用于冲击冷却的部件及包括所述部件的旋转机械制造技术

本发明专利技术提供一种用于冲击冷却的部件及包括所述部件的旋转机械。所述部件包括限定多个孔的内壁。所述多个孔中的每个孔构造成从其中排出冷却流体。所述部件还包括与所述内壁隔开的外壁。所述外壁和所述内壁沿所述部件的纵向轴线延伸。所述部件还包括在所述内壁与所述外壁之间延伸的多个成角度壁。所述多个成角度壁限定与所述多个孔流体连通的多个成角度通道。所述多个成角度壁中的每个成角度壁以相对于所述纵向轴线的锐角延伸。

【技术实现步骤摘要】
用于冲击冷却的部件及包括所述部件的旋转机械
本专利技术的领域大体上涉及包括内部冲击冷却(internalimpingementcooling)的部件，并且更确切地说，涉及包括用于冲击冷却的多个成角度通道(angledchannels)的部件。
技术介绍
诸如燃气涡轮机的热气通路部件(hotgaspathcomponents)的一些部件会经受高温。至少一些这样的部件具有内部冷却系统，以将所述部件保持在阈值温度以下。在操作期间，内部冷却系统将冷却流体提供到限定在外壁(outerwall)与内壁(innerwall)之间的冲击腔(impingementcavity)中。但是在至少一些部件中，所述冲击腔由于诸如外壁等部件的各部分的热膨胀而经受更大应力。例如，在一些部件中，外壁在操作期间的温度比内壁高。因此，外壁将在热膨胀的作用下以与内壁不同的速率膨胀，并且外壁的支撑构件将经受更大的应力。至少一些部件包括用于在冷却流体流动流动通过冲击腔之后回收冷却流体的回收室(recoveryplenums)。但是，冷却流体的压力沿回收室变化。例如，在至少一些部件中，冷却流体从相对侧进入所述回收室中，并产生使压力沿回收室改变的流动结构。由于压力变化，不成比例的冷却流体量将绕过回收室的上游部分并进入所述回收室的下游部分中。结果，冷却系统的冷却效率降低。此外，部件冷却的均匀性降低。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种构造成用于冲击冷却的部件。所述部件包括限定多个孔的内壁。所述多个孔中的每个孔构造成从其中排出冷却流体。所述部件还包括与所述内壁隔开的外壁。所述外壁和内壁沿所述部件的纵向轴线延伸。所述部件还包括在所述内壁与所述外壁之间延伸的多个成角度壁(angledwalls)。所述多个成角度壁限定与所述多个孔流体连通的多个成角度通道。所述多个成角度壁中的每个成角度壁以相对于所述纵向轴线的锐角延伸。所述的部件还包括至少一个供应室(supplyplenum)，所述至少一个供应室至少部分地由所述内壁限定，所述至少一个供应室构造成将所述冷却流体供应到所述多个孔。所述的部件还包括至少一个回收室，所述至少一个回收室至少部分地由所述内壁限定并且与所述多个成角度通道流体连通，所述至少一个回收室构造成限定所述冷却流体的回流通路。其中，所述至少一个回收室沿所述纵向轴线延伸并且构造成沿第一方向引导所述冷却流体，所述多个成角度壁构造成至少部分地沿所述第一方向将所述冷却流体引入所述至少一个回收室中。其中，所述内壁还限定第一表面，并且所述外壁限定与所述第一表面相对的第二表面，所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁从所述第一表面延伸到所述第二表面。其中所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁与所述第一表面和所述第二表面垂直(perpendicularto)。其中，所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁包括第一表面、第二表面以及限定在所述第一表面与所述第二表面之间的厚度。其中，所述多个成角度壁中的至少一个成角度壁包括弯曲部分(curvedportion)。其中，所述多个成角度壁中的所述至少一个成角度壁是弯曲的，并且具有从所述外壁向所述内壁增大的曲率半径(radiusofcurvature)。其中，所述多个成角度壁包括第一组成角度壁和第二组成角度壁，所述第一组成角度壁中的每个成角度壁沿第一方向延伸，并且所述第二组成角度壁中的每个成角度壁沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。另一方面，提供一种旋转机械。所述旋转机械包括构造成产生燃烧气体的燃烧器部分以及构造成从所述燃烧器部分接收所述燃烧气体并从其产生机械旋转能的涡轮部分。所述燃烧气体通过所述旋转机械的通路限定了热气通路。所述旋转机械还包括靠近所述热气通路或在所述热气通路附近的部件。所述部件包括内壁以及与所述内壁隔开的外壁。所述内壁限定多个孔，这些孔构造成从其中排出冷却流体。所述外壁和内壁沿所述部件的纵向轴线延伸。所述部件还包括在所述内壁与所述外壁之间延伸的多个成角度壁。所述多个成角度壁限定与所述多个孔流体连通的多个成角度通道。所述多个成角度壁中的每个成角度壁以相对于所述纵向轴线的锐角延伸。其中，所述部件还包括至少一个供应室，所述至少一个供应室至少部分地由所述内壁限定，所述至少一个供应室构造成将所述冷却流体供应到所述多个孔。其中，所述部件还包括至少一个回收室，所述至少一个回收室至少部分地由所述内壁限定并且与所述多个成角度通道流体连通，所述至少一个回收室构造成限定所述冷却流体的回流通路。其中，所述至少一个回收室沿所述纵向轴线延伸并且构造成沿第一方向引导所述冷却流体，所述多个成角度壁构造成至少部分地沿所述第一方向将所述冷却流体引入所述至少一个回收室中。其中，所述内壁还限定第一表面，并且所述外壁限定与所述第一表面相对的第二表面，所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁从所述第一表面延伸到所述第二表面。其中，所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁与所述第一表面和所述第二表面垂直。其中，所述多个成角度壁中的所述每个成角度壁包括第一表面、第二表面以及限定在所述第一表面与所述第二表面之间的厚度。其中，所述多个成角度壁中的至少一个成角度壁包括弯曲部分。其中，所述多个成角度壁中的所述至少一个成角度壁是弯曲的，并且具有从所述外壁向所述内壁增大的曲率半径。其中，所述多个成角度壁包括第一组成角度壁和第二组成角度壁，所述第一组成角度壁中的每个成角度壁沿第一方向延伸，并且所述第二组成角度壁中的每个成角度壁沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。附图说明图1是示例性旋转机械的示意图；图2是用于图1中所示的旋转机械中的示例性部件的示意性透视图；图3是沿图2中所示的线3-3截取的图2中所示部件的截面图；图4是图2中所示部件的一部分的示意性剖视图；图5是图2中所示部件的成角度通道的示意性侧视图；以及图6是图5中所示成角度通道的替代构造的示意图。具体实施方式在以下说明和随附权利要求中，将参考多个术语，这些术语的定义如下。除非上下文明确另作规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也含有复数意义。“可选”或“可选地”意指后续描述的事件或情况可能会或可能不会发生，并且所述说明同时包括事件发生或者不发生的情况。本说明书全文和权利要求书中所用的近似语言可以用于修饰可在允许的情况下变化而不改变相关对象的基本功能的任何数量表示。因此，由一个或多个诸如“大约”、“近似”和“大体上”等术语修饰的值并不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可能与用于测量所述值的仪器的精度对应。在此处以及整个说明书及权利要求书中，可以提出范围限制。除非上下文或语言另作说明，否则这些范围可以组合和/或互换，并且包括其中所含的所有子范围。本说明书中所述的系统和方法提供了一种部件，所述部件包括通过成角度通道引导冲击冷却的多个成角度壁。所述成角度壁为所述部件提供支撑并且减小在部件的热膨胀(thermalexpansion)期间引起的应力(stresses)。确切地说，所述成角度壁从所述部件的内壁延伸到外壁，以在操作期间支撑所述外壁。此外，所述成角度通道引导冷却流进入回收室中，并减少沿所述回收室的压力损耗(pressurelosses)。因此，本说明书中所述的实施例提高了部件的冲击冷却的均匀性和效率。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种部件，所述部件构造成用于冲击冷却，所述部件包括：内壁，所述内壁限定多个孔，所述多个孔中的每个孔构造成从其中排出冷却流体；与所述内壁隔开的外壁，其中所述外壁和所述内壁沿所述部件的纵向轴线延伸；以及在所述内壁与所述外壁之间延伸的多个成角度壁，所述多个成角度壁限定与所述多个孔流体连通的多个成角度通道，其中所述多个成角度壁中的每个成角度壁以相对于所述纵向轴线的锐角延伸。

