專利名稱：用于冷卻平臺(tái)區(qū)域的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總體涉及燃燒渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其如本文所用且除非另外特別說明，包括所有類型的燃燒渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，例如用于發(fā)電的那些渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)。更具體地，但不作為限制，本申請(qǐng)涉及用于冷卻渦輪轉(zhuǎn)子葉片的平臺(tái)區(qū)域的裝置、系統(tǒng)和/或方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)典型地包括壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪。壓縮機(jī)和渦輪通常包括多排軸向堆疊成級(jí)的翼型件或葉片。各級(jí)典型地包括一排周向間隔開的固定的定子葉片和一組圍繞中心軸線或軸而旋轉(zhuǎn)的周向間隔開的轉(zhuǎn)子葉片。在操作中，壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片圍繞軸而旋轉(zhuǎn)，從而壓縮空氣流。壓縮空氣然后在燃燒器內(nèi)用于燃燒燃料供給。由燃燒過程產(chǎn)生的熱氣體流通過渦輪進(jìn)行膨脹，其造成轉(zhuǎn)子葉片使葉片連接在其上的軸旋轉(zhuǎn)。通過這種方式，包含在燃料中的能量被轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能，其然后例如可用于使發(fā)電機(jī)的線圈旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電力。參看圖I和圖2，渦輪轉(zhuǎn)子葉片100通常包括翼型件部分或翼型件102和根部部分或根部104。翼型件102可描述為具有凸起的吸力面105和凹入的壓力面106。翼型件102可進(jìn)一步描述為具有前緣107和后緣108,前緣107是前面邊緣,后緣108是后面邊緣。根部104可被描述為具有用于將葉片100固定在轉(zhuǎn)子軸上的結(jié)構(gòu)(其如圖所示典型地包括燕尾榫109)、翼型件102從其伸出的平臺(tái)110、以及包括位于燕尾榫109和平臺(tái)110之間的結(jié)構(gòu)的柄部112。如圖所示，平臺(tái)110可以是基本平坦的。(注意如本文使用的“平坦”意味著大致或基本上是平面的形狀。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得，平臺(tái)可構(gòu)造為具有略微彎曲且凸起的外側(cè)表面，且在轉(zhuǎn)子葉片的徑向位置，曲率與渦輪的圓周相對(duì)應(yīng)。如本文所用，該類型的平臺(tái)形狀被視為是平坦的，因?yàn)榍拾霃阶銐虼髲亩x予平臺(tái)平坦的外觀。)更具體地說，平臺(tái)110可具有平坦的頂側(cè)面113，其如圖I中所示可包括軸向且周向延伸的平坦表面。如圖2中所示，平臺(tái)110可具有平坦的下側(cè)面114，其也可包括軸向且周向延伸的平坦表面。平臺(tái)110的頂側(cè)面113和底側(cè)面114可形成為使得各側(cè)面基本上彼此平行。如圖所示，將會(huì)懂得平臺(tái)110典型地具有薄的徑向剖面，即在平臺(tái)110的頂側(cè)面113和底側(cè)面114之間具有相對(duì)較短的徑向距離。通常，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片100上采用平臺(tái)110，以形成燃?xì)鉁u輪機(jī)的熱氣道部段的內(nèi)部流道邊界。平臺(tái)Iio進(jìn)一步為翼型件102提供結(jié)構(gòu)支撐。在操作中，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度引起了機(jī)械負(fù)載，其產(chǎn)生了沿著平臺(tái)110的高應(yīng)力區(qū)域，該高應(yīng)力區(qū)域當(dāng)與高溫結(jié)合時(shí)最終會(huì)造成操作缺陷的形成，例如氧化、蠕變、低循環(huán)疲勞開裂以及其它缺陷。這些缺陷當(dāng)然負(fù)面地影響轉(zhuǎn)子葉片100的有效壽命。將會(huì)懂得這些苛刻的操作條件，即暴露于熱氣道的極端溫度和與旋轉(zhuǎn)葉片相關(guān)的機(jī)械負(fù)載下，在設(shè)計(jì)耐用持久的轉(zhuǎn)子葉片平臺(tái)110方面產(chǎn)生了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，該轉(zhuǎn)子平臺(tái)110運(yùn)行良好且制造起來成本合算。使平臺(tái)區(qū)域110更加耐用的一種常見解決方案是在操作期間利用壓縮空氣流或其它冷卻劑冷卻它，并 且已知多種這些類型的平臺(tái)設(shè)計(jì)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得，平臺(tái)區(qū)域110提出了某些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，其致使難以以此方式冷卻。這很大一部分是由于該區(qū)域難于使用的幾何形狀，因?yàn)槿缢觯脚_(tái)110是一種外圍構(gòu)件，其遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子葉片的中心核，并且典型地設(shè)計(jì)為具有結(jié)構(gòu)上合理但薄的徑向厚度。為了使冷卻劑循環(huán)，轉(zhuǎn)子葉片100典型地包括一個(gè)或更多空心的冷卻通路116(見圖3，4和5)，其至少徑向穿過葉片100的核芯，包括穿過根部104和翼型件102。如以下更詳細(xì)所述，為了增加熱交換，此類冷卻通路116可形成為具有蜿蜒路徑，其繞過葉片100的中心區(qū)域，但其它構(gòu)造也是可行的。在操作中，冷卻劑可經(jīng)由形成于根部104的內(nèi)側(cè)部分中的一個(gè)或更多入口 117而進(jìn)入中心冷卻通路。冷卻劑可循環(huán)穿過葉片100，并通過形成于翼型件上的出口(未顯示)和/或經(jīng)由形成于根部104中的一個(gè)或更多出口(未顯示)而離開。