專利名稱：噴嘴塊平臺邊緣的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及燃氣渦輪的噴嘴塊的冷卻系統(tǒng)，尤其，涉及冷卻圍繞著渦輪軸線排列成環(huán)形組的相鄰的噴嘴塊的內(nèi)外平臺的相鄰邊緣的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在燃氣渦輪中，環(huán)形的噴嘴組放置在熱氣體通道中，使氣體流轉(zhuǎn)動和加速，以達到葉片的最優(yōu)性能。在渦輪的第一級中，有多個圓周上隔開的噴嘴葉片，它們一般在徑向在內(nèi)外環(huán)形帶之間延伸。當氣體流過渦輪的多個級時，這些帶將氣體流限制成環(huán)形形狀。安裝在渦輪轉(zhuǎn)子上的多個圓周上隔開的葉片軸向位于該環(huán)形噴嘴組的下游，并形成帶有噴嘴的一個渦輪級。渦輪第一級的噴嘴一般設在噴嘴塊中。每一個噴嘴塊包括一個內(nèi)平臺和一個外平臺，和在該二個平臺之間延伸的至少一個葉片。噴嘴塊在圓周上互相對正。特別是，每一個噴嘴塊的內(nèi)外平臺在圓周上分別與相鄰塊的內(nèi)外平臺對正。在這種結(jié)構(gòu)中，沿著平臺邊緣，在相鄰的塊之間形成間隙。先前的噴嘴平臺邊緣不冷卻，或由相鄰的噴嘴塊的薄膜冷卻方法進行冷卻，或由從噴嘴塊中的大的沖擊空腔至噴嘴塊之間的間隙的長孔進行冷卻。然而，由相鄰噴嘴進行的薄膜冷卻，當該冷卻薄膜與噴嘴的塊之間的間隙相交時，會降低冷卻效率。當使用從沖擊空腔出來的長孔時，由該孔進行的邊緣冷卻是離散的，而不是連續(xù)的，因此效率低。
某種現(xiàn)有噴嘴設計的相鄰的平臺邊緣作成使該噴嘴塊之間的間隙對準，與熱氣體流向量平行。使噴嘴塊的相鄰的邊緣完全對準很難做到，它是制造和熱力機械問題造成的結(jié)果。如果上述塊之間的間隙不與流動方向?qū)?，則沿著平臺表面的熱氣體的核芯流動邊界層可能脫開。在該平臺相鄰邊緣上，邊界層的脫開會造成該平臺的邊緣附近傳熱被阻止，和跨過該間隙任何薄膜冷卻介質(zhì)的冷卻效率降低。
雖然希望使內(nèi)部塊間隙對準，與流動向量平行，但由于其他原因，也可使噴嘴平臺邊緣與轉(zhuǎn)子的軸線平行。這可以不需取下該渦輪殼的頂部一半，就可取出噴嘴，使維修成本較低和較靈活。結(jié)果，各塊之間的間隙不與葉片的核心流動下游對準。這種設計對平臺變形很敏感，這種變形使相鄰的噴嘴塊的平臺邊緣之間不匹配，和使核心流動可“看見”一個面對臺階。由于邊界層脫開，一般與渦輪軸線平行的噴嘴塊平臺的邊緣受到嚴重的熱損壞。因此，希望提供一種在該邊緣一般與渦輪軸線平行時，減小或消除與噴嘴塊的邊緣冷卻有關(guān)的上述問題的冷卻系統(tǒng)。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，沿著內(nèi)平臺和外平臺中的每一個平臺的至少一個邊緣(最好為二個邊緣)設有一個細長的增壓室。每一個增壓室?guī)в卸鄠€在冷卻介質(zhì)源(例如壓縮機排出空氣)之間連通的供給或輸入通道。該供給通道在沿著該增壓室的隔開位置上，與該細長的增壓室連通。沿著每一個增壓室，在隔開位置上設有多個與每一個增壓室連通的輸出通道；并且在沿著平臺的隔開位置上具有通過該平臺的相應側(cè)邊緣的輸出孔。另外的通道與該增壓室連通，并且其終端為暴露在熱氣體通道中的平臺表面上的多個薄膜冷卻孔。這樣，從該增壓室送至該薄膜冷卻孔的冷卻介質(zhì)，對暴露在熱氣體通道中的該平臺表面進行薄膜冷卻。