【技术特征摘要】
2017.01.03 US 15/3972491.一种部件，所述部件构造成用于冲击冷却，所述部件包括：内壁，所述内壁限定多个孔，所述多个孔中的每个孔构造成从其中排出冷却流体；与所述内壁隔开的外壁，其中所述外壁和所述内壁沿所述部件的纵向轴线延伸；以及在所述内壁与所述外壁之间延伸的多个成角度壁，所述多个成角度壁限定与所述多个孔流体连通的多个成角度通道，其中所述多个成角度壁中的每个成角度壁以相对于所述纵向轴线的锐角延伸。2.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，还包括至少一个供应室，所述至少一个供应室至少部分地由所述内壁限定，所述至少一个供应室构造成将所述冷却流体供应到所述多个孔。3.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，还包括至少一个回收室，所述至少一个回收室至少部分地由所述内壁限定并且与所述多个成角度通道流体连通，所述至少一个回收室构造成限定所述冷却流体的回流通路。4.根据权利要求3所述的部件，其特征在于，所述至少一个回收室沿所述纵向轴线延伸并且构造成沿第一方向引导所述冷却流体，所述多个成角度壁构造成至少部分地沿所述第一方向将所述冷却流体引入所述至少一个回收室中。5.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，所述内壁还限定第一表面，并且所述外壁限定与所述第一表面相对的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：NW拉泰，JA塔尔曼，GM伊策尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US