冷卻劑可被加壓，并且例如可包括加壓空氣、與水混合的加壓空氣、蒸汽等。在許多情況下，冷卻劑是壓縮空氣，其從發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)分流出來，但其它來源也是可行的。如以下更詳細(xì)所述，這些冷卻通路典型地包括高壓冷卻劑區(qū)域和低壓冷卻劑區(qū)域。高壓冷卻劑區(qū)域典型地與冷卻通路的上游部分相對(duì)應(yīng)，其具有較高的冷卻劑壓力，而低壓冷卻劑區(qū)域與具有相對(duì)較低的冷卻劑壓力的下游部分相對(duì)應(yīng)。在一些情況下，可將冷卻劑從冷卻通路116引導(dǎo)至空腔119，空腔119形成于相鄰的轉(zhuǎn)子葉片100的柄部112和平臺(tái)110之間。從這里冷卻劑可用于冷卻葉片的平臺(tái)區(qū)域110，在圖3中顯示了其一種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這類設(shè)計(jì)典型地從其中一個(gè)冷卻通路116提取空氣，并使用空氣對(duì)形成于柄部112/平臺(tái)110之間的空腔119進(jìn)行加壓。一旦加壓，該空腔119則將冷卻劑供給穿過平臺(tái)110的冷卻通道。在穿過平臺(tái)110之后，冷卻空氣可通過形成于平臺(tái)110的頂側(cè)面113中的薄膜冷卻孔而離開空腔。然而，將會(huì)懂得這種類型的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)具有幾個(gè)缺點(diǎn)。第一，冷卻回路沒有自包含在一個(gè)部件中，因?yàn)橹挥性谘b配兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子葉片100之后才形成冷卻回路。這對(duì)安裝和預(yù)安裝流測(cè)試增加了極大程度的困難和復(fù)雜性。第二個(gè)缺點(diǎn)是形成于相鄰轉(zhuǎn)子葉片100之間的空腔119的完整性依賴于空腔119的周邊被密封得如何。不充分的密封可能導(dǎo)致不充分的平臺(tái)冷卻和/或浪費(fèi)的冷卻空氣。第三個(gè)缺點(diǎn)是熱氣道氣體可能被攝入到空腔119或平臺(tái)本身110中的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)。如果空腔119在操作期間沒有保持在足夠高的壓力下這可能發(fā)生。如果空腔119的壓力下降到熱氣道內(nèi)的壓力以下，熱氣體將被攝入到柄部空腔119或平臺(tái)110本身中，這典型地會(huì)損害這些構(gòu)件，因?yàn)樗鼈儧]有設(shè)計(jì)為耐受暴露于熱氣道條件下。圖4和圖5顯示了用于平臺(tái)冷卻的另一類型的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。在這種情況下，如圖所示，冷卻回路包含在轉(zhuǎn)子葉片100內(nèi)，并且不包括柄部空腔119。冷卻空氣從其中一個(gè)穿過葉片110芯部的冷卻通路116中提取，并被引導(dǎo)向后穿過形成于平臺(tái)110內(nèi)的冷卻通道120 ( S卩“平臺(tái)冷卻通道120”)。如若干箭頭所示，冷卻空氣流過平臺(tái)冷卻通道120，并通過平臺(tái)110的后緣121中的出口或沿著吸力側(cè)邊緣122設(shè)置的出口而離開。(注意在對(duì)矩形平臺(tái)110的邊緣或面的描述或引用中，一旦葉片100被安裝，每一個(gè)邊緣或面均可基于其相對(duì)于翼型件102的吸力面105和壓力面106和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的前面方向和后面方向的位置而繪制輪廓。因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得的，如圖3和圖4中所示，平臺(tái)可包括后緣121、吸力側(cè)邊緣122、前緣124和壓力側(cè)邊緣126。另外，吸力側(cè)邊緣122和壓力側(cè)邊緣126還通常被稱為“斜面”，并且二者之間形成的狹窄空腔在相鄰的轉(zhuǎn)子葉片100安裝后可被稱為“斜面空腔”。)將會(huì)懂得，圖4和圖5的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)具有相對(duì)于圖3的設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈儾皇苎b配或安裝條件方面變化的影響。然而，該性質(zhì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)具有若干限制或缺陷。第一，如圖所示，在翼型件102的各個(gè)側(cè)面上只提供了單個(gè)回路，并且因而對(duì)于在平臺(tái)110中的不同位置所使用的冷卻空氣數(shù)量具有有限控制的缺點(diǎn)。第二，該類型的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)具有通常有限的覆蓋區(qū)域。雖然圖5的蜿蜒路徑就覆蓋范圍而言對(duì)于圖4是一項(xiàng)改進(jìn)，但是平臺(tái)110內(nèi)仍然存在未冷卻的死區(qū)。第三，為了在錯(cuò)綜復(fù)雜地形成的平臺(tái)冷卻通道120下獲得更好的覆蓋范圍，制造成 本會(huì)顯著增加，特別是如果冷卻通道具有需要鑄造工藝來形成的形狀。第四，這些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)典型地在冷卻劑使用之后以及在冷卻劑完全用完之前將冷卻劑傾倒至熱氣道中，這負(fù)面地影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。第五，該性質(zhì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)通常具有很少的柔韌性。也就是說，通道120形成為平臺(tái)110的整體部分，并且當(dāng)操作條件變化時(shí)提供很少或沒有機(jī)會(huì)改變它們的功能或構(gòu)造。另外，這些類型的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)難以修理或整修。結(jié)果，在一個(gè)或更多重要領(lǐng)域缺乏傳統(tǒng)的平臺(tái)冷卻設(shè)計(jì)。因此對(duì)于有效且高效地冷卻渦輪轉(zhuǎn)子葉片的平臺(tái)區(qū)域，同時(shí)也是構(gòu)造成本合算、應(yīng)用靈活且耐用的改進(jìn)的裝置、系統(tǒng)和方法仍然存在需求。