重叠的靠近表面的冷却通道制造技术

本发明专利技术涉及一种重叠的靠近表面的冷却通道，具体而言：一种冷却结构具有前缘、后缘、正交于前缘和后缘中的每一个的第一侧部，以及与第一侧部相反且基本上正交于前缘和后缘中的每一个的第二侧部。该冷却结构包括基体表面，其由包括前缘、后缘、第一侧和第二侧部的边界限定。在基体表面下的第一组冷却通道从第一侧部附近的第一组入口延伸到第二侧部附近的第一组出口。在基体表面下的第二组冷却通道从第二侧部附近的第二组入口延伸到第一侧部附近的第二组出口。每个第一入口与第二组出口中的出口重叠。

Overlapping cooling channels close to the surface

【技术实现步骤摘要】
重叠的靠近表面的冷却通道
本公开内容大体上涉及燃气涡轮的冷却结构，且更具体地涉及重叠的冷却通道，其布线成加强结构的边缘冷却。
技术介绍
在大型框架重载工业燃气涡轮发动机中，燃烧器中生成的热气流通过涡轮以产生机械功。涡轮包括一排或多排或者一级或多级定子导叶和转子叶片，其与在逐渐降低的温度下的热气流反应。涡轮以及因此发动机的效率可通过将更高温度的气流传送到涡轮中来提高。然而，涡轮入口温度可限于涡轮(尤其是第一级导叶和叶片)的材料特性以及关于这些第一级翼型件的冷却能力值。第一级转子和定子构件暴露于最高的气流温度，其中随着气流通过涡轮级，温度逐渐地降低。第一级和第二级翼型件(导叶和叶片)应通过使冷却空气通过内部冷却通道以及将冷却空气通过薄膜冷却孔排出来冷却，以提供冷却空气的覆盖层，以保护冷却表面免遭热气流。涡轮转子叶片在由护罩形成的冷却表面内旋转，该护罩与叶片尖端形成间隙。护罩由固定在环状托架内的许多段形成。来自第一级喷嘴的热气流(包括通过间隙的泄漏)不仅降低了涡轮效率，而且还在护罩上产生过热点，这些过热点造成侵蚀或其它热致损伤，从而造成部件寿命缩短。
技术实现思路
本公开内容的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可通过实施本公开内容来学习。在一个实施例中，冷却结构具有前缘、后缘、正交于前缘和后缘中的每一个的第一侧部，以及与第一侧部相反且基本上正交于前缘和后缘中的每一个的第二侧部。冷却结构包括基体表面，其由包括前缘、后缘、第一侧和第二侧部的边界限定。在基体表面下的第一组冷却通道从第一侧部附近的第一组入口延伸到在第二侧部附近的第一组出口。在基体表面下的第二组冷却通道从第二侧部附近的第二组入口延伸到在第一侧部附近的第二组出口。每个第一入口与第二组出口中的至少一个出口重叠，且比其更接近于基体表面。第一入口中的至少一个入口供给第一组冷却空气微通道和第二组冷却空气微通道中的至少一个冷却空气微通道的通道侧部。通道侧部包括朝基体的径向内表面倾斜的过渡部分。在另一个实施例中，结构包括前缘、与前缘相反的后缘、基本上正交于前缘和后缘中的每一个的第一侧部，以及与第一侧部相反且基本上正交于前缘和后缘中的每一个的第二侧部。该结构包括基体表面，其由包括前缘、后缘、第一侧部和第二侧部的边界限定。基体表面暴露于热流体。在基体表面下的第一组冷却通道从第一侧部附近的第一组入口延伸到在第二侧部附近的第一组出口。每个冷却通道包括第一侧部相邻的通道侧部。每个通道侧部至少部分地在相邻通道侧部的径向内侧或径向外侧。在另一个实施例中，上文描述的冷却结构是燃气涡轮的部分，该燃气涡轮具有压缩机区段、定位在压缩机下游的燃烧区段中的多个燃烧器，以及定位在燃烧区段下游的涡轮区段。技术方案1.一种结构，其包括：前缘；后缘，所述后缘与所述前缘相反；第一侧部，所述第一侧部基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；第二侧部，所述第二侧部与所述第一侧部相反且基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；基体表面，所述基体表面由包括所述前缘、所述后缘、所述第一侧部和所述第二侧部的边界限定，所述基体表面暴露于热流体；在所述基体表面下的第一组冷却空气微通道，其从所述第一侧部附近的第一组入口延伸到所述第二侧部附近的第一组出口；以及在所述基体表面下的第二组冷却空气微通道，其从所述第二侧部附近的第二组入口延伸到所述第一侧部附近的第二组出口；其中所述第一组入口中的每个入口与所述第二组出口中的至少一个出口重叠，且定位成比其更接近于所述基体表面，其中所述第一组入口和所述第二组入口中的至少一个入口供给所述第一组冷却空气微通道和所述第二组冷却空气微通道中的至少一个冷却空气微通道的通道侧部，且其中所述通道侧部包括过渡部分，其中所述过渡部分朝所述基体径向内表面倾斜。技术方案2.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述第一组出口和所述第二组出口中的至少一个出口是线性的。技术方案3.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述第二组入口中的每个入口与所述第一组出口中的所述至少一个出口重叠，且定位成比所述第一组出口中的至少一个出口更接近于所述基体表面。技术方案4.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述第一组冷却空气微通道中的每个冷却通道是包括多于一个弯弧的钩形。技术方案5.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述第一组冷却空气微通道中的每个冷却通道是包括单个弯弧的J形。技术方案6.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述结构还包括腔体，其中所述第一组入口和所述第二组入口中的每个入口从所述腔体供给。技术方案7.根据技术方案6所述的结构，其特征在于，所述腔体从至少一个冷却流径供给压缩的冷却空气。技术方案8.根据技术方案1所述的结构，其特征在于，所述结构还包括多个通道侧部，其中所述通道侧部在正交于所述基体表面的方向上彼此重叠。技术方案9.一种结构，其包括：前缘；后缘，所述后缘与所述前缘相反；第一侧部，所述第一侧部基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；第二侧部，所述第二侧部与所述第一侧部相反且基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；基体表面，所述基体表面由包括所述前缘、所述后缘、所述第一侧部和所述第二侧部的边界限定，所述基体表面暴露于热流体；在所述基体表面下的第一组冷却通道，其从所述第一侧部附近的第一组入口延伸到所述第二侧部附近的第一组出口；且其中所述第一组冷却通道中的每个冷却通道包括与所述第一侧部相邻的通道侧部，且其中每个通道侧部至少部分地在相邻通道侧部的径向内侧或径向外侧。技术方案10.一种制造冷却结构的工艺，所述工艺包括通过粘结剂喷射、指向性能量沉积、材料挤压、材料喷射、粉末床熔合、薄片层叠、光聚合固化、直接金属激光熔融、直接金属激光烧结、选择性激光熔融、电子束熔融及其混合物中的至少一种来增材地构建根据权利要求1所述的冷却结构。技术方案11.一种燃气涡轮，包括：压缩机区段；定位在所述压缩机下游的燃烧区段；定位在所述燃烧区段下游的涡轮区段；其中所述燃气涡轮包括多个冷却结构，每个冷却结构包括：主体，其具有前缘、后缘、第一侧部、第二侧部和腔体；第一组冷却通道，其从所述第一侧部附近的第一多个通道入口延伸，所述第一组冷却通道包括所述第二侧部附近的第一多个直线出口；以及第二组冷却通道，其从所述第二侧部附近的第二多个通道入口延伸，所述第二组冷却通道包括所述第一侧部附近的第二多个直线出口；其中所述第一多个通道入口与所述第二多个直线出口重叠，且其中所述第二多个通道入口与所述第一多个直线出口重叠。技术方案12.根据技术方案11所述的燃气涡轮，其特征在于，所述第一组冷却通道和所述第二组冷却通道中的每一个还包括在相应的第一多个通道入口和第二多个通道入口附近的多个弯曲部分。技术方案13.根据技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构，其包括：/n前缘；/n后缘，所述后缘与所述前缘相反；/n第一侧部，所述第一侧部基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；/n第二侧部，所述第二侧部与所述第一侧部相反且基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；/n基体表面，所述基体表面由包括所述前缘、所述后缘、所述第一侧部和所述第二侧部的边界限定，所述基体表面暴露于热流体；/n在所述基体表面下的第一组冷却空气微通道，其从所述第一侧部附近的第一组入口延伸到所述第二侧部附近的第一组出口；以及/n在所述基体表面下的第二组冷却空气微通道，其从所述第二侧部附近的第二组入口延伸到所述第一侧部附近的第二组出口；/n其中所述第一组入口中的每个入口与所述第二组出口中的至少一个出口重叠，且定位成比其更接近于所述基体表面，/n其中所述第一组入口和所述第二组入口中的至少一个入口供给所述第一组冷却空气微通道和所述第二组冷却空气微通道中的至少一个冷却空气微通道的通道侧部，且/n其中所述通道侧部包括过渡部分，其中所述过渡部分朝所述基体径向内表面倾斜。/n

