用于冷却涡轮叶片的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103195489A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103195489103195489A(43)申请公布日2013.07.10(21)申请号201310001201.9(22)申请日2013.01.04(30)优先权数据13/3445302012.01.05US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人A.E.史密斯C.M.彭尼(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人李强谭祐祥(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图6页附图6页(54)发明名称用于冷却涡轮叶片的系统和方法(57)摘要本发明涉及用于冷却涡轮叶片的系统和方法。一种系统包括涡轮叶片，涡轮叶片包括至少一个冷却槽，该至少一个冷却槽构造成沿流动方向将冷却剂从涡轮叶片的内部传输到外部。冷却槽包括联接到内部的入口，以及在入口的下游的会聚区段。会聚区段包括沿流动方向减小的第一横截面积。冷却槽还包括沿着涡轮叶片的后缘而设置的出口。CN103195489ACN1039548ACN103195489A权利要求书1/2页1.一种系统，包括：涡轮叶片，其包括至少一个冷却槽，所述至少一个冷却槽构造成沿流动方向将冷却剂从所述涡轮叶片的内部传输到外部，其中，所述冷却槽包括：联接到所述内部的入口；在所述入口的下游的会聚区段，其中，所述会聚区段包括沿所述流动方向减小的第一横截面积；以及沿着所述涡轮叶片的后缘而设置的出口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括在所述会聚区段的下游的限流区段，其中，所述限流区段包括沿所述流动方向基本恒定的第二横截面积。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述会聚区段包括沿所述流动方向的第一长度，所述限流区段包括沿所述流动方向的第二长度，并且所述第一长度大于所述第二长度。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述出口不设置在所述涡轮叶片的压力侧或吸力侧上。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述出口沿着所述后缘的中线而设置。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述会聚区段包括高度和宽度，其中，所述高度和所述宽度两者沿所述流动方向减小。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述高度和所述宽度彼此不同。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括在所述会聚区段的下游的张开区段，其中，所述张开区段包括沿所述流动方向增大的第三横截面积。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述会聚区段的横截形状包括圆形、椭圆形、正方形、长方形或多边形或它们的组合中的至少一个。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括具有所述涡轮叶片的涡轮。11.一种系统，包括：旋转叶片，其包括：前缘；后缘；压力侧壁；吸力侧壁；设置在所述压力侧壁和所述吸力侧壁之间的冷却腔体；以及联接到冷却腔体上的多个冷却槽，其中，所述多个冷却槽构造成沿流动方向将冷却剂传送通过所述后缘，并且所述多个冷却槽中的各个包括：会聚区段，包括沿所述流动方向减小的第一横截面积；联接到所述会聚区段上的限流区段，其中，所述限流区段包括沿所述流动方向基本恒定的第二横截面积；以及沿着所述后缘而设置的出口。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述出口不设置在所述压力侧壁或所述吸力侧壁上。2CN103195489A权利要求书2/2页13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，各个会聚区段包括高度和宽度，其中，所述高度和所述宽度两者沿所述流动方向减小。14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，各个会聚区段包括沿所述流动方向的第一长度，各个限流区段包括沿所述流动方向的第二长度，并且所述第一长度与所述第二长度的比率大于大约5:1。15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统包括在所述会聚区段的下游的张开区段，其中，所述张开区段包括沿所述流动方向增大的第三横截面积。16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统包括具有所述旋转叶片的涡轮机，其中，所述旋转叶片设置在转子、定子或所述转子和定子两者上。17.一种方法，包括：形成陶瓷涡轮叶片芯体；将所述芯体插入模具中；以及在所述芯体和所述模具之间铸造涡轮叶片，其中压力侧壁和吸力侧壁在前缘和后缘处联接在一起，其中，所述涡轮叶片包括多个冷却槽，所述多个冷却槽构造成沿流动方向将冷却剂传送通过所述后缘，并且所述多个冷却槽中的各个包括：会聚区段，其包括沿所述流动方向减小的第一横截面积；联接到所述会聚区段上的限流区段，其中，所述限流区段包括沿所述流动方向基本恒定的第二横截面积；以及沿着所述后缘而设置的出口。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在