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)因而描述了一種渦輪轉(zhuǎn)子葉片中的平臺(tái)冷卻裝置，葉片在翼型件和根部之間的界面處具有平臺(tái)。翼型件和根部可包括形成于其中的內(nèi)部冷卻通路，其中在操作中，內(nèi)部冷卻通路至少包括高壓冷卻劑區(qū)域和低壓冷卻劑區(qū)域，并且沿著與翼型件的壓力側(cè)重合的邊緣，該平臺(tái)包括壓力側(cè)斜面。該平臺(tái)冷卻構(gòu)造可包括平臺(tái)槽縫、高壓連接器、低壓連接器和平臺(tái)冷卻盒，平臺(tái)槽縫從穿過壓力側(cè)斜面形成的口部周向延伸；高壓連接器將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的高壓冷卻劑區(qū)域；低壓連接器將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的低壓冷卻劑區(qū)域；平臺(tái)冷卻盒可拆卸地接合在平臺(tái)槽縫內(nèi)，平臺(tái)冷卻盒包括一個(gè)或更多盒冷卻通道。本申請(qǐng)進(jìn)一步描述了一種在渦輪轉(zhuǎn)子葉片中創(chuàng)建平臺(tái)冷卻裝置的方法，葉片在翼型件和根部之間的界面處具有平臺(tái)(其中翼型件和根部包括形成于其中的內(nèi)部冷卻通路，內(nèi)部冷卻通路構(gòu)造成連接到穿過根部的冷卻劑源上，其中內(nèi)部冷卻通路具有至少一個(gè)高壓冷卻劑區(qū)域和低壓冷卻劑區(qū)域，并且其中沿著與翼型件的壓力側(cè)重合的周向邊緣，該平臺(tái)包括壓力側(cè)斜面)。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括如下步驟在平臺(tái)中形成平臺(tái)槽縫，平臺(tái)槽縫從形成于壓力側(cè)斜面中的口部周向延伸；從形成的平臺(tái)槽縫內(nèi)機(jī)械加工出高壓連接器，其將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的高壓冷卻劑區(qū)域；在形成的平臺(tái)槽縫內(nèi)機(jī)械加工出低壓連接器，其將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的低壓冷卻劑區(qū)域；以及形成平臺(tái)冷卻盒，其包括一個(gè)或更多平臺(tái)冷卻通道，并包括適宜安裝在平臺(tái)槽縫內(nèi)的預(yù)定尺寸；以及安裝平臺(tái)冷卻盒，使得平臺(tái)冷卻盒可拆卸地包含在平臺(tái)槽縫內(nèi)。平臺(tái)冷卻通道可構(gòu)造成容許冷卻劑流從高壓連接器向低壓連接器穿過平臺(tái)冷卻盒。平臺(tái)冷卻通道可構(gòu)造成當(dāng)冷卻劑流穿過其中時(shí)促進(jìn)在冷卻劑流和平臺(tái)冷卻盒之間的熱交換。在查看以下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明后，本申請(qǐng)的這些以及其它特征將變得明顯。


通過仔細(xì)地研究以下結(jié)合附圖的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的更詳細(xì)的描述，將更完整地理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的這些特征和其它特征，其中圖I顯示了其中可采用本發(fā)明實(shí)施例的示例性渦輪轉(zhuǎn)子葉片的透視圖；圖2顯示了其中可采用本發(fā)明實(shí)施例的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的下側(cè)面視圖；圖3顯示了相鄰的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的截面圖，其具有根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)；圖4顯示了渦輪轉(zhuǎn)子葉片的頂視圖，其具有帶根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)部冷卻通道的平臺(tái)；圖5顯示了渦輪轉(zhuǎn)子葉片的頂視圖，其具有帶根據(jù)備選傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)部冷卻通道的平臺(tái)；圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的處于拆卸狀態(tài)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片和平臺(tái)冷卻盒的透視圖；圖7顯示了處于裝配狀態(tài)的圖6的渦輪轉(zhuǎn)子葉片和平臺(tái)冷卻盒的頂部局部橫截面圖；圖8顯示了沿著圖7的8-8的橫截面圖；圖9顯示了沿著圖7的9-9的橫截面圖；圖10用部分橫截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)備選實(shí)施例的具有平臺(tái)冷卻盒的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的頂部；圖11用部分橫截面圖顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)備選實(shí)施例的具有平臺(tái)冷卻盒的渦輪轉(zhuǎn)子葉片的頂部；且圖12是根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的創(chuàng)建平臺(tái)冷卻裝置的典型方法。零部件列表100渦輪轉(zhuǎn)子葉片102翼型件104 根部IO5吸力面106壓力面107 前緣108 后緣109燕尾榫110 平臺(tái)112 柄部113平臺(tái)頂側(cè)面114平臺(tái)下側(cè)面116冷卻通路117 入口119 空腔
120平臺(tái)冷卻通道121 后緣122吸力側(cè)斜面 124前面邊緣126壓力側(cè)斜面130平臺(tái)冷卻盒134平臺(tái)槽縫136外表面138盒冷卻通道145高壓氣室146低壓氣室148高壓連接器149低壓連接器151 銷155多孔材料156冷卻孔
