[发明专利]涡轮机构件的薄膜冷却

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机。更具体而言，本发明涉及涡轮机构件的薄膜冷却。

背景技术

在诸如燃气轮机的涡轮机的热燃气通路内的构件，经受着导致低周疲劳裂纹、蠕变断裂和/或氧化等的高温，而这些会导致构件的过早失效。经常采用一种或多种方法来冷却热燃气通路构件以延长它们的使用寿命。一种这样的方法是薄膜冷却。薄膜冷却是通过从气源如绕过燃烧室的压缩机排出流喷射空气穿过构件表面中的孔来实现。相对较冷的空气进入热燃气通路并且在热燃气和构件之间形成隔离层而降低流入构件内的热量。

然而，增大从压缩机排出的空气量对整个涡轮机效率有着负面影响。因此期望提高薄膜冷却的效果，以便只需要从压缩机排出较少的空气并通过孔喷射而获得可接受的冷却量。

发明内容

涡轮机构件包括流通路表面和设置在流通路表面内的沟槽。至少一个冷却通孔位于沟槽内并且能够喷射冷却流到涡轮机构件的流通路表面上。该冷却流在流通路表面上形成冷却膜。

冷却涡轮机构件的方法包括穿过至少一个冷却通孔喷射冷却流到涡轮机构件的流通路表面上，该冷却通孔设置在涡轮机构件中的沟槽内。冷却膜由流通路表面和热燃气流之间的冷却流形成。

根据下列描述并结合附图，这些及其它的优点和特征将变得更加明显。

附图说明

视作为本发明的主题在权利要求书中具体地指出并明确地要求受到保护。根据下列详细描述并结合附图，本发明的上述及其它目的、特征以及优点是明显的，附图中：

图1是涡轮机构件的实施例的局部透视图，该涡轮机构件具有用于薄膜冷却的分流器(flow diverter)；

图2是图1的涡轮机构件的截面图；

图3是图1的涡轮机构件的轴向截面图；

图4是涡轮机构件的另一个实施例的局部透视图，该涡轮机构件具有用于薄膜冷却的分流器；

图5是图4的涡轮机构件的备选实施例的局部透视图；以及

图6是涡轮机构件的又一个实施例的局部透视图，该涡轮机构件具有用于薄膜冷却的分流器；

参照附图通过示例的方法，详细描述阐明了本发明的实施例以及其优点和特征。

零件清单

涡轮机翼型件       10

热燃气流           12

外表面             14

流向               16

沟槽               18

上游槽壁           20

下游沟槽表面       22

冷却通孔           24

轴线               26

沟槽底板           28

冷却流             30

分流器         32

下游壁         34

分流侧壁       36

侧壁角         38

宽度           40

流道           42

顶部           44

扩散表面       46

边缘           48

基体层         50

覆盖层         52

具体实施方式

图1所示为诸如涡轮机翼型件10的涡轮机构件的局部视图。热燃气流12沿流向16行进越过涡轮机翼型件10的外表面14。至少一个沟槽18设置在涡轮机翼型件10内并且由上游槽壁20和至少一个下游沟槽表面22所限定，在一些实施例中，上游槽壁20从涡轮机翼型件10大致径向向外地延伸。至少一个冷却通孔24设置在沟槽18内。在图1中，虽然多个冷却通孔24布置成大致沿着沟槽18径向地延伸排成一行，但在本发明的范围内可构思出在沟槽18内的冷却通孔24的其它布置。冷却通孔24可具有如图1所示的椭圆开口，或者可根据来自冷却通孔24的所需流而具有圆形或其它形状的开口。此外，如图2所示，冷却通孔24可具有不垂直于外表面14的轴线26，以便更平稳地流经冷却通孔24。