專利名稱：渦輪機(jī)葉片的空氣和蒸汽冷卻的平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是基于渦輪機(jī)葉片的冷卻平臺(tái)的。
背景技術(shù)：
EP1126134A1已經(jīng)公開了一種渦輪機(jī)葉片的空氣和蒸汽冷卻的主葉片部分。
US-A5829245已經(jīng)公開了一種或是蒸汽冷卻或是空氣冷卻的渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)。
借助于蒸汽冷卻來完全冷卻包括主葉片區(qū)域和平臺(tái)以及/或根部區(qū)域的渦輪機(jī)葉片需要很高的設(shè)計(jì)支出，造成成本問題。
雖然完全空氣冷卻是有可能的，但由于為了提供空氣冷卻而去除壓縮空氣，導(dǎo)致壓縮空氣損失較大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)，其可得以最佳冷卻并可以低成本制造。
本發(fā)明是基于如下發(fā)現(xiàn)的，即蒸汽冷卻可以被用于容易冷卻的區(qū)域，而空氣冷卻可以用于更難于冷卻的區(qū)域，此外，可以造成孔的對(duì)流冷卻以及薄膜冷卻。
在此范圍中，如果蒸汽冷卻具有一封閉回路，則是有利的。
由于待冷卻的更關(guān)鍵區(qū)域處于平臺(tái)的外部區(qū)域，外部區(qū)域優(yōu)選地是空氣冷卻的，而內(nèi)部區(qū)域是蒸汽冷卻的。因此，根據(jù)本發(fā)明的平臺(tái)同時(shí)被空氣冷卻和蒸汽冷卻。蒸汽冷卻節(jié)省了用于冷卻的壓縮空氣。
通過進(jìn)行沖擊冷卻(impingement cooling)，尤其是利用沖擊冷卻嵌入件，用空氣和蒸汽冷卻，可以增強(qiáng)在外部區(qū)域和內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的冷卻行為。
如果使用單件沖擊冷卻嵌入件，則減少了要配裝的零件數(shù)量。


圖1示意性描繪了通過渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)的縱向剖面圖；以及圖2示出渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以縱剖面圖(垂直于圖2中圖面的剖面)示出渦輪機(jī)葉片1的一部分，尤其是具有，例如為矩形平臺(tái)4(圖2)的汽輪機(jī)葉片1的一部分。渦輪機(jī)葉片1具有包括主葉片腔10的主葉片區(qū)域7，其中，例如，在該主葉片腔10上發(fā)生主葉片區(qū)域7的空氣冷卻和蒸汽冷卻。
多個(gè)渦輪機(jī)葉片1布置在渦輪機(jī)中并例如通過連接/密封元件22在平臺(tái)4的區(qū)域內(nèi)彼此連接。
平臺(tái)4具有外部區(qū)域28(圖2中由虛線表示)，外部區(qū)域28沿著平臺(tái)4的外周29形成。平臺(tái)4的外部區(qū)域28圍繞平臺(tái)4的內(nèi)部區(qū)域25。外部區(qū)域28例如是空氣冷卻的。該空氣例如從渦輪機(jī)壓縮空氣中獲取。
在外部區(qū)域28內(nèi)，具有例如至少一個(gè)沖擊冷卻嵌入件13a，以便加強(qiáng)冷卻行為。沖擊冷卻嵌入件13a例如接合在平臺(tái)4中的凹槽內(nèi)，即接合在空氣冷卻腔16內(nèi)，該空氣冷卻腔16布置在平臺(tái)4的遠(yuǎn)離主葉片區(qū)域7的那一側(cè)，即下側(cè)5上。
在沖擊冷卻嵌入件13a內(nèi)，具有至少一個(gè)沖擊空氣通道31，空氣通過該通道流入空氣冷卻腔16內(nèi)。流動(dòng)方向由箭頭37標(biāo)示，冷卻空氣從平臺(tái)4的下側(cè)5向位于外部區(qū)域40內(nèi)的外側(cè)6流動(dòng)。沖擊冷卻嵌入件13a在經(jīng)歷熱負(fù)載的外側(cè)6的區(qū)域內(nèi)的外部區(qū)域28內(nèi)，進(jìn)行平臺(tái)4的沖擊冷卻。
自空氣冷卻腔16開始，例如在平臺(tái)4內(nèi)具有至少一個(gè)空氣通道34，尤其是薄膜冷卻開口34，冷卻空氣通過這個(gè)通道34(或開口34)流出空氣冷卻腔16，而進(jìn)入圍繞葉片1的外部區(qū)域40。在這種情況下，例如，空氣通道34設(shè)計(jì)為薄膜冷卻孔，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)4的薄膜冷卻。由于空氣不返回到壓縮空氣中，因此空氣冷卻形成，例如一個(gè)開放系統(tǒng)。