具體實(shí)施例方式將會(huì)懂得，通過冷卻劑的內(nèi)部循環(huán)進(jìn)行冷卻的渦輪葉片典型地包括內(nèi)部冷卻通路116，其從根部徑向向外延伸，穿過平臺(tái)區(qū)域，并進(jìn)入翼型件，如上面關(guān)于若干傳統(tǒng)的冷卻設(shè)計(jì)所述。將會(huì)懂得本發(fā)明的某些實(shí)施例可結(jié)合傳統(tǒng)的冷卻劑通路來使用，以增強(qiáng)或使能有效的主動(dòng)平臺(tái)冷卻，并且本發(fā)明將結(jié)合常見設(shè)計(jì)進(jìn)行討論內(nèi)部冷卻通路116具有盤繞或蜿蜓構(gòu)造。如圖7,10和11中所示,蜿蜓路徑典型地構(gòu)造成容許冷卻劑的單向流動(dòng),并且包括促進(jìn)在冷卻劑和周圍轉(zhuǎn)子葉片100之間的熱交換的特征。在操作中，加壓的冷卻劑經(jīng)過穿過根部104形成的連接而供給內(nèi)部冷卻通路116，加壓的冷卻劑典型地是從壓縮機(jī)放出的壓縮空氣(但其它類型的冷卻劑，例如蒸汽也可與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用)。該壓力驅(qū)動(dòng)冷卻劑穿過內(nèi)部冷卻通路116，并且冷卻劑使來自周圍壁的熱量對(duì)流。當(dāng)冷卻劑穿過冷卻通路116時(shí)，將會(huì)理解的是其損失了壓力，且內(nèi)部冷卻通路116的上游部分中的冷卻劑具有比下游部分中的冷卻劑更高的壓力。如以下更詳細(xì)所述，此壓力差可用于驅(qū)動(dòng)冷卻劑跨越或穿過形成于平臺(tái)中的冷卻通路。將會(huì)懂得本發(fā)明可用于具有不同構(gòu)造的內(nèi)部冷卻通路的轉(zhuǎn)子葉片100中，并且不限于具有蜿蜒形狀的內(nèi)部冷卻通路。因此，如本文使用的術(shù)語“內(nèi)部冷卻通路”或“冷卻通路”意味著包括通過其可使冷卻劑在轉(zhuǎn)子葉片中循環(huán)的任何通路或空心通道。如本文提供的，本發(fā)明的內(nèi)部冷卻通路116至少延伸至平臺(tái)116的大致徑向高度，并且可包括至少一個(gè)相對(duì)較高的冷卻劑壓力的區(qū)域(其在后文中被稱為“高壓區(qū)域”，并且在一些情況下可以是蜿蜒通路內(nèi)的上游部段)和至少一個(gè)相對(duì)較低的冷卻劑壓力的區(qū)域(其在后文中被稱為“低壓區(qū)域”，并且相對(duì)于高壓區(qū)域，其可以是蜿蜒通路內(nèi)的下游部段)。通常，傳統(tǒng)的內(nèi)部冷卻通路116的各種設(shè)計(jì)有效地為轉(zhuǎn)子葉片100內(nèi)的某些區(qū)域提供主動(dòng)冷卻。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得，平臺(tái)區(qū)域證明更具挑戰(zhàn)性。這至少部分地是由于平臺(tái)難于使用的幾何形狀——即，其狹窄的徑向高度和其伸出轉(zhuǎn)子葉片100的核芯或主體之外的方式。然而，假定其暴露于熱氣道的極端溫度和高機(jī)械負(fù)載下，則平臺(tái)的冷卻需求是相當(dāng)大的。如上所述，傳統(tǒng)的平臺(tái)冷卻設(shè)計(jì)是低效的，因?yàn)樗鼈兾茨芙鉀Q該區(qū)域的特殊挑戰(zhàn)，其對(duì)于冷卻劑的使用是低效的，并且/或者制造昂貴。再次參照附圖，圖6至圖11提供了本發(fā)明的示例性實(shí)施例的若干個(gè)視圖。如圖所示，本發(fā)明通常包括在渦輪轉(zhuǎn)子葉片100內(nèi)的可拆卸的平臺(tái)冷卻盒130。更具體地，轉(zhuǎn)子葉片100的平臺(tái)110可包括平臺(tái)槽縫134，其形成為使得冷卻盒130配合在其中。如圖所示，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，平臺(tái)槽縫134可穿過壓力側(cè)斜面或邊緣126而形成(但沿著平臺(tái)110的其它邊緣的其它位置也是可行的，例如吸力側(cè)斜面122)。平臺(tái)槽縫134可具有矩形的口部。如圖所示，口部可構(gòu)造為使得其在徑向方向上相對(duì)較薄，并且在軸向方向上相對(duì)較寬。將會(huì)懂得，平臺(tái)槽縫134從口部周向延伸到平臺(tái)110中，從而在其中形成空腔。
平臺(tái)冷卻盒130可具有薄盤狀形狀，并且可構(gòu)造為使得其緊密地配合在平臺(tái)槽縫134內(nèi)。如以下更詳細(xì)所述，冷卻盒130可包括多個(gè)冷卻通道138。另外，冷卻盒130可具有平坦的矩形外表面136，一旦冷卻盒130被恰當(dāng)?shù)匕惭b在平臺(tái)槽縫134內(nèi)，該外表面136基本上覆蓋、阻塞或密封平臺(tái)槽縫134的口部。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，如以下更詳細(xì)所述，外表面136防止冷卻劑通過平臺(tái)槽縫134的口部而離開葉片100。如上所述，平臺(tái)110可包括整體形成的平臺(tái)槽縫134。平臺(tái)槽縫134的形狀可變化。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖6中所示，平臺(tái)槽縫134可周向地從壓力側(cè)斜面或邊緣126延伸。在該優(yōu)選實(shí)施例中，平臺(tái)槽縫134隨著其從斜面126中的口部朝著平臺(tái)110的中心延伸而縮窄。該縮窄可通常與彎曲的輪廓相對(duì)應(yīng)，該輪廓形成于翼型件102的壓力面106和平臺(tái)110的結(jié)合部(“輪廓”指圖7，10和11的透視圖)。因此，平臺(tái)槽縫134可具有彎曲的內(nèi)壁或后壁，其在形狀和位置上與翼型件102的壓力面106的輪廓的彎曲形狀緊密相關(guān)。更具體地，后壁可為從靠近平臺(tái)槽縫134 口部前緣的前面位置至靠近口部后緣的后面位置的弧形。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明顯的是，還可采用平臺(tái)槽縫134的其它構(gòu)造。然而，將會(huì)懂得圖6至圖11的優(yōu)選實(shí)施例的平臺(tái)槽縫134可用于為基本上平臺(tái)110的壓力側(cè)的所有部分有效地提供冷卻覆蓋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得，其它性能優(yōu)勢(shì)是可能的。冷卻盒130和平臺(tái)槽縫134可構(gòu)造為使得一旦裝配好就可在平臺(tái)槽縫134內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)氣室145，146。