[发明专利]内部冷却型涡轮机械部件

说明书

一种内部冷却型涡轮机械部件，包括：主体、基座排组和导流件，该主体包括第一端壁、与第一端壁间隔开的第二端壁、和在第一端壁与第二端壁之间延伸的侧壁，使得第一端壁、第二端壁和侧壁限定在流体入口与流体出口之间延伸的冷却通路；该基座排组包括在第一端壁与第二端壁之间跨越冷却通路的多个基座，其中基座排组与侧壁间隔开，以在基座排组和侧壁之间限定流动通道；该导流件用于将冷却流引导远离流动通道，该导流件从流动通道延伸到基座排组中。

技术领域

本公开涉及一种内部冷却型涡轮机械部件。

特别地，本公开涉及一种可以被设置作为翼型部件的涡轮机械部件。

背景技术

燃气涡轮总体上包括数行固定静叶以及转子，该固定静叶被固定到燃气涡轮的罩壳；该转子具有被固定到转子轴的若干行旋转的转子动叶。热的和加压的工作流体流经各行静叶和动叶，因此将动量赋予转子动叶，但也将大量的热传递给静叶，特别是将大量的热传递给动叶。

内部冷却型涡轮机械部件(诸如，静叶或动叶)可以包括延伸穿过部件的冷却通路。为了改善通过冷却通路向冷却流的热传递，已知在冷却通路中设置基座(pedestal)的排组(bank)。基座排组包括以规则的布置分布在冷却通路中的单独基座，因为在特定位置中不存在基座产生了空隙，该空隙允许冷却流一起绕开某些基座或基座排组。因此，空隙的存在可能导致冷却的整体降低，并且可能导致温度梯度的增加。在基座排组与界定冷却通路的侧壁之间的区域中，这种空隙可能是特别令人关注的。

常规地，通过提供半基座来部分地克服该问题，该半基座(即大体上半圆柱形的基座)被形成在侧壁上，以延伸到冷却通路中。半基座类似于基座，并且因此减小了侧壁与基座排组之间的空隙尺寸。因此，冷却流通过基座排组被更均匀地分布。然而，由于例如形成部件的特定合金的局限性而可能导致结构缺陷，因此并非总是能够形成半基座。可以期望避免对半基座的需求，尤其是在铸造部件的情况下，这是因为这将简化陶瓷芯并改善铸件出品率。但是，省去半基座不利地影响了冷却流。

因此，非常期望具有改善的冷却通路布置的内部冷却型涡轮机械部件。

发明内容

根据本公开，提供了如所附权利要求中阐述的设备。本发明的其他特征将自从属权利要求以及后面的描述而变得清楚。

因此，提供了一种内部冷却型涡轮机械部件，该内部冷却型涡轮机械部件包括主体(200)、基座排组(240)和导流件(260)，该主体包括第一端壁(210)、与第一端壁(210)间隔开的第二端壁(212)、以及在第一端壁(210)与第二端壁(212)之间延伸的侧壁(220)，使得第一端壁(210)、第二端壁(212)和侧壁(220)限定在流体入口(202)与流体出口(204)之间延伸的冷却通路(230)；该基座排组包括在第一端壁(210)与第二端壁(212)之间跨越冷却通路(230)的多个基座(241)，其中基座排组(240)与侧壁(220)间隔开，以在基座排组(240)与侧壁(220)之间限定流动通道(250)；该导流件(260)用于将冷却流引导远离流动通道(250)，该导流件(260)从流动通道(250)延伸到基座排组(240)中。导流件(260)具有前缘(270)、后缘(272)和中心线(274)，中心线(274)与前缘(270)和后缘(272)两者相交，中心线(274)在与前缘(270)相交处的切线(276)与侧壁(220)和/或流动方向所成的角度θ在0°至45°的范围内。

导流件(260)可以在与后缘(272)相交处具有中心线(274)的第二切线(278)，该第二切线与侧壁(220)和/或流动方向所成的角度φ在20°至45°的范围内。

角度φ可以大于或等于角度θ。

导流件260被配置为在冷却通路230内对冷却流重定向，并且因此将外围流F1从流动通道250吸取到基座排组240中。因此，通过减少绕开基座排组240的冷却流的量并减小围绕流动通道250的高温梯度，导流件260改善冷却。