[发明专利]热传递装置和相关的涡轮翼型件

说明书

各种实施例包括热传递装置，而其它实施例包括涡轮部件。在一些情况下，装置可包括：主体部分，其具有内表面和外表面，内表面限定内部区域；在主体部分中的至少一个孔，至少一个孔被定位成将流体从内部区域导向通过主体部分；以及形成于主体部分的外表面中的至少一个流体接纳特征，至少一个流体接纳特征被定位成接纳来自至少一个孔的冲击后流体，其中，至少一个孔不限定至少一个流体接纳特征的任何部分，并且至少一个流体接纳特征将位于冲击错流区域内的相对较低速度的流体与相对较高速度的冲击后流体隔离。

技术领域

本公开涉及热传递。更具体地讲，本发明涉及用于传递来自诸如涡 轮翼型件的制品的热的热传递装置和方法。

背景技术

涡轮系统被持续地改进以增加效率并降低成本。一种用于增加涡轮 系统的效率的方法包括增加涡轮系统的操作温度。然而，长时间在高温 下操作常常需要使用能够经受这些条件的更新的材料。

除了改变部件材料和涂层之外，增加涡轮部件的温度能力的一种常 见方法包括使用冲击冷却。冲击冷却通常包括将冷却流体导向通过制品 的内部区域内的一个或多个孔，冷却流体接触(即，冲击)制品的内表面， 继而冷却制品。在冲击制品的内表面之后，冲击后流体通常被导向远离 受冲击表面，从而在内部区域内形成错流(cross flow)。

通常，错流包括较高速度的冲击后流体和在壁射流之间且邻近壁射 流的较低速度流体，冲击后流体在本领域中称为冲击后壁射流。较高速 度流体和较低速度流体的混合通常以低效的方式发生，并且在错流中造 成相对较大的压力损失，例如，错流具有相对较低的压头，以提供诸如 附加或顺序冲击冷却的附加功能。相对较低的压头可能需要额外的冷却 空气，这是不期望的。

发明内容

各种实施例包括热传递装置，而其它实施例包括诸如翼型件的涡轮 部件。在一些情况下，装置可包括：主体部分，其具有内表面和外表面， 内表面限定内部区域；在主体部分中的至少一个孔，至少一个孔被定位 成将流体从内部区域导向通过主体部分；以及形成于主体部分的外表面 中的至少一个流体接纳特征，至少一个流体接纳特征被定位成接纳来自 至少一个孔的冲击后流体，其中，至少一个孔不限定至少一个流体接纳 特征的任何部分，并且至少一个流体接纳特征将位于冲击错流区域内的 相对较低速度的流体与相对较高速度的冲击后流体隔离。

本公开的第一方面包括一种装置，该装置具有：主体部分，其具有 内表面和外表面，内表面限定内部区域；在主体部分中的至少一个孔， 至少一个孔被定位成将流体从内部区域导向通过主体部分；以及形成于 主体部分的外表面中的至少一个流体接纳特征，至少一个流体接纳特征 被定位成接纳来自至少一个孔的冲击后流体，其中，至少一个孔不限定 至少一个流体接纳特征的任何部分，并且至少一个流体接纳特征将位于 冲击错流区域内的相对较低速度的流体与相对较高速度的冲击后流体隔 离。

根据本发明的一个实施例，至少一个流体接纳特征还包括流体导向 特征。

根据本发明的一个实施例，流体导向特征形成于流体接纳特征内。

根据本发明的一个实施例，流体导向特征包括定位在流体接纳特征 的开口内的导向叶。

根据本发明的一个实施例，流体导向特征将冲击后流体导向到流体 接纳特征内。

根据本发明的一个实施例，流体导向特征将冲击后流体导向远离至 少一个孔。

根据本发明的一个实施例，至少一个孔相对于主体部分的外表面成 在75°和89°之间的角度。

根据本发明的一个实施例，至少一个孔在错流方向上成角度。

根据本发明的一个实施例，装置还包括与每个孔对齐的一级喇叭口， 一级喇叭口被定位成将流体导向到与一级喇叭口对齐的孔中。

根据本发明的一个实施例，装置还包括不与至少一个孔对齐的二级 喇叭口，二级喇叭口被定位成将流体导向到至少一个孔中。