從每一個增壓器出來的該輸出通道和通道的位置使得每一個輸入通道不能直接與輸出通道和該另外的通道有按視線的連通。結(jié)果，冷卻介質(zhì)沖擊每一個增壓室的壁，并對該平臺的邊緣進行附加的內(nèi)部對流冷卻。另外，該冷卻介質(zhì)供給通道提供沿著該增壓室長度的基本上均勻的壓力和冷卻劑流動，產(chǎn)生連續(xù)而不是不連續(xù)的冷卻作用。作為這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果，該平臺的邊緣由下列方式冷卻(i)由于該增壓室接近要冷卻的邊緣而產(chǎn)生的傳熱和對流；(ii)在該邊緣下面通過該輸出通道流動和通過輸出孔流入該塊之間間隙的冷卻介質(zhì)；(iii)由于不能直接從入口按視線流動至出口引起的冷卻介質(zhì)沖擊該增壓室內(nèi)部；和(iv)薄膜冷卻。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，提供一種具有軸線的渦輪的噴嘴塊，它包括內(nèi)平臺和外平臺和至少一個在它們之間延伸的噴嘴葉片；該平臺的側(cè)邊緣大致與該軸線平行地延伸；一個供所述平臺中的至少一個用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源；沿著所述一個平臺的側(cè)邊緣中的至少一個延伸的第一細長增壓室；多個輸入通道在沿著所述增壓室的隔開的位置上，在所述冷卻介質(zhì)源和所述增壓室之間連通；多個輸出通道在沿著所述增壓室的隔開位置上，與所述增壓室連通，并在沿著平臺的一些隔開的位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述一個側(cè)邊緣的一些輸出孔；與所述增壓室及多個沿著所述一個平臺的表面配置的多個薄膜冷卻孔連通的用于供給冷卻介質(zhì)并對所述平臺表面進行薄膜冷卻的通道；所述輸入通道，所述輸出通道和所述通道排列成使所述輸入通道并不將冷卻介質(zhì)按視線流動導入該輸出通道和所述通道中。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，提供在具有軸線的渦輪中，多個噴嘴塊圍繞著所述軸線排列成一個圓周組，每一個所述的噴嘴塊包括內(nèi)平臺和外平臺，和在它們之間延伸的至少一個噴嘴葉片，所述平臺具有大致上與該軸線平行延伸的，并與相鄰的噴嘴塊的平臺側(cè)邊緣大致沿圓周對正的側(cè)邊緣；一個供各噴嘴塊的平臺中的至少一個用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源；沿著所述一個平臺的側(cè)邊緣中的至少一個延伸的一第一細長的增壓室；多條輸入通道在沿著所述增壓室的隔開的位置上，在所述冷卻介質(zhì)源和所述增壓室之間連通；多個輸出通道在沿著所述增壓室的隔開位置上，與所述增壓室連通，并在沿著平臺的一些隔開的位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述一個側(cè)邊緣的一些輸出孔，用于使冷卻介質(zhì)向著相鄰噴嘴塊的一平臺的側(cè)邊緣流動；與所述增壓室及多個沿著所述一個平臺表面配置的多個薄膜冷卻孔連通的用于供給冷卻介質(zhì)并對所述平臺表面進行薄膜冷卻的通道；所述輸入通道，所述輸出通道，和所述通道被安排成使所述輸入通道并不按視線流動將冷卻介質(zhì)導入該輸出通道和所述通道中。
在根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例中，提供了一種具有軸線的渦輪的噴嘴塊，它包括內(nèi)平臺和外平臺，和在它們之間延伸的至少一個噴嘴葉片，所述平臺的相反的側(cè)邊緣靠近該葉片的各自的負壓側(cè)和壓力側(cè)；一個供所述平臺中的至少一個使用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源，沿著所述一個平臺的相反側(cè)邊緣延伸的第一和第二個細長的增壓室；多個第一和第二輸入通道在沿著增壓室的一些隔開位置上在所述冷卻介質(zhì)源和所述第一與第二個增壓室之間分別連通；多個第一和第二輸出通道在沿著所述增壓室的一些隔開位置上，分別與所述第一和第二增壓室連通，并沿著所述一個平臺的隔開位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的相反側(cè)邊緣的一些輸出孔；多個第一和第二通道分別與所述第一和第二個增壓室連通；以及多個薄膜冷卻孔沿著所述一個平臺的表面配置用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻。
