[發(fā)明專利]渦輪葉片平臺冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110283643.8
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102400717A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·T·博伊爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本申請大體涉及燃氣輪機發(fā)動機，并且更具體而言，涉及用以冷卻鄰近的葉片平臺的吸力側(cè)的渦輪葉片平臺冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

已知的渦輪組件一般包括數(shù)排沿周向隔開的渦輪葉片。從大體上描述，各個渦輪葉片包括從平臺向外延伸的翼型件和具有鳩尾榫的從平臺向內(nèi)延伸的柄部。鳩尾榫用來將渦輪葉片安裝到轉(zhuǎn)子盤上以便與其一起旋轉(zhuǎn)。已知的渦輪葉片一般是空心的，使得內(nèi)部冷卻腔可限定成通過翼型件、平臺、柄部和鳩尾榫的至少一部分。

在翼型件與平臺之間和/或在柄部與平臺之間的交接部處可形成溫度失配，因為葉片的翼型件部分比柄部和鳩尾榫部分暴露于更高的溫度。隨著時間的過去，這樣的溫差和相關(guān)聯(lián)的熱應(yīng)變可對葉片平臺引起大的壓縮性熱應(yīng)力。此外，渦輪的提高的運行溫度總體上可導(dǎo)致渦輪葉片的氧化、疲勞、破裂和/或蠕變偏轉(zhuǎn)，并且因此導(dǎo)致渦輪葉片有縮短的使用壽命。整個渦輪葉片且特別是輪葉平臺的潛在應(yīng)力在較高的渦輪燃燒溫度的情況下一般會增大。

因此存在對特別是在平臺的吸力側(cè)的周圍具有改進的冷卻的渦輪葉片的需要。這種改進的渦輪葉片設(shè)計將允許使用較高的燃燒溫度，并且因此允許有較高的整體系統(tǒng)效率與增加的構(gòu)件壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本申請因此提供了一種渦輪葉片冷卻系統(tǒng)。該渦輪葉片冷卻系統(tǒng)可包括：具有第一渦輪葉片平臺的第一渦輪葉片，第一渦輪葉片平臺具有與壓力側(cè)通道連通的冷卻腔；以及具有第二渦輪葉片平臺的第二渦輪葉片，第二渦輪葉片平臺具有與吸力側(cè)通道連通的平臺冷卻腔。第一渦輪葉片平臺的壓力側(cè)通道與第二渦輪葉片平臺的吸力側(cè)通道連通。

本申請進一步提供了一種冷卻渦輪葉片平臺的方法。該方法可包括以下步驟：使冷卻介質(zhì)流過第一渦輪葉片平臺的壓力側(cè)通道；使冷卻介質(zhì)流過第二渦輪葉片平臺的吸力側(cè)通道；使冷卻介質(zhì)流過第二渦輪葉片平臺中的平臺冷卻腔；以及冷卻第二渦輪葉片平臺。

本申請進一步提供了一種渦輪葉片平臺。該渦輪葉片平臺可包括壓力側(cè)通道、與壓力側(cè)通道連通的冷卻回路、吸力側(cè)通道，以及與吸力側(cè)通道連通的平臺冷卻腔。

在結(jié)合若干附圖和所附權(quán)利要求審閱以下詳細描述之后，本申請的這些和其它特征和改進對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是已知的燃氣輪機發(fā)動機的構(gòu)件的示意圖。

圖2是已知的渦輪葉片的透視圖。

圖3是如可在本文中描述的渦輪葉片平臺冷卻系統(tǒng)的渦輪葉片對的俯視平面圖。

圖4是圖3的渦輪葉片平臺冷卻系統(tǒng)的渦輪葉片對的側(cè)面截面圖。

圖5是圖3的渦輪葉片平臺冷卻系統(tǒng)的分開的渦輪葉片對的局部側(cè)面透視圖。

部件列表：

10燃氣輪機發(fā)動機

15壓縮機

20空氣流

25燃燒器

30燃料流

35燃燒氣體流

40渦輪

45負載

50渦輪葉片

55翼型件

60平臺

65吸力側(cè)

70壓力側(cè)

75前緣

80后緣

85柄部

86天使翼

90鳩尾榫

95柄部腔

100渦輪葉片冷卻系統(tǒng)

110渦輪葉片

120第一渦輪葉片

130第二渦輪葉片

140間隙

150平臺

152前側(cè)

154后側(cè)

156吸力側(cè)

158壓力側(cè)

160翼型件

170柄部

180冷卻腔

190冷卻介質(zhì)

200壓力側(cè)通道

210平臺冷卻腔

220吸力側(cè)通道

230后側(cè)通道

240紊流器

具體實施方式