[发明专利]用于多壁叶片的冷却回路

说明书

本发明涉及用于多壁叶片的冷却回路。具体而言，一种根据实施例的冷却系统包括：针状翅片组冷却回路(40,140,240)；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路(40,140,240)的空气供给腔(46)；其中针状翅片组冷却回路(40,140,240)从多壁叶片(6)的至少一个中央气室(20)和多壁叶片(6)的第一组近壁冷却通道(18)沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

相关申请的交叉引用

本申请与全部在2015年12月21日提交的GE案卷号为282168-1、282171-1、282174-1、283464-1、283467-1、283463-1、283462-1和284160-1的申请号为14/977078、14/977124、14/977152、14/977175、14/977200、14/977228、14/977247和14/977270的共同未决的美国申请相关。

技术领域

本公开大体涉及涡轮系统，且更具体而言涉及用于多壁叶片的末梢区域的冷却回路。

背景技术

燃气涡轮系统是在诸如功率产生领域中广泛使用的涡轮机的一个示例。常规燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段和涡轮区段。在燃气涡轮系统的操作期间，系统中的各种构件(诸如涡轮叶片)遭受高温流，其可导致构件失效。由于较高温的流通常造成燃气涡轮系统的提高的性能、效率和功率输出，冷却遭受高温流的构件以允许燃气涡轮系统在升高的温度下操作是有利的。

涡轮叶片通常包含内部冷却通道的复杂曲径。例如由燃气涡轮系统的压缩机提供的冷却空气可穿过内部冷却通道以冷却涡轮叶片。

多壁涡轮叶片冷却系统可包括内部近壁冷却回路。例如，这种近壁冷却回路可包括多壁叶片的外侧壁附近的近壁冷却通道。近壁冷却通道通常较小，需要较少的冷却流，同时仍维持足够的速度以用于使有效冷却发生。多壁叶片的其它的通常较大、低冷却效率的内部通道可用作冷却空气源且可在一个或多个再用回路中使用以收集和再传送“已使用”的冷却流以用于再分配至多壁叶片的较低热负载区域。在多壁叶片的末梢处，近壁冷却通道和低冷却效率内部通道受到非常高的热负载。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种冷却系统，包括：针状翅片组冷却回路，针状翅片组冷却回路包括多个针；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路的空气供给腔；其中针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

本公开的第二方面提供了一种用于形成针状翅片组冷却回路的方法，包括：使用多个支撑杆分开第一芯、第二芯和第三芯以提供芯组件；使用芯组件生产金属铸件，金属铸件包括：形成在第一金属面和第二金属面之间的开口；和第一金属面和第二金属面中的多组相对的孔；以及将插销插入第一金属面和第二金属面中的各组相对的孔中。

本公开的第三方面提供了一种涡轮机，包括：燃气涡轮系统，其包括压缩机构件、燃烧器构件和涡轮构件，涡轮构件包括多个涡轮轮叶，且其中涡轮轮叶中的至少一个包括多壁叶片；以及布置在多壁叶片内的冷却系统，冷却系统包括：针状翅片组冷却回路，针状翅片组冷却回路包括多个针；和用于将冷却空气供应至针状翅片组冷却回路的空气供给腔；其中针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

技术方案1. 一种冷却系统，包括：

针状翅片组冷却回路；和

空气供给腔，其用于将冷却空气供应至所述针状翅片组冷却回路；

其中所述针状翅片组冷却回路从多壁叶片的至少一个中央气室和所述多壁叶片的第一组近壁冷却通道沿径向向外延伸且将它们至少部分地覆盖。

技术方案2. 根据技术方案1所述的冷却系统，其中，所述针状翅片组冷却回路还包括：