[發明專利]用于渦輪噴嘴冷卻的系統和方法

有效

• 申請號: 201710235411.2
• 申請日: 2017-02-04
• 公開（公告）號: CN107044302B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: B·P·萊西;D·E·施克;S·杜塔
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D9/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;傅永霄

本發明涉及用于渦輪噴嘴冷卻的系統和方法。具體而言，提供了一種具有構造成接收冷卻流(81)的沖擊套筒(92)的系統(10)。沖擊套筒(92)包括從沖擊套筒(92)的外表面(98)延伸的成列端口(100)，其中成列端口(100)中的每個端口構造成朝受熱結構(88，108)引導沖擊流(81)，且每股沖擊流包括冷卻流(81)的一部分。此外，一個或多個銷(138)相對于冷卻流(81)布置在外表面(98)外，其中該一個或多個銷(138)中的每個銷聯接在成列端口(100)的端口對(101)之間。

技術領域

本文公開的主題大體上涉及燃氣渦輪，且更具體而言涉及用于冷卻渦輪噴嘴的系統和方法。

背景技術

燃氣渦輪發動機燃燒燃料以產生熱燃燒氣體，其流過渦輪以驅動負載和/或壓縮機。在這種系統中，總體燃氣渦輪性能和效率可通過提高內部燃燒溫度而提高。受到熱氣體通路中的高溫的構件(例如熱氣體通路構件)可通過沖擊套筒從壓縮機或其它位置傳送冷卻空氣而冷卻，沖擊套筒使冷卻空氣流沖擊在熱氣體通路構件的內表面上。盡管使用此方法可為熱氣體通路構件提供冷卻，但期望進一步提高冷卻效率。

發明內容

下面概述與原始請求保護的發明相當的某些實施例。這些實施例不意在限制請求保護的發明的范圍，相反，這些實施例僅意在提供本發明的可能形式的簡要概述。事實上，本發明可包含與下文闡述的實施例類似或不同的多種形式。

在一個實施例中，一種系統包括構造成接收冷卻流的沖擊套筒。沖擊套筒包括從沖擊套筒的外表面延伸的成列端口，其中成列端口中的每個端口構造成朝高溫結構引導沖擊流，且每股沖擊流包括冷卻流的一部分。沖擊套筒還包括相對于冷卻流布置在外表面外的一個或多個銷，其中所述一個或多個銷中的每個銷聯接在成列端口中的端口對之間。

在另一個實施例中，一種系統包括構造成接收冷卻流的增材制造的沖擊套筒。沖擊套筒包括與形成增材制造的沖擊套筒的多個層大致垂直的建造軸線。沖擊套筒還包括從沖擊套筒的外表面延伸的多個端口，其中該多個端口包括多個端口列。該多個端口中的每個端口構造成朝受熱結構引導沖擊流，且每股沖擊流包括冷卻流的一部分。沖擊套筒還包括相對于冷卻流布置在外表面外的多個銷。每個端口列包括該多個銷中的一個或多個銷，其沿對應的端口列聯接在該多個端口中的端口對之間，以在增材制造期間支撐對應的端口列。該多個銷中的每個銷沿建造軸線的閾值角度內的對應的銷軸線布置。

在另一個實施例中，一種方法包括沿建造方向增材制造沖擊套筒，其中沖擊套筒包括外表面以及相對于建造方向以大于45度的角度從外表面延伸的多個端口。該多個端口中的每個端口構造成朝受熱結構引導沖擊流。沖擊套筒還包括多個銷，其中該多個銷中的每個銷沿建造方向的閾值角度內的對應的銷軸線布置。該多個銷中的每個銷聯接至該多個端口中的至少一個端口，且該多個銷中的每個銷構造成在增材制造期間支撐該至少一個端口。該方法還包括將增材制造的沖擊套筒插入燃氣渦輪的噴嘴中。

技術方案1.一種系統，包括：

沖擊套筒，其構造成接收冷卻流，其中所述沖擊套筒包括：

成列端口，其從所述沖擊套筒的外表面延伸，其中所述成列端口中的每個端口構造成朝受熱結構引導沖擊流，且每股沖擊流包括所述冷卻流的一部分；和

一個或多個銷，其相對于所述冷卻流布置在所述外表面外，其中所述一個或多個銷中的每個銷聯接至所述成列端口中的至少一個端口。

技術方案2.根據技術方案1所述的系統，其中，所述沖擊套筒包括具有建造軸線的增材制造的沖擊套筒，其中所述一個或多個銷中的每個銷沿所述建造軸線的閾值支撐角度內的對應的銷軸線對準。

技術方案3.根據技術方案2所述的系統，其中，所述成列端口中的一個或多個端口相對于所述建造軸線以大約90度從所述外表面延伸。

技術方案4.根據技術方案2所述的系統，其中，所述增材制造的沖擊套筒包括激光燒結的金屬材料。