[發明專利]用于渦輪機葉輪部件的交叉吹掃流系統

有效

• 申請號: 201210029295.6
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN102628376A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: M·R·費爾斯盧;N·阿雷;M·P·富西爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30;F01D5/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;曹若

技術領域

本文中公開的主題涉及渦輪機的領域，并且更特定地涉及用于渦輪機葉輪部件的交叉吹掃流系統。

背景技術

燃氣渦輪機包括可能經受高溫的內部的且旋轉的構件。在壓縮機中，轉子構件經受導致低周疲勞、脆化以及蠕變的高溫和溫度梯度，低周疲勞、脆化以及蠕變全部對系統性能和耐久性具有有害的影響。為了增強系統性能并延長構件壽命，渦輪機包括將冷卻空氣流引導到各種構件上的吹掃系統。現有的吹掃系統依靠單級壓力降來驅動圍繞葉輪表面的空氣流。吹掃空氣流在流路中的壓力較高的區域處啟動，向著葉輪孔區域向內行進，并且返回至流路中的壓力較低的區域。以這種方式，吹掃空氣流減小了溫度梯度，并且降低了最高的轉子葉輪溫度，以增強構件壽命和渦輪機可操作性。

發明內容

根據示例性實施例的一個方面，一種葉輪部件包括具有通過中間部而延伸至第二表面的第一表面的主體。主體包括外直徑表面和中心孔。第一組多個吹掃路線形成于主體中。第一組多個吹掃路線通過主體而從第一端延伸至第二端。該第一組多個吹掃路線布置成沿著第一方向引導第一吹掃流。第二組多個吹掃路線也形成于主體中且與該第一組多個吹掃路線流體地隔絕。該第二組多個吹掃路線通過主體而從第一端部延伸至第二端部，并且布置成沿著與第一方向截然不同的第二方向引導第二吹掃流，以建立交叉吹掃流。

根據示例性實施例的另一方面，一種渦輪機包括壓縮機部和操作地連接至該壓縮機部的渦輪部。壓縮機部和渦輪部中的至少一個包括葉輪部件，該葉輪部件包括具有通過中間部而延伸至第二表面的第一表面的主體。該主體包括外直徑表面和中心孔。第一組多個吹掃路線形成于主體中。第一組多個吹掃路線通過主體而從第一端延伸至第二端。該第一組多個吹掃路線布置成沿著第一方向引導第一吹掃流。第二組多個吹掃路線也形成于主體中且與該第一組多個吹掃路線流體地隔絕。該第二組多個吹掃路線通過主體而從第一端部延伸至第二端部，并且布置成沿著與第一方向截然不同的第二方向引導第二吹掃流，以建立交叉吹掃流。

根據示例性實施例的又一方面，一種在渦輪機中遞送交叉吹掃流的方法包括：從渦輪機的流路向著葉輪部件傳遞第一吹掃流，沿著葉輪部件從渦輪機的葉輪空間傳遞第二吹掃流，引導第一吹掃流通過形成于葉輪部件中的第一吹掃流路線，引導第二吹掃流通過形成于葉輪部件中、與第一吹掃路線流體地隔絕的第二吹掃流路線，從第一吹掃流路線向著葉輪部件的中心孔排出第一吹掃流，以及從第二吹掃流路線向著流路排出第二吹掃流而在葉輪部件處建立交叉吹掃流。

根據下述結合附圖得到的描述，這些和其它的優點及特征將變得更加顯而易見。

附圖說明

在說明書的結論部分處的權利要求書中特別地指出且清楚地主張了被視為本發明的主題。根據下述結合附圖得到的詳細描述，本發明的前述和其它的特征及優點是顯而易見的，在附圖中：

圖1是包括根據一個示例性實施例的交叉吹掃流布置的渦輪機的橫截面示意圖；

圖2是包括根據該示例性實施例的交叉吹掃流布置的葉輪部件的透視圖；

圖3是圖2的葉輪部件的第一側的局部透視圖；

圖4是圖2的葉輪部件的第二側的局部透視圖；

圖5是顯示第一交叉流路線的圖2的葉輪部件的示意圖；

圖6是顯示第二交叉流路線的圖2的葉輪部件的示意圖；以及

圖7是顯示圖2的葉輪部件上的交叉流區的圖2的轉子葉輪的示意圖。

詳細的描述參照附圖以示例的方式解釋了本發明的實施例，以及優點和特征。

部件列表：

2??渦輪機

4??外殼

6??壓縮機部

8??渦輪部

20、21、22??轉子/葉輪部件

23、24、25、31、32、33??多個導葉或葉片

26、27、28??轉子/葉輪元件

35??熱燃燒氣體

38??熱氣路徑

40??提取空氣/壓縮機流

42??提取空氣通路

45??交叉吹掃流布置

48??圖2-6

50??主體

54??第一表面

55??第二表面

56??中間部

58??外直徑表面

60??中心孔

62??輪葉/葉片安裝部件

64??第一組多個吹掃路線

68??第二組多個吹掃路線

70??多個螺栓通路

72、83??管道