更具體地，氣室145，146形成于冷卻盒130的外壁和平臺(tái)槽縫134的內(nèi)壁之間。如圖7中所示，氣室可包括高壓氣室145，其在所示的實(shí)施例中沿著平臺(tái)槽縫134的前面區(qū)域而形成。并且還如圖6中所示，低壓氣室146可沿著平臺(tái)槽縫134的后面區(qū)域形成。以下將更詳細(xì)地討論氣室145，146的功能。如圖7中所示，可提供兩個(gè)連接器，即高壓連接器148和低壓連接器149，以按任何期望的方式將內(nèi)部冷卻通路116連接到平臺(tái)槽縫134上。雖然沒有特別指出，但將會(huì)懂得以下操作的描述假定內(nèi)部冷卻通路116的上游部分朝向渦輪葉片100的前緣107存在，而且內(nèi)部冷卻通路116的下游部分朝向渦輪葉片100的后緣108存在。(然而，該構(gòu)造對(duì)于本發(fā)明的實(shí)踐不是必須的而只是示范性的。)在操作中，冷卻劑可在靠近翼型件102的前緣107的位置進(jìn)入內(nèi)部冷卻通路116，并且隨著冷卻劑沿向后方向蜿蜒流動(dòng)時(shí)交替地徑向向外/向內(nèi)流過內(nèi)部冷卻通路116。如圖所示，高壓連接器148可構(gòu)造為使得內(nèi)部冷卻通路116的上游(和較高壓力)部分與平臺(tái)槽縫134的預(yù)定部分保持流體連通，其如上所述可被稱為高壓氣室145。低壓連接器148可構(gòu)造為使得冷卻通路的下游部分與平臺(tái)槽縫134的預(yù)定部分保持流體連通，其如上所述可被稱為低壓氣室146。(將會(huì)懂得，在一些實(shí)施例中，高壓氣室145和低壓氣室146可以不存在。)
盒130可牢固地裝配到槽縫134中。這可通過過盈配合，例如冷作硬化，或通過焊接、釬焊或其它傳統(tǒng)的裝配方法來完成。然而，因?yàn)楹?30沒有集成在轉(zhuǎn)子葉片100的平臺(tái)110上，所以盒130對(duì)于給定的任何這些類型的連接仍保持為可拆卸(即，能夠被除去，以便重復(fù)使用、修理、調(diào)整、檢查和重新連接以便繼續(xù)使用或用另一新的或改進(jìn)的盒130替代)。如上所述，一旦安裝了平臺(tái)冷卻盒130，就可通過傳統(tǒng)方法密封平臺(tái)槽縫134的口部。這可通過防止或阻礙或計(jì)量穿過斜面的泄漏，和/或冷卻劑在此位置逸出到熱氣道中來完成。在其它實(shí)施例中，如以下更詳細(xì)所述，還可提供連接在盒冷卻通道138上的冷卻孔。將會(huì)懂得，防止穿過壓力側(cè)斜面126的泄漏意味著基本上所有流過平臺(tái)槽縫134的冷卻劑都被引導(dǎo)回到內(nèi)部冷卻通路116中，在這里其可進(jìn)一步用于冷卻葉片100的其它區(qū)域或以一些其它方式利用。為了冷卻平臺(tái)，平臺(tái)冷卻盒130通常包括一個(gè)或更多冷卻通道138，其容許冷卻劑流過冷卻盒130，并且通常位于高壓連接器148和低壓連接器149之間。該流動(dòng)受到這兩個(gè)區(qū)域之間的壓力差的驅(qū)動(dòng)。通常，冷卻通道138構(gòu)造為使得穿過其中的冷卻劑流促進(jìn)除去來自平臺(tái)110的熱量。圖6至圖11提供了冷卻通道138的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的若干視圖。雖然本文描述了平臺(tái)冷卻通道138的若干個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是將會(huì)懂得，本發(fā)明并不限于此，而且可以成功地使用其它構(gòu)造的冷卻通道138。如圖所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，盒130可包括多個(gè)軸向定向的平行的冷卻通道138，其從高壓氣室145延伸至低壓氣室146。當(dāng)冷卻劑跨越平臺(tái)槽縫134并穿過冷卻通道138時(shí)，如此形成的冷卻通道138促進(jìn)通過平臺(tái)110的該區(qū)域的對(duì)流冷卻。特別地，冷卻劑使熱量對(duì)流遠(yuǎn)離冷卻盒130的壁，而冷卻盒130又將熱量從平臺(tái)110的周圍區(qū)域傳導(dǎo)走。如上所述，冷卻盒130和平臺(tái)槽縫134可構(gòu)造為使得在裝配時(shí)，在平臺(tái)槽縫134內(nèi)的預(yù)定位置處形成兩個(gè)獨(dú)立的間隙或氣室，即高壓氣室145和低壓氣室146。通常，兩個(gè)氣室145，146包括空隙或歧管，其由冷卻盒130的外表面和平臺(tái)槽縫134的彎曲后壁或內(nèi)壁限定，其在圖7和圖10中最佳示出。將會(huì)懂得，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，其中一個(gè)或多個(gè)所述氣室可能不存在。在此類實(shí)施例中，例如，從高壓連接器148流出的冷卻劑將在進(jìn)入平臺(tái)槽縫134時(shí)直接流入到冷卻通道138中；或者，例如，流入到低壓連接器149中的冷卻劑將直接從冷卻通道138中流出，而不首先流過低壓氣室146。高壓氣室145可沿著平臺(tái)槽縫134的內(nèi)壁的前面部分定位，起始于剛好口部內(nèi)的位置，并且終止于剛好內(nèi)壁的中心或中點(diǎn)之前。低壓氣室146可沿著平臺(tái)槽縫134的內(nèi)壁的后面部分定位，起始于剛好口部內(nèi)的位置，并且終止于剛好內(nèi)壁的中心或中點(diǎn)之后。將會(huì)懂得平臺(tái)冷卻盒130構(gòu)造為使得所產(chǎn)生的氣室145，146被冷卻盒130的至少一部分間隔開。雖然一些冷卻劑可繞過冷卻盒130，但該構(gòu)造需要至少一些跨越平臺(tái)槽縫134的冷卻劑流過至少一部分盒冷卻通道138。在一些實(shí)施例中，冷卻盒130可構(gòu)造為使得基本上所有冷卻劑流過它(即，防止基本上所有冷卻劑繞過平臺(tái)冷卻盒130)。如圖所示，高壓氣室145經(jīng)由高壓連接器148連接到內(nèi)部冷卻通路116的上游部分上，而低壓氣室146經(jīng)由低壓連接器149連接到內(nèi)部冷卻通路116的下游部分上。以這種方式，高壓氣室145接受冷卻劑的供給，其然后通過盒冷卻通道138而被供應(yīng)至低壓氣室146。低壓氣室146又提供其中可收集冷卻劑的歧管，以及通過低壓連接器149的出口，通過該出口，冷卻劑可離開平臺(tái)槽縫134。如上所述，此出口使冷卻劑返回到渦輪轉(zhuǎn)子葉片100內(nèi)的內(nèi)部冷卻通路116，這容許冷卻劑用于冷卻渦輪葉片100的其它區(qū)域或其它下游應(yīng)用。