沿著靠近所述葉片負壓側(cè)和壓力側(cè)的所述平臺的相應側(cè)邊緣延伸的所述第一和第二增壓室所述第一增壓室，離開所述葉片的所述負壓側(cè)上的所述平臺的一側(cè)邊緣，比所述第二增壓室離開所述葉片的所述壓力側(cè)上的平臺的所述側(cè)邊緣更近。
附圖的簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的，在一級一個噴嘴中包括一個噴嘴塊平臺邊緣冷卻系統(tǒng)的三級渦輪的一部分的示意性部分視圖；圖2為該級一個噴嘴的噴嘴塊的透視圖；圖3為表示從負壓側(cè)看的，一個平臺的相反側(cè)邊緣和一個噴嘴塊的葉片的放大的部分透視圖；圖4為與圖3相同的，除去平臺表面，以表示平臺內(nèi)的冷卻系統(tǒng)的圖；圖5為內(nèi)平臺表面除去，以顯露冷卻系統(tǒng)的該內(nèi)平臺的透視圖；和圖6為除去平臺表面，以顯露冷卻系統(tǒng)的內(nèi)平臺的壓力側(cè)的透視圖。
優(yōu)選實施例詳述圖1表示一個多級渦輪部分10，它包括具有轉(zhuǎn)子輪14、16和18的一個轉(zhuǎn)子12。在渦輪的熱氣體通道中，葉片20、22和24分別安裝在該轉(zhuǎn)子輪14、16和18上。第一、第二和第三個噴嘴級相同比表示，并分別用噴嘴葉片26、28和30表示。噴嘴葉片26、28和30轉(zhuǎn)動和加速熱氣體，使該葉片和轉(zhuǎn)子圍繞渦輪的軸線32轉(zhuǎn)動。
從圖2可看出，第一級噴嘴由多個噴嘴塊34構(gòu)成，每一個噴嘴塊具有一個內(nèi)平臺36和一個外平臺38。在該內(nèi)外平臺之間至少有一個噴嘴葉片26延伸。噴嘴塊34圍繞著渦輪軸線配置成環(huán)形組，每一個內(nèi)外平臺的相反的邊緣在圓周上分別與相鄰的塊的內(nèi)外平臺的相鄰的邊緣對正。這樣，內(nèi)平臺36的相反的邊緣圓周上與相鄰的塊的相鄰的邊緣對正，因而形成一個塊之間的間隙。同樣，該外平臺38具有相反的邊緣，該相反的邊緣圓周上與相鄰的塊的相應的邊緣對正，形成塊之間的間隙。從圖中可看出，噴嘴塊之間的間隙是直的，即基本上與渦輪軸線平行，使得不需要取下渦輪殼的頂部一半，即可取下噴嘴。平臺的邊緣，特別是葉片26的后部受到嚴重的熱應力作用，因此需要先進的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)相對于該內(nèi)外平臺對稱，因此說明一個平臺的冷卻系統(tǒng)就是以說明其他的平臺冷卻系統(tǒng)。
圖4和5表示，沿著噴嘴塊的負壓側(cè)，具有一個邊緣42的內(nèi)平臺36。即平臺的低壓和壓力側(cè)的邊緣分別為最接近葉片26的負壓側(cè)和壓力側(cè)的側(cè)邊緣。每一個平臺包括一個冷卻介質(zhì)源(例如壓縮機排出空氣)，該冷卻介質(zhì)送至位于該平臺內(nèi)中心處的腔46。腔46將冷卻介質(zhì)送至噴嘴的各個部分，并形成本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的一部分。
該冷卻系統(tǒng)包括第一個增壓室48，它沿著該平臺的負壓側(cè)邊緣42基本上平行延伸，并位于暴露在熱氣體通道中的熱氣體中的該平臺的表面下面。該增壓室48兩端封閉。該增壓室可與噴嘴整體鑄造，或可以鉆出，并堵塞一端。圖5和6所示的放大的錐度端可使該增壓室容納一個沒有示出的塞子。增壓室48的橫截面為圓形。該增壓室的橫截面可以不是圓形，例如直線形或其他形狀。多個第一個輸入通道50使冷卻介質(zhì)從該腔46通入該增壓室48中。該第一個輸入通道50彼此隔開，并且一般沿著該增壓室48隔開距離相等。這樣，冷卻介質(zhì)送至第一個增壓室48，并在該增壓室的整個長度上，將增壓室48保持在較固定的壓力下。如圖所示，多個第一個輸出通道52，沿著該增壓室48，在隔開的位置上與該增壓室連通，并具有通過該平臺的側(cè)邊緣42的輸出開口54。該輸出通路52一般沿著該增壓室隔開距離相等，并且出口54沿著該平臺的側(cè)邊緣隔開相等的距離。
