂收集通道，且从所述冷却剂收集通道到所述多壁叶片的至少一个其它冷却回路。4.根据权利要求3所述的后边缘冷却系统，其中，所述至少一个其它冷却回路提供膜冷却、对流冷却或冲击冷却中的至少一个。5.根据权利要求1所述的后边缘冷却系统，...

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