[发明专利]隔热罩无效
| 申请号： | 201110037794.5 | 申请日： | 2011-01-31 |
| 公开（公告）号： | CN102146811A | 公开（公告）日： | 2011-08-10 |
| 发明（设计）人： | G·M·伊策尔;V·J·摩根 | 申请（专利权）人： | 通用电气公司 |
| 主分类号： | F01D5/18 | 分类号： | F01D5/18 |
| 代理公司： | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 严志军;谭祐祥 |
| 地址： | 美国*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 隔热 | ||
【说明书】：
相关申请
本申请是2009年11月10日提交的美国专利申请序号12/615,674的部分延续申请。
技术领域
本文公开的主题涉及诸如翼型件的热气体通路构件，并且更特别地涉及用于热气体通路构件的隔热罩(heat shield)。
背景技术
翼型件(即导叶和叶片)是典型地设置在燃气涡轮机的热气体通路中的热气体通路构件的一个实施例。也可称为“轮叶”或“转子”的叶片可包括安装在叶轮、圆盘或转子上的翼型件，以便围绕轴旋转。可被称为“喷嘴”或“定子”的导叶可包括安装在外壳中的翼型件，外壳包围或覆罩叶片围绕其旋转的轴。典型地，一系列叶片围绕叶轮安装在沿该轴的特定位置处。一系列导叶可被安装在该系列叶片的上游(相对于总体流动方向)，比方说用于提高气流的效率。跟有叶片的导叶称为燃气涡轮机的级。压缩机中的级压缩气体，该气体例如将与燃料混合并被点燃，且将被输送至燃气涡轮机的入口。燃气涡轮机可包括多个级以便从点燃的气体和燃料提取功。向压缩的气体添加燃料可包括对燃烧反应贡献能量。该燃烧反应的产物随后流过燃气涡轮机。为了耐受燃烧所产生的高温，需要冷却翼型件和涡轮机中的其它热气体通路构件。不充分的冷却导致翼型件和热气体通路构件上不适当的应力，并且随着时间推移，该应力引起或促使翼型件的疲劳和失效。为了防止工作温度引起的燃气涡轮发动机中的涡轮叶片的疲劳，已将薄膜冷却结合到热气体通路构件中，比方说结合到翼型件叶片设计中。例如，在翼型件叶片的薄膜冷却中，冷却空气从压缩机级泄放，通过管道输送到涡轮叶片的内腔室，并通过叶片壁中的小孔排放。该空气沿着涡轮叶片的外表面提供薄的、冷的、隔热的覆盖层。薄膜冷却由于其会形成不均匀的冷却而可能效率低，因为在靠近孔的位置，薄膜温度比距孔较远处低得多。因此，需要改善热气体通路构件的冷却。
发明内容
本发明的多个方面和优点将在以下说明中部分地论述，或可从说明而变得显而易见，或可通过实施本发明而获悉。
根据本发明的一方面，描述了一种隔热罩。该隔热罩可包括基底层和间隔层。间隔层可联接到基底层上。间隔层可限定多个流道。基底层和间隔层可构造成与热气体通路构件相关联。
参考以下说明和所附权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并连同说明一起用于解释本发明的原理。
附图说明
被视为本发明的主题在本说明书所附的权利要求中被特别指出并清楚地要求保护。由以下结合附图做出的详细说明，本发明的前述及其它特征和优点显而易见，附图中：
图1图示了其中可实施示例性隔热罩的燃气涡轮机系统10。
图2图示了如图1中图示的涡轮机。
图3图示了示例性隔热罩的侧透视图。
图4图示了包括示例性隔热罩的图2的翼型件。
图5图示了具有示例性隔热罩的顶部截面图。