另外，第一個通道56使該增壓室48和在該平臺表面上作出的薄膜冷卻孔58之間的冷卻介質(zhì)連通，以便薄膜冷卻暴露在熱氣體通道中的表面。該輸入通路50，輸出通路52和通路56排列成使得當冷卻介質(zhì)流入該增壓室48的，輸入通路50不能使冷卻介質(zhì)直線按視線流入該輸出通路52和通路56中。結(jié)果，可對該增壓室的表面進行沖擊冷卻，增強內(nèi)部對流冷卻。冷卻介質(zhì)接近該增壓室48可對該平臺的側(cè)邊緣42進行傳熱和對流冷卻。另外，通路52和出口54將冷卻介質(zhì)輸送入相鄰平臺之間的塊之間的間隙中，進行相鄰噴嘴的側(cè)邊緣的冷卻。在該平臺的負壓側(cè)，薄膜冷卻孔58在沿著該平臺的流動方向上(即在葉片的負壓側(cè)的一般方向上延伸的方向上)，引導薄膜冷卻介質(zhì)。
從圖6可看出，第二個增壓室70一般與平臺36的相對的側(cè)邊緣72平行(即與該平臺的壓力側(cè)邊緣72平行)。增壓室70與該平臺的相對側(cè)邊緣72隔開，比第一個增壓室48與側(cè)邊緣42隔開得多。在負壓側(cè)也同樣，多個第二個輸入通路74，在沿著增壓室70的隔開位置上，使噴嘴塊的中心腔46和第二個增壓室70連通，將冷卻介質(zhì)從腔46送至增壓室70。同樣，多個第二個輸出通路78沿著該平臺的側(cè)邊緣72，將冷卻介質(zhì)從第二個增壓室70通至第二個輸出孔80。該輸出孔80和通路78一般彼此隔開距離相等。最后，第二個通路82與第二個增壓室70連通，多個薄膜冷卻孔84沿著靠近壓力側(cè)的平臺的表面配置。該薄膜冷卻孔84一般在熱氣體流動的方向，引導薄膜冷卻介質(zhì)通過葉片。這樣，該第二個薄膜冷卻孔84引導冷卻介質(zhì)通過該塊之間的間隙，對相鄰的噴嘴塊的出氣邊部分進行薄膜冷卻。
如圖2和3所示，為了減小在平臺的壓力側(cè)和相鄰平臺的負壓側(cè)之間的熱脈沖或流動斷路，靠近該出氣邊和沿著該平臺的負壓側(cè)邊緣的平臺邊緣部分88。在熱氣體通道中的該平臺表面的相鄰部分90(圖2)下面，稍微凹下。沿著負壓側(cè)的平臺的出氣邊緣部分所在高度，等于或在沿著相鄰的平臺的壓力側(cè)的邊緣高度以下，因此可避免沿著負壓側(cè)邊緣的熱脈沖，和相鄰的噴嘴塊之間的成角度流動的斷路。
利用上述的冷卻系統(tǒng)、冷卻介質(zhì)接近每一個平臺的第一和第二個增壓室，可對該平臺的邊緣進行傳熱和對流冷卻。另外，第二個薄膜冷卻孔84可沿著該噴嘴塊的壓力側(cè)的下游部分，以及沿著相鄰的塊的負壓側(cè)進行薄膜冷卻。該薄膜冷卻孔58對沿著該噴嘴塊的負壓側(cè)的平臺表面進行薄膜冷卻。第一和第二個冷卻孔84和80位于暴露在熱氣體通道的平臺表面下面，并可將冷卻介質(zhì)通入該塊之間的間隙中，以冷卻該邊緣。最后，輸入通道相對于輸出通道和通路的布局，使得冷卻介質(zhì)不能產(chǎn)生按視線的流動，結(jié)果可增強對該邊緣的傳熱和對流冷卻。
雖然已結(jié)合目前認為是最實際和優(yōu)選的實施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不是僅限于所述的實施例，相反，在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)，要涵蓋各種改變和等同的變化。
零件清單10-多級渦輪部分，12-轉(zhuǎn)子，14，16，18-轉(zhuǎn)子輪，20，22，24-葉片，26，28，30-噴嘴葉片，32-軸線，34-噴嘴塊，36-內(nèi)平臺，38-外平臺，42-邊緣，46-腔，48，70-增壓室，50-輸入通道，52，78-輸出通道，54，80-輸出孔，56，82-通道，58，84-薄膜冷卻孔，72-邊緣74-輸入通道，88-平臺邊緣部分，90-部分
