[发明专利]具有由凸起肋形成的冲击冷却槽腔和扩散结合至凸起肋的覆盖板的部件

说明书

一种燃气涡轮发动机部件(10)具有：基部层(60)，该基部层包括被凸起肋(36)隔开的槽腔(52)阵列(110)以及薄膜冷却孔(70)，该薄膜冷却孔在每个槽腔中穿过该基部层；以及覆盖板(62)，该覆盖板扩散结合至凸起肋并且该覆盖板包括用于槽腔阵列中的每个槽腔的冲击孔(72)。凸起肋的厚度(104)比槽腔的最小尺寸(96)的一半小。该部件构造成接收来自燃烧室的燃烧气体并且在不具有导向叶片的情况下将该燃烧气体加速并输送到第一排涡轮叶片上。

技术领域

本发明涉及对具有凸起肋的表面进行冲击冷却的部件。

背景技术

常规的环管形燃气涡轮发动机包括径向地布置在转子轴的外部且与转子轴轴向地对准的多个单独的燃烧罐。在燃烧室中所产生的燃烧气体被径向地向内导引并且接着通过过渡管道被转换成轴向运动。导向叶片接收燃烧气体并且使燃烧气体加速且将燃烧气体转向成适合于输送到第一级涡轮叶片的矢量。

最新的管道结构通过创建从重新定向的燃烧室直接到第一级涡轮叶片的直线流动路径而无需导向叶片。在Charron等人的美国专利号8,276,389中公开了这种管道结构的一种构型，该专利的全部内容通过参引并入本文。在这种管道构型中，重新定向的燃烧罐(未示出)沿着具有轴向分量和周向分量这两者但不具有径向分量的矢量将相应的燃烧气体流排出。燃烧气体流沿着相应的流动路径加速并且在环形室中混合以形成单流。在不具备任何中间导向叶片的情况下，该单流以合适的速度和角度被输送到第一级涡轮叶片。

将燃烧气体加速成适合于输送到第一排涡轮叶片上的速度在围绕燃烧气体的增压室中的压缩空气与燃烧气体本身之间产生了相当大的压力差。由这种压力差所产生的力必须由将燃烧气体与压缩气体隔开的结构来承受。在常规布置中，其中第一排导向叶片将燃烧气体从过渡管道中的大约0.2马赫(Mach)加速成仅在马赫速度之下，导向叶片是分开的、相对更大的结构并且容易地承受这种相当大的力。由于在常规布置中过渡管道中的燃烧气体仅以大约0.2马赫传送，因此过渡管道仅必须承受由大约0.3bar的更小的压力差所产生的力。此外，尽管这些常规过渡管道可以包括穿过这些常规过渡管道的冷却路径，但是这些常规过渡管道中的冷却流受限于对流冷却，特别是沿着过渡管道壁内的通道的对流冷却。相对低的压力差不足以形成真正的冲击冷却射流。

相比之下，在不具有导向叶片的最新的管道结构中，在管道中出现了燃烧气体的加速，这历史性地已经使结构上相对较小。为了确保管道可以承受力，结构凸起肋可以被用于管道的暴露于压缩空气的一侧。对将管道的另一侧暴露于相对热的燃烧气体而言必需的是，对管道的暴露于压缩空气的一侧进行冷却。然而，凸起肋产生了难以使用常规管道冷却布置来冷却的槽腔。因此，在技术上还有改进的空间。

附图说明

鉴于附图，在以下描述中对本发明进行解释，在附图中：

图1示出了本文中所公开的具有中空面板的部件的示例性实施方式；

图2是图1中的中空面板的一部分的立体图；

图3是图2中的部分的侧视图；

图4是图2中的部分的俯视图；

图5是肋交叉部的示意图。

具体实施方式