專利名稱：用于冷卻葉片組件的設備的制作方法
技術(shù)領域：
本文所公開的主題大體而言涉及渦輪機葉片，且更具體而言涉及葉片組件構(gòu)件的冷卻設備。
背景技術(shù)：
燃氣輪機系統(tǒng)被廣泛地用于例如發(fā)電的領域。常規(guī)燃氣輪機系統(tǒng)可包括壓縮機、 燃燒器和渦輪機。在燃氣輪機系統(tǒng)操作期間，在系統(tǒng)中的各種構(gòu)件經(jīng)受高溫流動，這可能會造成構(gòu)件故障。由于更高溫流動通常導致燃氣輪機系統(tǒng)的性能、效率和功率輸出提高，經(jīng)受高溫流動的構(gòu)件必須被冷卻以允許燃氣輪機系統(tǒng)在升高的溫度操作。在本領域中已知各種策略來冷卻各種燃氣輪機系統(tǒng)構(gòu)件。例如，冷卻介質(zhì)可從壓縮機導送且提供給各種構(gòu)件。在系統(tǒng)的渦輪機部段，冷卻介質(zhì)可用于冷卻各種渦輪機構(gòu)件。渦輪機葉片是必須被冷卻的熱氣體路徑構(gòu)件的一個實例。未完好密封的葉片柄可能會允許熱氣體進入柄，且熱氣體可造成葉片故障。例如，在某些柄中，當進入柄的熱氣體在大約1900° F以上時，熱氣體可使柄密封銷蠕變和變形，且可使密封銷從柄擠出。另外， 熱氣體可損壞柄阻尼器銷和柄本身，導致葉片故障。在本領域中已知各種策略來冷卻葉片柄構(gòu)件且防止熱氣體攝入。例如，一種現(xiàn)有技術(shù)策略利用冷卻介質(zhì)的高壓流動來使柄腔增壓，向柄上的所有熱氣體攝入位置提供正回流裕度(positive kick-flowmargin)。這種正回流裕度防止熱氣體進入且損壞柄。但是， 必須從壓縮機導送以使柄腔增壓的冷卻介質(zhì)量很大，且通過壓縮機的此流動損失導致燃氣輪機系統(tǒng)的性能、效率和功率輸出損失。另外，被提供用于使柄腔增壓的大量冷卻介質(zhì)泄漏且從柄腔排到熱氣體路徑內(nèi)，導致此冷卻介質(zhì)浪費。因此，本領域需要一種葉片柄的冷卻設備。例如，下面這樣的冷卻設備將是有利的使從壓縮機導送的冷卻介質(zhì)量和在葉片柄冷卻期間浪費和損失的冷卻介質(zhì)量最小。另外，下面這樣的冷卻設備將是有利的在有效地冷卻葉片柄的同時使燃氣輪機系統(tǒng)的性能、 效率和功率輸出最高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見， 或者可通過實踐本發(fā)明來學習。在一實施例中，提供一種葉片組件，其包括平臺、翼面和柄。翼面可從平臺徑向向外延伸。柄可從平臺徑向向內(nèi)延伸。柄可包括壓力側(cè)側(cè)壁、吸力側(cè)側(cè)壁、上游側(cè)壁和下游側(cè)壁。側(cè)壁可至少部分地限定冷卻回路。冷卻回路可配置成接收冷卻介質(zhì)且提供冷卻介質(zhì)給翼面。上游側(cè)壁可至少部分地限定內(nèi)部冷卻通路且至少部分地限定外部攝入?yún)^(qū)。冷卻通路可被配置為從冷卻回路提供冷卻介質(zhì)的一部分到相鄰葉片組件的攝入?yún)^(qū)。參考下文的描述和所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些和其它特點。方面和優(yōu)點將會更好地理解。附圖合并于本說明書中并構(gòu)成說明書的部分，附圖示出本發(fā)明的實施例且與
3描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


針對本領域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的全面并可實施的公開內(nèi)容，包括其最佳實施方式，在說明書中陳述，說明書參考附圖，在附圖中圖1是燃氣輪機系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的燃氣輪機系統(tǒng)的渦輪機部段的截面?zhèn)纫晥D
圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的葉片組件的透視圖。
圖4是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的葉片組件的側(cè)視圖。
圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的葉片組件的相對側(cè)視圖。
圖6是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的局部轉(zhuǎn)子組件的截面圖。
圖7是根據(jù)本公開內(nèi)容的--實施例的局部轉(zhuǎn)子組件的透視圖。
附圖標記構(gòu)件
權(quán)利要求