權(quán)利要求
1.一種具有軸線(32)的渦輪的噴嘴塊(34)，它包括內(nèi)平臺和外平臺(36，38)和至少一個在它們之間延伸的噴嘴葉片(40)；所述平臺的側(cè)邊緣(42，72)大致與該軸線平行地延伸；一個供所述平臺中的至少一個用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源(46)；沿著所述一個平臺的側(cè)邊緣(42，72)中的至少一個延伸的第一細長增壓室(48，70)；多個輸入通道(50，74)在沿著所述增壓室的隔開的位置上，在所述冷卻介質(zhì)源(46)和所述增壓室(48，70)之間連通；多個輸出通道(52，78)在沿著所述增壓室的隔開位置上，與所述增壓室連通，并在沿著平臺的一些隔開的位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述一個側(cè)邊緣(42，72)的一些輸出孔(54，80)；與所述增壓室及多個沿著所述一個平臺的表面配置的多個薄膜冷卻孔(58，84)連通的用于供給冷卻介質(zhì)并對所述平臺表面進行薄膜冷卻的通道(56，82)；所述輸入通道(50，74)，所述輸出通道(52，78)和所述通道(56，82)排列成使所述輸入通道(50，74)并不將冷卻介質(zhì)按視線流動導入該輸出通道(52，28)和所述通道(56，82)中。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴塊。其特征為，所述葉片(40)具有壓力側(cè)和負壓側(cè)，所述冷卻系統(tǒng)包括沿著所述一個平臺的相對側(cè)邊緣(72)延伸的第二細長的增壓室(70)，多個第二輸入通道(74)，在沿著所述第二增壓室的一些隔開的位置上，在所述冷卻介質(zhì)源和所述第二增壓室(70)之間連通；多個隔開的輸出通道(78)在沿所述第二增壓室的一些間隔位置上與所述第二增壓室(70)連通，并在沿著所述一個平臺的一些隔開位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述相對側(cè)邊緣(72)的一些第二輸出孔(80)；第二通道(82)，與所述第二增壓室(70)和沿著所述平臺表面配置的用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面由薄膜冷卻的多個第二薄膜冷卻孔(84)連通；所述第二輸入通道(74)，所述第二輸出通道(78)和所述第二通道(82)被安排成使所述第二輸入通道并不將該冷卻介質(zhì)按視線流動引導至該第二輸出通道和所述第二通道中；所述第一增壓室(48)沿著所述葉片負壓側(cè)上的所述一個側(cè)邊緣延伸，該葉片處在離所述一個平臺的所述一個邊緣(42)，比沿著所述葉片的壓力側(cè)上的所述相對的側(cè)邊緣(72)延伸的第二增壓室(70)相對于所述一個平臺的所述相對的邊緣更近。
3.如權(quán)利要求1所述的噴嘴塊，其特征為，所述葉片具有壓力側(cè)和負壓側(cè)表面，所述冷卻系統(tǒng)包括沿著所述一個平臺的一個相反側(cè)邊緣(72)延伸的第二細長的增壓室(70)；多個第二輸入通道(74)在沿著所述第二增壓室的隔開位置上，與所述冷卻介質(zhì)源和所述第二增壓室(70)之間連通；多個第二輸出通道(78)在沿著所述第二平臺的一些隔開位置上，與所述第二增壓室連通，并在沿著所述一個平臺的一些隔開位置上，具有經(jīng)所述一個臺的所述相反的側(cè)邊緣(72)的一些第二輸出孔(80)；第二通道(82)與所述第二增壓室(70)和沿著所述一個平臺的表面配置的用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻的多個第二個薄膜冷卻孔(84)連通；所述第二輸入通道(74)，所述第二輸出通道(78)和所述第二通道(82)被安排成使所述第二輸入通道并不將冷卻介質(zhì)按視線流動導入第二輸出通道和所述第二通道中；該首次提到的薄膜冷卻孔(58)引導冷卻介質(zhì)沿著該平臺表面流動，以便沿與該葉片的負壓側(cè)表面大致平行的方向，進行薄膜冷卻。