圖10提供了根據(jù)本申請(qǐng)的另一優(yōu)選實(shí)施例的備選平臺(tái)冷卻盒130。在這種情況下，冷卻盒130可在平坦且平行的盒底板和盒頂板之間限定空腔。也就是說，盒底板和頂板大致彼此相對(duì)，跨越具有相對(duì)較恒定的高度或徑向間隙的空腔。冷卻盒130還可包括多個(gè)銷151，其沿大致徑向方向在盒130的底板和頂板之間延伸。將會(huì)懂得，在銷151之間限定了盒冷卻通道138。銷151可構(gòu)造為使得在流過盒130的冷卻劑和盒130之間的熱交換被加強(qiáng)。更具體地，銷151可由高傳導(dǎo)性材料構(gòu)造而成，并且提供了可通過其與冷卻劑交換熱量的增加的表面積。另外，銷151可通過平臺(tái)冷卻盒130而產(chǎn)生湍流。將會(huì)懂得，湍動(dòng)的非層流引起冷卻劑和盒130的表面之間更大的熱傳遞。圖10中所提供的若干個(gè)箭頭描繪了冷卻劑可如何流過本冷卻構(gòu)造。如圖所示，冷卻劑可從內(nèi)部冷卻通路116的上游部分流向高壓連接器148、高壓氣室145、穿過盒冷卻通道138而流向低壓氣室146、低壓連接器149，并且最后在其下游部分返回至內(nèi)部冷卻通路116。在其它方面，平臺(tái)冷卻盒130可與本文論述的其它示例性實(shí)施例類似地構(gòu)造和實(shí)施。
圖11提供了根據(jù)本申請(qǐng)的另一優(yōu)選實(shí)施例的備選平臺(tái)冷卻盒130。在這種情況下，冷卻盒130包括多孔材料155，其孔隙提供了穿過盒130的冷卻通道。在優(yōu)選的實(shí)施例中，多孔材料155包括其中一種以下材料金屬密集網(wǎng)、金屬海綿、合成材料和陶瓷。還可使用包括相似的孔隙并且能夠充分地承受燃燒渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的苛刻環(huán)境的其它傳統(tǒng)材料。多孔材料155可夾在平臺(tái)槽縫134的頂板/底板之間，或者在其它實(shí)施例中，多孔材料155可夾在盒130本身的薄頂板/底板之間。如之前所述，可形成氣室145，146，其有助于將冷卻劑傳送許多孔中/從許多孔中收集冷卻劑，這些孔沿著盒130的周邊定位。外表面136可釬焊在平臺(tái)槽縫134的口部上，使得平臺(tái)槽縫134被密封。以這種方式，多孔介質(zhì)和冷卻劑都包含在平臺(tái)槽縫134內(nèi)，并且可防止、極大地減少或計(jì)量冷卻劑的泄漏。如之前所述，冷卻劑可從內(nèi)部冷卻通路116的上游部分提取，并經(jīng)由高壓連接器148和高壓氣室145 (如果存在)而被引導(dǎo)至多孔材料155中。然后，出現(xiàn)于多孔材料155的另一側(cè)的返回的冷卻劑可經(jīng)由低壓氣室146和低壓連接器149而被引導(dǎo)回到內(nèi)部冷卻通路116。將會(huì)懂得，由于許多多孔介質(zhì)中典型的每單位體積大的熱傳遞表面積以及多孔材料中發(fā)生熱交換的方式——即通過對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射——在本發(fā)明的實(shí)施例內(nèi)，可使用多孔材料來極大地改善熱交換性能。圖11顯示了本發(fā)明的另一方面。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，可提供一個(gè)或更多冷卻孔156。如圖所示，冷卻孔156可包括通道，其在操作期間釋放期望部分的流過出口的冷卻齊U，該出口穿過壓力側(cè)斜面126 (或者未顯示地，穿過平臺(tái)110的頂側(cè)面113或下側(cè)面114)而形成。冷卻孔156可以是狹窄的，使得釋放的冷卻劑以一定的速度逆著相鄰的渦輪葉片100的斜面沖擊和被引導(dǎo)，這通常提高了其冷卻效率。將會(huì)懂得，斜面空腔和限定它們的斜面是平臺(tái)110難以冷卻的區(qū)域，而且斜面冷卻孔156可以是完成此任務(wù)的一種有效途徑。雖然未顯示，但是將會(huì)懂得，冷卻孔156可用于圖7和圖10的實(shí)施例中，因?yàn)樗鼈兛蓸?gòu)造成連接到其中一個(gè)或更多盒冷卻通道138上，或者更一般地連接到平臺(tái)槽縫134上。在其它方面，圖11的平臺(tái)冷卻盒130可與本文論述的其它示例性實(shí)施例類似地構(gòu)造并實(shí)施。本發(fā)明還包括一種以成本合算的方式在渦輪轉(zhuǎn)子葉片的平臺(tái)區(qū)域內(nèi)有效地形成高效的內(nèi)部冷卻通道的新穎方法。參照?qǐng)D12的流程圖200，作為起始步驟202，在平臺(tái)110的壓力側(cè)斜面126中可形成平臺(tái)槽縫134。因?yàn)槠脚_(tái)槽縫134的相對(duì)不復(fù)雜的形狀，其可利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工或簡化的鑄造工藝而成本合算地成形。因而，雖然本發(fā)明可用于形成復(fù)雜的冷卻通道 的陣列，其為平臺(tái)區(qū)域提供了廣泛的覆蓋范圍，但是可避免典型地用于此類復(fù)雜設(shè)計(jì)的昂貴的鑄造過程。一旦形成平臺(tái)槽縫134，這在步驟204可利用傳統(tǒng)的相對(duì)較不復(fù)雜的機(jī)械加工工藝而產(chǎn)生高壓連接器148和低壓連接器149。更具體地，假定通過平臺(tái)槽縫134的形成提供進(jìn)入，則通過傳統(tǒng)的瞄準(zhǔn)線式機(jī)械加工或鉆孔工藝可形成連接器148，149。單獨(dú)地，在步驟206可形成平臺(tái)冷卻盒130，使其尺寸設(shè)置為適宜地對(duì)應(yīng)于平臺(tái)槽縫134的尺寸。作為該步驟的一部分，冷卻通道138可形成于盒130內(nèi)。這些可利用機(jī)械加工工藝、簡化的鑄造工藝或兩者的組合而構(gòu)造。將會(huì)懂得，同作為轉(zhuǎn)子葉片100的整體構(gòu)件而形成相同的冷卻通道138的備選方式相比，在單獨(dú)的盒構(gòu)件中制造冷卻通道138將顯著地降低復(fù)雜性和成本。最后在步驟208，則可利用傳統(tǒng)方法，例如通過機(jī)械干涉、焊接、釬焊等而將冷卻盒130安裝在平臺(tái)槽縫134內(nèi)。在操作中，本發(fā)明的冷卻裝置可如下所述起作用。流過內(nèi)部冷卻通路116的冷卻劑供給的一部分通過高壓連接器148進(jìn)入高壓氣室145。高壓氣室145通常提供可通過其為多個(gè)盒冷卻通道138供給冷卻劑的腔室。通過這種方式，單個(gè)歧管(即高壓連接器148)可有效地供給許多更小的冷卻通道(即若干個(gè)盒冷卻通道138)。