图6图示了具有在翼型件附近的示例性隔热罩的翼型件的顶部截面图。
图7图示了示例性隔热罩的截面图。
图8图示了被单独显示的隔热罩的间隔层的一个实施例。
图9图示了具有燕尾榫附接装置的隔热罩的一个示例性实施例。
零部件列表
10 燃气涡轮机系统
12 发动机中心线
16 压缩机
18 燃烧区段
20 涡轮
26 转子轴
28 热气流
30 涡轮导叶
32 涡轮叶片
34 热气体通路构件，翼型件
36 外壁
38 外壳
41 冲击孔
42 间隙
43 凹入表面
44 后缘冷却通道
48 孔口
49 流道
100 隔热罩
101 间隔层
102 基底层
103 外(热)层
104 粘合层
105 外壳壁
106 切口
107 间隔区段
108 第一系列
109 第二系列
110 壁
111 前缘
112 后缘
113 燕尾榫
115 顶部插塞
116 尖头
117 隔热罩燕尾榫
121 第一表面
122 第二表面
具体实施方式
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- 2019-04-26 - 2019-08-30 - F01D5/18
- 本发明公开了一种涡轮叶片的V型气膜孔和涡轮叶片，涡轮叶片的V型气膜孔包括冷气入口、冷气出口，V型气膜孔相对于空间坐标系具有空间倾斜角度的倾斜主圆柱孔，倾斜主圆柱孔的一端连通至冷气入口，另一端连通至冷气出口；V型气膜孔还包括由冷气出口处向冷气入口方向开设的倾斜副圆柱孔，冷气出口沿展向扩张以构成倾斜副圆柱孔的副冷气出口；倾斜副圆柱孔与倾斜主圆柱孔之间呈夹角布设，倾斜主圆柱孔和倾斜副圆柱孔组合构成V型孔结构。本发明的涡轮叶片的V型气膜孔，在倾斜主圆柱孔基础上，引入倾斜副圆柱孔形成V型孔结构，二者都具有空间角，即具有流向倾斜角，又具有展向倾斜角，能将冷却气流分流，使得冷气覆盖范围增大。
- 一种航空发动机涡轮叶片-201920201415.3
- 高晟钧 - 高晟钧
- 2019-02-14 - 2019-08-30 - F01D5/18
- 本实用新型涉及一种航空发动机涡轮叶片，属于航空发动机制冷技术领域，解决现有航空发动机涡轮叶片制冷不足的问题。航空发动机涡轮叶片包括：前端、压力面、吸力面和尾端，前端、压力面、吸力面和尾端围成空心结构，空心结构为冷流提供流动通道；前端、压力面和吸力面中至少一个为中部设有换热腔的薄壁结构，且换热腔分别与空心结构连通；换热腔和航空发动机涡轮叶片外部通过出气变径孔连通；出气变径孔与换热腔连接的进口的面积小于出气变径孔与航空发动机涡轮叶片外部的出口的面积。本实用新型将出气孔设置为内小外大的变径孔，能够通过气体体积变化，而使温度内低外高进而提高冷却效果。
- 涡轮元件-201780083875.4
- 乔斯·L·罗德里格斯;马修·J·戈尔森;约翰·T·哈林顿;史蒂芬·怀特;加里·B·梅里尔 - 西门子股份公司
- 2017-01-18 - 2019-08-30 - F01D5/18
- 一种用于高压降和热传递的涡轮元件。涡轮元件包括多个元件(16)，多个元件(16)横跨翼型件(10)的外壁的内部表面地以列的形式径向安置，共同排列成至少四行的一系列行，从而产生基于多个元件(16)中的每个的形状的扰流柱图案(14)，其中，每个元件(16)包括内顶缘和内底缘之间的内长、内左缘和内右缘之间的内宽。扰流柱图案(14)被紧密布置，并且填满翼型件(10)的外壁的内部表面的一部分。
- 具有冷却孔的发动机构件-201910112400.4