外部區(qū)域28與內(nèi)部區(qū)域25由分隔肋57隔開，該分隔肋57例如自始至終圍繞平臺(tái)4的下側(cè)5延伸。
蒸汽冷卻，在渦輪機(jī)葉片1的主葉片腔10之下的平臺(tái)4的內(nèi)部區(qū)域25內(nèi)發(fā)生。在內(nèi)部區(qū)域25內(nèi)，平臺(tái)4例如具有沖擊冷卻嵌入件13d，該嵌入件13d接合在相應(yīng)的凹槽19內(nèi)，即接合在蒸汽冷卻腔19內(nèi)。蒸汽流出渦輪機(jī)的蒸汽回路，而通過蒸汽進(jìn)入開口46進(jìn)入蒸汽儲(chǔ)存室43內(nèi)，以便通過業(yè)已存在的至少一個(gè)沖擊蒸汽通道49流入蒸汽冷卻腔19內(nèi)。這在內(nèi)部區(qū)域25內(nèi)對(duì)平臺(tái)4產(chǎn)生沖擊冷卻。
蒸汽通過平臺(tái)4內(nèi)的蒸汽通道52流出蒸汽冷卻腔19，例如，在通過蒸汽返回通道55流回到蒸汽回路之前流入主葉片腔10，從而蒸汽冷卻形成一個(gè)封閉回路。
在不連接到主葉片腔10的前提下，在蒸汽冷卻腔19和蒸汽返回通道55之間的其他連接也是可以構(gòu)想到的。
蓋59例如與沖擊冷卻嵌入件13d一起形成蒸汽儲(chǔ)存室43。
內(nèi)部區(qū)域25的沖擊冷卻嵌入件13d以及外部區(qū)域28的沖擊冷卻嵌入件13a也可以形成一體。
例如，沖擊冷卻嵌入件13a、13d置于分隔肋57上，并例如通過焊接固定于其上。
權(quán)利要求
1.一種空氣和蒸汽冷卻的渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其特征在于，空氣冷卻形成開放回路。
3.如權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其特征在于，蒸汽冷卻形成封閉回路。
4.如權(quán)利要求1或2所述的平臺(tái)，其特征在于，平臺(tái)(4)在外部區(qū)域(28)內(nèi)是空氣冷卻的。
5.如權(quán)利要求1或3所述的平臺(tái)，其特征在于，平臺(tái)(4)的內(nèi)部區(qū)域(25)是蒸汽冷卻的。
6.如權(quán)利要求4所述的平臺(tái)，其特征在于，外部區(qū)域(28)內(nèi)的冷卻由沖擊冷卻實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求5所述的平臺(tái)，其特征在于，內(nèi)部區(qū)域(25)內(nèi)的冷卻由沖擊冷卻實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的平臺(tái)，其特征在于，平臺(tái)(4)具有至少一個(gè)沖擊冷卻嵌入件(13a、13d)。
9.如權(quán)利要求6所述的平臺(tái)，其特征在于，外部區(qū)域(28)具有至少一個(gè)沖擊冷卻嵌入件(13a)。
10.如權(quán)利要求7所述的平臺(tái)，其特征在于，內(nèi)部區(qū)域(25)具有至少一個(gè)沖擊冷卻嵌入件(13d)。
11.如權(quán)利要求1所述的平臺(tái)，其特征在于，平臺(tái)(4)的薄膜冷卻借助于至少一個(gè)薄膜冷卻孔(34)由空氣冷卻實(shí)現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求9和10所述的平臺(tái)，其特征在于，內(nèi)部區(qū)域(25)的沖擊冷卻嵌入件(13d)和外部區(qū)域(28)的沖擊冷卻嵌入件(13a)形成一體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種渦輪機(jī)葉片的空氣和蒸汽冷卻的平臺(tái)。公知的渦輪機(jī)葉片的平臺(tái)或是空氣冷卻的或是蒸汽冷卻的。根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)葉片(1)的平臺(tái)(4)是空氣和蒸汽冷卻的。
文檔編號(hào)F01D25/12GK1451847SQ0312254
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者彼得·蒂曼 申請(qǐng)人:西門子公司