冷卻劑然后可穿過冷卻通道138并收集在低壓氣室146中。低壓氣室146通常提供了其中來自多個(gè)盒冷卻通道138的冷卻劑可被收集并供應(yīng)到單個(gè)出口(即低壓連接器149)中的腔室。當(dāng)其穿過冷卻通道138時(shí)，冷卻劑可使來自平臺(tái)冷卻盒130的熱量對(duì)流，并且盒130又可傳導(dǎo)來自周圍平臺(tái)110的熱量，從而冷卻它。通過這種方式，本發(fā)明的平臺(tái)冷卻裝置從內(nèi)部冷卻通路116中提取一部分冷卻齊U，使用冷卻劑除去來自平臺(tái)110的熱量，之后使冷卻劑返回到內(nèi)部冷卻通路116，在這里可進(jìn)一步使用冷卻劑。本發(fā)明提供了一種主動(dòng)冷卻燃燒渦輪轉(zhuǎn)子葉片的平臺(tái)區(qū)域的機(jī)構(gòu)。如上所述，該區(qū)域典型地難以冷卻，并且對(duì)于給定的該區(qū)域的機(jī)械負(fù)載，其是隨著點(diǎn)火溫度的增加而接受高損害的位置。因此，此類主動(dòng)式平臺(tái)冷卻是一種在尋求更高的點(diǎn)火溫度、增加的輸出和更大的效率時(shí)重要的可行技術(shù)。此外，將會(huì)懂得，本申請(qǐng)的可拆卸的平臺(tái)冷卻盒130在重新設(shè)計(jì)、重新構(gòu)造和/或改裝現(xiàn)有葉片中的平臺(tái)冷卻裝置方面可提供極大的靈活性。例如，如果操作條件變化或穿過平臺(tái)區(qū)域需要更大的冷卻時(shí)，那么平臺(tái)冷卻盒130容許穿過平臺(tái)110的冷卻回路以成本合算且便利的方式進(jìn)行更換。另外，該可更換的結(jié)構(gòu)在平臺(tái)冷卻裝置的測(cè)試期間是相當(dāng)有利的，因?yàn)榭稍诓恍枰獦?gòu)造整個(gè)渦輪葉片來測(cè)試各種備選方案的條件下測(cè)試備選設(shè)計(jì)。盒結(jié)構(gòu)還容許簡化具有復(fù)雜幾何形狀的平臺(tái)冷卻通道的制造。而在之前，復(fù)雜的幾何形狀必然意味著昂貴的鑄造工藝，本申請(qǐng)教導(dǎo)了借其可通過簡化的機(jī)械加工和/或鑄造工藝而形成復(fù)雜設(shè)計(jì)的冷卻通道的方法。最后，在一些實(shí)施例中，本申請(qǐng)教導(dǎo)了借其可利用內(nèi)部通道冷卻平臺(tái)110的方法，內(nèi)部通道不從平臺(tái)110本身直接排氣至熱氣道中。如上所述，冷卻劑的此“再循環(huán)”總體提高了其使用效率，其提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)懂得，可進(jìn)一步選擇性地應(yīng)用上面參照若干個(gè)典型實(shí)施例所描述的許多變化的特征和構(gòu)造，以形成本發(fā)明其它可能 的實(shí)施例。出于簡潔起見，并且考慮到本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力，沒有詳細(xì)地提供或論述所有可能的迭代，但是被所附若干權(quán)利要求所包含的所有組合和可能的實(shí)施例都應(yīng)是本申請(qǐng)的一部分。另外，從本發(fā)明的若干典型實(shí)施例的上述描述中，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將想到改善、變化和修改。這種本技術(shù)領(lǐng)域中的改善、變化和修改還應(yīng)被所附權(quán)利要求所覆蓋。此外，還應(yīng)該明白前述只涉及本申請(qǐng)的所述實(shí)施例，并且在不脫離以下權(quán)利要求和其等效物所限定的本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi)，這里可做出許多變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種渦輪轉(zhuǎn)子葉片(100)中的平臺(tái)冷卻裝置，所述轉(zhuǎn)子葉片(100)在翼型件(102)和根部(104)之間的界面處具有平臺(tái)(110)，其中所述轉(zhuǎn)子葉片(100)包括形成于其中的內(nèi)部冷卻通路(116)，所述內(nèi)部冷卻通路(116)從與所述根部(104)的冷卻劑源的連接處延伸到所述平臺(tái)(110)的至少大致徑向高度，其中在操作中，所述內(nèi)部冷卻通路(116)包括高壓冷卻劑區(qū)域和低壓冷卻劑區(qū)域，沿著與所述翼型件(102)的壓力側(cè)(106)相重合的側(cè)面，所述平臺(tái)(110)的壓力側(cè)包括從所述翼型件(102)周向延伸至壓力側(cè)斜面(126)的頂側(cè)面(113)，并且沿著與所述翼型件(102)的吸力側(cè)(105)相重合的側(cè)面，所述平臺(tái)(110)的吸力側(cè)包括從所述翼型件(102)周向延伸至吸力側(cè)斜面(122)的頂側(cè)面(113)，所述平臺(tái)冷卻裝置包括 平臺(tái)槽縫(134)，其從穿過所述壓力側(cè)斜面(126)和所述吸力側(cè)斜面(122)的其中一個(gè)斜面形成的口部而周向延伸； 高壓連接器(148)，其將所述平臺(tái)槽縫(134)連接到所述內(nèi)部冷卻通路(116)的所述高壓冷卻劑區(qū)域上； 低壓連接器(149)，其將所述平臺(tái)槽縫(134)連接到所述內(nèi)部冷卻通路(116)的所述低壓冷卻劑區(qū)域上；和 平臺(tái)冷卻盒(130)，其可拆卸地接合在所述平臺(tái)槽縫(134)內(nèi)，所述平臺(tái)冷卻盒(130)包括一個(gè)或更多盒冷卻通道(138)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于 所述平臺(tái)槽縫(134)的口部穿過所述壓力側(cè)斜面(126)而形成； 所述平臺(tái)(110)包括大致平行于平坦的下側(cè)面(114)的平坦的頂側(cè)面(113);且所述盒冷卻通道(138)構(gòu)造成在操作期間引導(dǎo)冷卻劑穿越所述平臺(tái)槽縫(134)而從所述高壓連接器(148)流向所述低壓連接器(149)； 所述高壓連接器(148)連接到所述平臺(tái)槽縫(134)上的位置與所述低壓連接器(149)連接到所述平臺(tái)槽縫(134)上的位置相反，跨越所述平臺(tái)槽縫(134)的至少極大部分；且所述盒冷卻通道(138)包括熱傳遞結(jié)構(gòu)，所述熱傳遞結(jié)構(gòu)在操作中促進(jìn)當(dāng)冷卻劑流穿過所述平臺(tái)冷卻盒(130)時(shí)在所述冷卻劑和所述平臺(tái)冷卻盒(130)之間的熱傳遞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)冷卻盒(130)和所述平臺(tái)槽縫(134)構(gòu)造為使得 