1.一種葉片組件(30)，包括平臺(32)；翼面(34)，其從所述平臺(32)徑向向外延伸；以及柄(36)，其從所述平臺(3 徑向向內(nèi)延伸，所述柄包括壓力側(cè)側(cè)壁(42)、吸力側(cè)側(cè)壁(44)、上游側(cè)壁(46)和下游側(cè)壁(48)，這些側(cè)壁(42,44,46,48)至少部分地限定冷卻回路(90)，所述冷卻回路(90)被配置成接收冷卻介質(zhì)(％)且提供冷卻介質(zhì)(％)給翼面 (34)，所述上游側(cè)壁06)至少部分地限定內(nèi)部冷卻通路(80)且至少部分地限定外部攝入?yún)^(qū)(70)，所述冷卻通路(80)被配置成從所述冷卻回路(90)提供所述冷卻介質(zhì)(％)的一部分到相鄰葉片組件(30)的攝入?yún)^(qū)(70)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片組件(30)，其特征在于，所述上游側(cè)壁06)包括外表面 (62)、內(nèi)表面(64)、壓力側(cè)表面(66)和吸力側(cè)表面(68)，且其中所述攝入?yún)^(qū)(70)限定為與所述吸力側(cè)表面(68)和所述平臺(3 相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的葉片組件(30)，其特征在于還包括密封銷 (112)，所述密封銷(11 安置為與所述上游側(cè)壁G6)相鄰且被配置為提供所述葉片組件 (30)與相鄰葉片組件(30)之間的密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉片組件(30)，其特征在于，所述葉片組件(30)和相鄰葉片組件(30)還在它們之間限定攝入?yún)^(qū)(70)，且提供給所述攝入?yún)^(qū)(70)的所述冷卻介質(zhì)(95) 與相鄰葉片組件(30)的密封銷(112)的至少一部分相互作用，冷卻所述密封銷(112)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3至4中任一項所述的葉片組件(30)，其特征在于，所述冷卻通路 (80)包括外部冷卻通路開口(84)，所述冷卻通路開口(84)相對于熱氣流08)定位于所述密封銷(112)上游。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的葉片組件(30)，其特征在于，所述冷卻通路 (80)包括外部冷卻通路開口(84)，所述冷卻通路開口(84)相對于熱氣流08)基本上與所述密封銷(11 對準。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的葉片組件(30)，其特征在于還包括阻尼器銷(116)，其安置為與所述平臺(32)相鄰，所述阻尼器銷(116)包括前端(117)和尾端(118)， 所述前端(117)安置為與所述上游側(cè)壁G6)相鄰，所述尾端(118)安置為與所述下游側(cè)壁 (48)相鄰，所述阻尼器銷(116)被配置成阻尼所述葉片組件(30)與相鄰葉片組件(30)之間的振動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉片組件(30)，其特征在于，所述葉片組件(30)和相鄰葉片組件(30)還在它們之間限定攝入?yún)^(qū)(70)，且提供給所述攝入?yún)^(qū)(70)的冷卻介質(zhì)(95)與相鄰葉片組件(30)的阻尼器銷(116)的前端(117)的至少一部分相互作用，冷卻所述前端(117)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的葉片組件(30)，其中所述冷卻介質(zhì)(％)可在所述攝入?yún)^(qū)(70)中與熱氣流08)混合，冷卻所述熱氣流08)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的葉片組件(30)，其中所述冷卻介質(zhì)(％)提供攝入屏障，所述攝入屏障防止熱氣流08)進入所述攝入?yún)^(qū)(70)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種葉片組件(30)冷卻設備。該葉片組件(30)包括平臺(32)、翼面(34)和柄(36)。翼面(34)可從平臺(32)徑向向外延伸。柄(36)可從平臺(32)徑向向內(nèi)延伸。柄(36)可包括壓力側(cè)側(cè)壁(42)、吸力側(cè)側(cè)壁(44)、上游側(cè)壁(46)和下游側(cè)壁(48)。這些側(cè)壁(42，44，46，48)可至少部分地限定冷卻回路(90)。冷卻回路(90)可被配置成接收冷卻介質(zhì)(95)且提供冷卻介質(zhì)(95)給翼面(34)。上游側(cè)壁(46)可至少部分地限定內(nèi)部冷卻通路(80)且至少部分地限定外部攝入?yún)^(qū)(70)。冷卻通路(80)可被配置為從冷卻回路(90)提供冷卻介質(zhì)(95)的一部分到相鄰葉片組件(30)的攝入?yún)^(qū)(70)。
文檔編號F01D5/18GK102200031SQ20111008063
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者D·M·約翰遜 申請人:通用電氣公司