【技术特征摘要】
20180622 US 16/0152681.一种结构，其包括：
前缘；
后缘，所述后缘与所述前缘相反；
第一侧部，所述第一侧部基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；
第二侧部，所述第二侧部与所述第一侧部相反且基本上正交于所述前缘和所述后缘中的每一个；
基体表面，所述基体表面由包括所述前缘、所述后缘、所述第一侧部和所述第二侧部的边界限定，所述基体表面暴露于热流体；
在所述基体表面下的第一组冷却空气微通道，其从所述第一侧部附近的第一组入口延伸到所述第二侧部附近的第一组出口；以及
在所述基体表面下的第二组冷却空气微通道，其从所述第二侧部附近的第二组入口延伸到所述第一侧部附近的第二组出口；
其中所述第一组入口中的每个入口与所述第二组出口中的至少一个出口重叠，且定位成比其更接近于所述基体表面，
其中所述第一组入口和所述第二组入口中的至少一个入口供给所述第一组冷却空气微通道和所述第二组冷却空气微通道中的至少一个冷却空气微通道的通道侧部，且
其中所述通道侧部包括过渡部分，其中所述过渡部分朝所述基体径向内表面倾斜。


2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一组出口和所述第二组出口中的至少一个出口是线性的。


3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第二组入口中的每个入口与所述第一组出口中的所述至少一个出口重叠，且定位成比所述第一组出口中的至少一个出口更接近于所述基体表面。


4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一组冷却空气微通道中的每个冷却通道是包括多于一个弯弧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：BP拉西，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US