在裝配后，在所述平臺(tái)冷卻盒(130)的外壁的第一部段和所述平臺(tái)槽縫(134)的內(nèi)壁的第一部段之間形成高壓氣室(145)； 在所述平臺(tái)冷卻盒(130)的外壁的第二部段和所述平臺(tái)槽縫(134)的內(nèi)壁的第二部段之間形成低壓氣室(146)； 其中在所述高壓氣室(145)內(nèi)的一位置處，所述高壓連接器(148)連接到所述平臺(tái)槽縫(134)上；并且其中在所述低壓氣室(146)內(nèi)的一位置處，所述低壓連接器(149)連接到所述平臺(tái)槽縫(134)上；且 其中所述盒冷卻通道(138)在所述平臺(tái)冷卻盒(130)的外壁的第一部段和所述平臺(tái)冷卻盒(130)的外壁的第二部段之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)槽縫(134)包括通常與所述口部相對(duì)的后壁，所述后壁從所述口部的前緣附近的前面位置成弧形延伸至所述口部的后緣附近的后面位置；且 其中在所述翼型件(102)的壓力側(cè)(106)與所述平臺(tái)(110)相交的地方，所述弧形的輪廓在形狀和大致位置上與所述翼型件(102)的壓力側(cè)(106)的輪廓相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述高壓氣室(145)沿著所述后壁的前面部分而定位，其起始于剛好所述口部的內(nèi)部，并沿著所述后壁而延伸至剛好所述后壁的軸向中點(diǎn)之前的位置；且 其中所述低壓氣室(146)沿著所述后壁的后面部分而定位，其起始于剛好所述口部的內(nèi)部，并沿著所述后壁而延伸至剛好所述后壁的軸向中點(diǎn)之后的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)冷卻盒(130)包括外表面(136)，所述外表面(136)在裝配后基本上阻塞了所述平臺(tái)槽縫134的口部； 其中在裝配后，所述外表面(136)居于相對(duì)于所述壓力側(cè)斜面(126)齊平的位置； 其中連接在所述盒冷卻通道(138)上的多個(gè)冷卻孔(156)被限定穿過所述外表面(136)，所述冷卻孔(156)構(gòu)造成引導(dǎo)一部分冷卻劑流過所述平臺(tái)冷卻盒(130)而進(jìn)入到形成于相鄰轉(zhuǎn)子葉片(100)之間的斜面空腔中；且 其中所述冷卻孔(156)構(gòu)造為具有預(yù)定的流通面積，所述預(yù)定的流通面積對(duì)應(yīng)于期望的冷卻劑沖擊特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，外表面(136)包括密封件，所述密封件在操作中防止冷卻劑通過所述口部而離開所述平臺(tái)槽縫(134);且 其中所述平臺(tái)槽縫(134)和所述盒冷卻通道(138)構(gòu)造為使得在使用中，基本上流過所述平臺(tái)槽縫(134)的所有冷卻劑返回至所述內(nèi)部冷卻通路(116)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述熱傳遞結(jié)構(gòu)包括多個(gè)平行的冷卻通路，所述多個(gè)平行的冷卻通路布置為跨越所述平臺(tái)槽縫(134)而從所述高壓氣室(145)延伸至所述低壓氣室(146)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)槽縫(134)包括平坦的頂板和平坦的底板，其居于距彼此基本恒定的徑向高度上，并且定向?yàn)槭沟妹恳粋€(gè)基本上平行于所述平臺(tái)(110)； 其中所述平臺(tái)冷卻盒(130)包括基本恒定的徑向高度；且 其中所述平臺(tái)冷卻盒(130)的恒定的徑向高度正好小于所述平臺(tái)槽縫(134)的恒定的徑向高度，使得在裝配后，所述平臺(tái)冷卻盒(130)緊密地插入到所述平臺(tái)槽縫(134)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)冷卻盒(130)包括限定在平坦的盒底板和平坦的盒頂板之間的空腔； 其中多個(gè)銷(151)從所述盒底板延伸至所述盒頂板；且 其中所述盒冷卻通道(138)包括形成于多個(gè)銷(151)之間的通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述平臺(tái)冷卻盒(130)包括多孔材料(155)，所述多孔材料(155)定位成使得在使用中，從所述高壓連接器(148)流向所述低壓連接器(149)的至少一部分冷卻劑穿過所述多孔材料(155);且 其中所述多孔材料(155)的孔隙形成了所述盒冷卻通道(138)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺(tái)冷卻裝置，其特征在于，所述盒冷卻通道(138)包括蜿蜒的冷卻通道，所述蜿蜒的冷卻通道限定了位于所述高壓連接器(148)至所述低壓連接器(149)之間 的盤繞路徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于冷卻平臺(tái)區(qū)域的裝置和方法，具體而言，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片中，轉(zhuǎn)子葉片在翼型件和根部之間的界面處具有平臺(tái)，其中翼型件和根部包括形成于其中的內(nèi)部冷卻通路，其中在操作過程中，內(nèi)部冷卻通路包括至少高壓冷卻劑區(qū)域和低壓冷卻劑區(qū)域，平臺(tái)冷卻裝置包括平臺(tái)槽縫、高壓連接器、低壓連接器和平臺(tái)冷卻盒，平臺(tái)槽縫從穿過壓力側(cè)斜面形成的口部周向延伸；高壓連接器將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的高壓冷卻劑區(qū)域上；低壓連接器將平臺(tái)槽縫連接到內(nèi)部冷卻通路的低壓冷卻劑區(qū)域上；并且平臺(tái)冷卻盒可拆卸地接合在平臺(tái)槽縫中，該平臺(tái)冷卻盒包括一個(gè)或更多盒冷卻通道。
文檔編號(hào)F01D5/18GK102619573SQ20111030958
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者S·E·艾利斯, X·付 申請(qǐng)人:通用電氣公司