[發明專利]用于冷卻渦輪葉片的系統和方法

有效

• 申請號: 201310001201.9
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103195489A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: A.E.史密斯;C.M.彭尼
• 申請（專利權）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

1.一種系統，包括：

渦輪葉片，其包括至少一個冷卻槽，所述至少一個冷卻槽構造成沿流動方向將冷卻劑從所述渦輪葉片的內部傳輸到外部，其中，所述冷卻槽包括：

　　聯接到所述內部的入口；

　　在所述入口的下游的會聚區段，其中，所述會聚區段包括沿所述流動方向減小的第一橫截面積；以及

　　沿著所述渦輪葉片的后緣而設置的出口。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括在所述會聚區段的下游的限流區段，其中，所述限流區段包括沿所述流動方向基本恒定的第二橫截面積。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述會聚區段包括沿所述流動方向的第一長度，所述限流區段包括沿所述流動方向的第二長度，并且所述第一長度大于所述第二長度。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述出口不設置在所述渦輪葉片的壓力側或吸力側上。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述出口沿著所述后緣的中線而設置。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述會聚區段包括高度和寬度，其中，所述高度和所述寬度兩者沿所述流動方向減小。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述高度和所述寬度彼此不同。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括在所述會聚區段的下游的張開區段，其中，所述張開區段包括沿所述流動方向增大的第三橫截面積。

9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述會聚區段的橫截形狀包括圓形、橢圓形、正方形、長方形或多邊形或它們的組合中的至少一個。

10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統包括具有所述渦輪葉片的渦輪。

11.一種系統，包括：

旋轉葉片，其包括：

　　前緣；

　　后緣；

　　壓力側壁；

　　吸力側壁；

　　設置在所述壓力側壁和所述吸力側壁之間的冷卻腔體；以及

　　聯接到冷卻腔體上的多個冷卻槽，其中，所述多個冷卻槽構造成沿流動方向將冷卻劑傳送通過所述后緣，并且所述多個冷卻槽中的各個包括：

　　　　會聚區段，包括沿所述流動方向減小的第一橫截面積；

　　　　聯接到所述會聚區段上的限流區段，其中，所述限流區段包括沿所述流動方向基本恒定的第二橫截面積；以及

　　　　沿著所述后緣而設置的出口。

12.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述出口不設置在所述壓力側壁或所述吸力側壁上。

13.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，各個會聚區段包括高度和寬度，其中，所述高度和所述寬度兩者沿所述流動方向減小。

14.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，各個會聚區段包括沿所述流動方向的第一長度，各個限流區段包括沿所述流動方向的第二長度，并且所述第一長度與所述第二長度的比率大于大約5:1。

15.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述系統包括在所述會聚區段的下游的張開區段，其中，所述張開區段包括沿所述流動方向增大的第三橫截面積。

16.根據權利要求11所述的系統，其特征在于，所述系統包括具有所述旋轉葉片的渦輪機，其中，所述旋轉葉片設置在轉子、定子或所述轉子和定子兩者上。

17.一種方法，包括：

形成陶瓷渦輪葉片芯體；

將所述芯體插入模具中；以及

在所述芯體和所述模具之間鑄造渦輪葉片，其中壓力側壁和吸力側壁在前緣和后緣處聯接在一起，其中，所述渦輪葉片包括多個冷卻槽，所述多個冷卻槽構造成沿流動方向將冷卻劑傳送通過所述后緣，并且所述多個冷卻槽中的各個包括：

　　會聚區段，其包括沿所述流動方向減小的第一橫截面積；

　　聯接到所述會聚區段上的限流區段，其中，所述限流區段包括沿所述流動方向基本恒定的第二橫截面積；以及

　　沿著所述后緣而設置的出口。

18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，所述出口沿著所述后緣的中線而設置。