- G.T.贾蕾;庞廷范;H.O.加布雷吉奥尔吉什;Z.D.韦伯斯特;S.R.布拉斯菲尔德 - 通用电气公司
- 2019-02-13 - 2019-08-23 - F01D5/18
- 本发明涉及一种具有冷却孔的发动机构件。具体而言，一种用于涡轮发动机的发动机构件的设备和方法，该发动机构件包括外壁、至少一个冷却通路、至少一个冷却孔，该外壁界定内部并且限定压力侧和相对的吸力侧，其中两侧在前缘与后缘之间延伸以限定翼弦方向，并且在根部与末梢之间延伸以限定翼展方向，该至少一个冷却通路位于内部内，该至少一个冷却孔具有流体地联接至冷却通路的入口和位于前缘近侧的出口，其中连接通路将入口流体地联接至出口。
- 制作用于涡轮机零件的冷却组件的方法-201910116897.7
- T.C.亨森;J.J.基特尔森;L.A.舒勒 - 通用电气公司
- 2019-02-15 - 2019-08-23 - F01D5/18
- 提供一种在涡轮机零件中形成冷却组件的方法。该方法包括将封装的扩散器插入件部分地放置在涡轮机零件的孔中。封装的扩散器插入件具有无阻碍的中央通道，中央通道具有在第一端部处的大体上圆形的截面和在与第一端部相反的第二端部处的伸长的矩形截面。第二端部具有牺牲帽。涂布步骤涂布涡轮机零件，以至少部分地将所述封装的扩散器插入件封装在涂层中。移除步骤移除牺牲帽，以允许空气流穿过中央通道。封装的扩散器插入件保留在涡轮机零件的孔和涂层中，从而提供无阻碍的中央通道，该无阻碍的中央通道具有大体上圆形的第一端部和邻近涡轮机零件外表面的伸长的矩形第二端部。
- 高压涡轮转子叶片前缘冲击冷却结构及具有其的发动机-201710048920.4
- 王焘;张涛;黎旭 - 中国航发沈阳发动机研究所
- 2017-01-23 - 2019-08-23 - F01D5/18
- 本发明公开了一种高压涡轮转子叶片前缘冲击冷却结构及具有其的发动机，涉及发动机技术领域。所述高压涡轮转子叶片前缘冲击冷却结构的叶片前缘(1)设置有冲击腔，所述冲击腔在叶片的高度方向被分割为多个相互独立的单元冲击腔(2)。所述发动机上的转子叶片包含如上所述的高压涡轮转子叶片前缘冲击冷却结构。本发明的优点在于：本发明的高压涡轮转子叶片前缘冲击冷却结构将原有的整体式冲击腔分割为多个单元冲击腔，每个单元冲击腔上均设置有单独的冲击孔及气膜孔，实现了叶片前缘不同区域冷气的独立控制，提高了冷气利用率，有利于提高发动机的性能；同时提高了叶片使用安全性，降低了叶片整体失效的风险。
- 一种带有圆锥凸台和展向间断直肋组合的靶板结构-201910466518.7
- 朱惠人;高强;吴若琳;程李坚 - 西北工业大学
- 2019-05-31 - 2019-08-20 - F01D5/18
- 本发明公开了一种带有圆锥凸台和展向间断直肋组合的靶板结构，通过在冲击靶板上布设若干靶板圆锥凸台和靶板展向间断直肋组合成阵列结构，靶板展向间断直肋位于靶板圆锥凸台中间，且沿靶板展向等间距重复排布，圆锥凸台和展向间断直肋用来进行导流作用以增强冲击换热能力。在靶板表面流速较低区域用冲击靶板上圆锥凸台取代低速流体，对冲击射流有良好的导流作用，减小射流直接冲击平面靶板导致的压力损失，同时减小冲击间距而极大的增加了圆锥凸台上的换热系数。冲击靶板上展向间断直肋可削弱阵列冲击时产生的横流效应，增强两股冲击流在交界面区域的扰动，从而有效改善冲击换热效果，以实现减小流动损失、强化冲击换热的目的。
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