[发明专利]用于被冷却结构的交织的近表面被冷却通道

说明书

本发明公开了一种燃气涡轮发动机的被冷却结构，其具有主体，该主体具有前缘、后缘、第一侧部分、第二侧部分和腔体。第一组冷却空气微通道从腔体延伸并且沿着第一侧部分布置。第二组冷却空气微通道从腔体延伸并且沿着第二侧部分布置。第一和第二组冷却空气微通道具有彼此相邻定位的转弯部分以及源自每个相对的侧微通道的交织的排气端。每个交织的排气端围绕相对的转弯部分延伸，并且被构造成将冷却空气从多个排气口排出，所述多个排气口从转弯部分大体上径向向外地定位。

技术领域

本发明一般涉及燃气涡轮的被冷却结构，更具体地涉及布设成最大化结构的边缘冷却的交织的冷却通道。

背景技术

在大型重负荷工业燃气涡轮发动机中，在燃烧器中生成的热气流穿过涡轮以产生机械功。涡轮包括一个或多个排或级的定子静叶和转子叶片，定子静叶和转子叶片与处于逐渐降低的温度的热气流相互作用。通过将较高温度的气流通入涡轮，可提高涡轮和因此发动机的效率。然而，涡轮入口温度受限于涡轮特别是第一级静叶和叶片的材料特性，以及这些第一级翼型件的冷却能力。

第一级转子叶片和定子静叶暴露于最高的气流温度，随着气流通过各涡轮级，温度逐渐降低。必须通过以下方式来冷却第一和第二级翼型件(叶片和静叶)：使冷却空气通过内部冷却通道，并使冷却空气通过薄膜冷却孔排出以提供冷却空气的覆盖层，以保护被冷却表面免受热气流的影响。

涡轮转子叶片在由护罩形成的被冷却表面内旋转，护罩与叶片尖端形成间隙。护罩由固定在环形载体内的许多区段形成。通过间隙的热气流泄漏不仅降低涡轮效率，而且在护罩上产生过热点，这导致缩短零件寿命的侵蚀或其他热损伤。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在下面的描述中提出，或者可以从该描述显而易见，或者可以通过实施本发明来了解。

在本发明的一个实施例中，燃气涡轮发动机的被冷却结构具有主体，主体具有前缘、后缘、第一侧部分、第二侧部分和腔体。第一组冷却空气微通道从腔体延伸并且沿着第一侧部分布置。第二组冷却空气微通道从腔体延伸并且沿着第二侧部分布置。第一和第二组冷却空气微通道具有彼此相邻定位的转弯部分、以及源自每个相对侧微通道的交织排气端(interwoven exhaust ends)。每个交织的排气端围绕相对的转弯部分延伸，并且被构造成将冷却空气从多个排气口排出，所述多个排气口从转弯部分大体上径向向外地定位。

其中，每个冷却空气微通道排气口被定位在密封件径向地向内、所述密封件径向地向外、以及它们的组合。

其中，所述交织的排气端被构造成跨越至少两个转弯部分。

其中，所述转弯部分在径向方向上彼此重叠。

在本发明的另一个实施例中，上述被冷却结构是燃气涡轮的一部分，燃气涡轮具有压缩机部段、定位在压缩机下游的燃烧部段中的多个燃烧器、以及定位在燃烧部段下游的涡轮部段。

其中，所述交织的排气端被构造成跨越至少两个转弯部分。

其中，所述转弯部分在径向方向上彼此重叠。

其中，所述转弯部分具有在大约0.05至13毫米的范围内的转弯半径。

参考下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与该描述一起用来说明本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了包括其对于本领域普通技术人员而言的最佳模式的完全和能实现的公开，在附图中：

图1是可以并入本发明的各种实施例的典型燃气涡轮的示意图；

图2是根据本发明的各种实施例的涡轮部段的一部分的放大横截面侧视图，其包括示例性转子叶片和第二级护罩块组件的一部分；