4.如權(quán)利要求1所述的噴嘴塊，其特征為，所述葉片具有壓力側(cè)和負壓側(cè)表面，所述冷卻系統(tǒng)包括沿著所述一個平臺的一個相反側(cè)邊緣(72)延伸的第二細長的增壓室(70)；多個第二個輸入通道(74)在沿著所述第二增壓室的隔開位置上，與所述冷卻介質(zhì)源和所述第二增壓室(70)之間連通；多個第二輸出通道(78)在沿著所述第二平臺的隔開位置上，與所述第二增壓室連通，并在沿著所述一個平臺的一些隔開位置上，具有經(jīng)所述一個臺的所述相反的側(cè)邊緣(72)的一些第二輸出孔(80)；第二通道(82)與所述第二增壓室(70)和沿著所述一個平臺的表面配置的用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻的多個第二個薄膜冷卻孔(84)連通；所述第二輸入通道(74)，所述第二輸出通道(78)和所述第二通道(82)被安排成使所述第二輸入通道并不將冷卻介質(zhì)按視線流動導入第二輸出通道和所述第二通道中；沿著所述葉片的所述壓力側(cè)上的所述平臺表面配置的所述一些第二薄膜冷卻孔(84)對準該平臺的所述相反邊緣。
5.如權(quán)利要求1所述的噴嘴塊，其特征為，所述第一個增壓室(48)在相反的兩端被封閉。
6.如權(quán)利要求1所述的噴嘴塊，其特征在于，所述葉片具有壓力側(cè)和負壓側(cè)表面，所述冷卻系統(tǒng)包括沿著所述一個平臺的一個相反側(cè)邊緣(72)延伸的第二細長的增壓室(70)；多個第二個輸入通道(74)在沿著所述第二增壓室的隔開位置上，與所述冷卻介質(zhì)源和所述第二增壓室(70)之間連通；多個第二輸出通道(78)在沿著所述第二平臺的隔開位置上，與所述第二增壓室連通，并在沿著所述一個平臺的一些隔開位置上，具有經(jīng)所述一個臺的所述相反的側(cè)邊緣(74)的一些第二輸出孔(80)；第二通道(82)與所述第二增壓室(70)和沿著所述一個平臺的表面配置的用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻的多個第二個薄膜冷卻孔(84)連通；所述第二輸入通道(74)，所述第二輸出通道(78)和所述第二通道(82)被安排成使所述第二輸入通道并不將冷卻介質(zhì)按視線流動導入第二輸出通道和所述第二通道中；鄰近所述葉片(88)的負壓側(cè)上的所述一側(cè)邊緣的所述一平臺的一部分表面在該平臺的其余表面部分下面凹下。
7.在具有軸線(32)的渦輪中，多個噴嘴塊(34)圍繞著所述軸線排列成一個圓周組，每一個所述的噴嘴塊包括內(nèi)平臺和外平臺(36，38)，和在它們之間延伸的至少一個噴嘴葉片(40)，所述平臺具有大致上與該軸線平行延伸的，并與相鄰的噴嘴塊的平臺側(cè)邊緣大致沿圓周對正的側(cè)邊緣(42，72)；一個供各噴嘴塊的平臺中的至少一個用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源(46)；沿著所述一個平臺的側(cè)邊緣(42，72)中的至少一個延伸的一第一細長的增壓室(48，70)；多條輸入通道(50，74)在沿著所述增壓室的隔開的位置上，在所述冷卻介質(zhì)源(46)和所述增壓室(48，70)之間連通；多個輸出通道(52，78)在沿著所述增壓室的隔開位置上，與所述增壓室連通，并在沿著平臺的一些隔開的位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述一個側(cè)邊緣(42，72)的一些輸出孔(54，80)，用于使冷卻介質(zhì)向著相鄰噴嘴塊的一平臺的側(cè)邊緣流動；與所述增壓室及多個沿著所述一個平臺表面配置的多個薄膜冷卻孔(58，84)連通的用于供給冷卻介質(zhì)并對所述平臺表面進行薄膜冷卻的通道(56，82)；所述輸入通道(50，74)，所述輸出通道(52，78)，和所述通道(56，82)被安排成使所述輸入通道并不按視線流動將冷卻介質(zhì)導入該輸出通道和所述通道中。
8.如權(quán)利要求7所述的渦輪，其特征為，每一個所述塊具有帶有壓力側(cè)和負壓側(cè)的一個葉片，所述各噴嘴塊的冷卻系統(tǒng)包括沿著所述一個平臺的相反的側(cè)邊緣(72)延伸的第二細長的增壓室(70)，多個第二輸入通道(74)在沿著所述第二增壓室的一些隔開的位置上在所述冷卻介質(zhì)源和所述第二增壓室(70)之間連通；多個第二輸出通道(78)，在沿所述第二增壓室的一些間隔位置上與所述第二增壓室(70)連通，并在沿著所述一個平臺的一些隔開位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的所述相反側(cè)邊緣(72)的一些第二輸出孔(80)，用于使冷卻介質(zhì)向著另一個相鄰塊的平臺的所述側(cè)邊緣流動；第二通道(82)，與所述第二增壓室(70)及沿著所述平臺表面配置的用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻的多個第二薄膜冷卻孔(84)連通；所述第二輸入通道(74)，所述第二輸出通道(78)和所述第二通道(82)被安排成使所述第二輸入通道并不將該冷卻介質(zhì)按視線流動引導至該第二輸出通道和所述第二通道中。
9.一種具有軸線(32)的渦輪的噴嘴塊(34)，它包括內(nèi)平臺和外平臺(36，38)，和在它們之間延伸的至少一個噴嘴葉片(40)，所述平臺的相反的側(cè)邊緣(42，72)靠近該葉片的各自的負壓側(cè)和壓力側(cè)；一個供所述平臺中的至少一個使用的冷卻系統(tǒng)；該冷卻系統(tǒng)包括一個冷卻介質(zhì)源(46)，沿著所述一個平臺的相反側(cè)邊緣延伸的第一和第二個細長的增壓室(48，70)；多個第一和第二輸入通道(50，74)在沿著增壓室的一些隔開位置上在所述冷卻介質(zhì)源和所述第一與第二個增壓室之間分別連通；多個第一和第二輸出通道(52，78)在沿著所述增壓室的一些隔開位置上，分別與所述第一和第二增壓室連通，并沿著所述一個平臺的隔開位置上，具有經(jīng)所述一個平臺的相反側(cè)邊緣(42，72)的一些輸出孔(54，80)；多個第一和第二通道(56，82)分別與所述第一和第二個增壓室連通；以及多個薄膜冷卻孔(58，84)沿著所述一個平臺的表面配置用于供給冷卻介質(zhì)和對所述平臺表面進行薄膜冷卻。沿著靠近所述葉片負壓側(cè)和壓力側(cè)的所述平臺的相應側(cè)邊緣延伸的所述第一和第二增壓室(48，70)所述第一增壓室(48)，離開所述葉片的所述負壓側(cè)上的所述平臺的一側(cè)邊緣(42)，比所述第二增壓室(70)離開所述葉片的所述壓力側(cè)上的平臺的所述側(cè)邊緣(72)更近。
10.如權(quán)利要求9所述的噴嘴塊，其特征為，所述第一和第二個增壓室中的每一個的在相反兩端被封閉。
全文摘要
噴嘴邊緣的冷卻系統(tǒng)包括一個裝有冷卻介質(zhì)的腔(46)。第一和第二個細長的增壓室(48，70)沿著每一個平臺的相對側(cè)邊緣(42，72)配置。輸入通道(50，74)將冷卻介質(zhì)從該腔通入每一個增壓室中。從每一個增壓室出來的輸出通道(52，78)的終端為在該平臺的側(cè)邊緣上的輸出孔(54，80)，用以冷卻相鄰噴嘴塊之間的間隙。通道(56，84)與每一個增壓室連通，終端為薄膜冷卻孔，用以對平臺表面進行薄膜冷卻。在每一個增壓室中，輸入通道不直接與輸出通道和通道進行按視線流動的連通。
文檔編號F01D9/02GK1616805SQ20041009239
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者J·S·菲利普斯, E·L·麥格拉思, R·C·邁爾, G·K·布羅, J·A·莫羅 申請人:通用電氣公司