用于冷却涡轮转子叶片的平台区域的设备、系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102454427A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102454427A(43)申请公布日2012.05.16(21)申请号201110344566.2(51)Int.Cl.(22)申请日2011.10.28F01D5/18(2006.01)(30)优先权数据12/9155012010.10.29US(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人J·W·小哈里斯D·H·特拉格泽A·L·吉格利奥(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人严志军谭祐祥权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书99页页附图附图88页(54)发明名称用于冷却涡轮转子叶片的平台区域的设备、系统和方法(57)摘要本发明涉及用于冷却涡轮转子叶片的平台区域的设备、系统和方法。一种在涡轮转子叶片中的平台冷却布置，涡轮转子叶片具有在翼型与根部之间的交界处的平台，转子叶片包括延伸至平台的近似径向高度的内部冷却通路，且平台的压力侧包括从翼型向压力侧斜面周向延伸的平面顶侧，而平台的吸力侧包括从翼型向吸力侧斜面在周向延伸的大致平面的顶侧。平台冷却布置可包括：线性压力室，其就处于平面顶侧的内侧且通过平台从压力侧斜面或吸力侧斜面线性延伸到与内部冷却通路的连接处，线性压力室具有近似平行于平面顶侧的纵向轴线；多个冷却孔，其从形成在平台的顶侧上的顶侧出口线性延伸到与线性压力室的连接处，冷却孔构造成使得每个与平台的顶侧形成锐角。CN102457ACN102454427A权利要求书1/4页1.一种在涡轮转子叶片中的平台冷却布置，所述涡轮转子叶片具有在翼型与根部之间的交界处的平台，其中所述转子叶片包括内部冷却通路，所述内部冷却通路从所述根部至少延伸到所述平台的近似径向高度，且其中沿着与所述翼型的压力面相对应的侧部，所述平台的压力侧包括从所述翼型周向延伸到压力侧斜面的大致平面的顶侧，而沿着与所述翼型的吸力面相对应的侧部，所述平台的吸力侧包括从所述翼型周向延伸到吸力侧斜面的大致平面的顶侧；所述平台冷却布置包括：线性压力室，其就处于所述平面顶侧的内侧且通过所述平台从所述压力侧斜面或吸力侧斜面线性延伸到与所述内部冷却通路的连接处，所述线性压力室具有近似平行于所述平面顶侧的纵向轴线；和多个冷却孔，其从形成在所述平台的顶侧上的顶侧出口线性延伸到与所述线性压力室的连接处，其中所述冷却孔构造成使得每个与所述平台的顶侧成锐角。2.根据权利要求1所述的平台冷却布置，其特征在于，在每个冷却孔的所述纵向轴线与所述压力室的顶侧之间形成的锐角包括小于60°的角度；并且其中，关于每个冷却孔与所述线性压力室所形成的连接处的轴向位置，对应的所述顶侧出口包括下游位置。3.根据权利要求1所述的平台冷却布置，其特征在于，在每个冷却孔的所述纵向轴线与所述压力室的顶侧之间形成的锐角包括小于45°的角度；其中，关于每个冷却孔与所述线性压力室所形成的连接处的轴向位置，对应的所述顶侧出口包括下游位置；并且其中所述冷却孔近似平行。4.根据权利要求2所述的平台冷却布置，其特征在于，所述平台冷却布置包括多个线性压力室且构造成使得所述冷却孔的横截面流通面积小于所述线性压力室的横截面流通面积；其中所述线性压力室中的每个从在所述压力侧斜面上的位置斜着延伸穿过所述平台，所述斜的路径包括轴向下游的组成部分和周向方向的组成部分；并且其中，从在所述压力侧斜面上的所述位置，所述线性压力室中的每个与所述压力侧斜面形成锐角压力室角度，所述锐角压力室角度包括在45°与90°之间的值。5.根据权利要求2所述的平台冷却布置，其特征在于，所述平台冷却布置包括多个线性压力室且构造成使得所述冷却孔的横截面流通面积小于所述线性压力室的横截面流通面积；其中所述线性压力室中的每个从在所述压力侧斜面上的位置斜着延伸穿过所述平台，所述斜的路径包括轴向下游的组成部分和周向方向的组成部分；并且其中，从在所述压力侧斜面上的所述位置，所述线性压力室中的每个与所述压力侧斜面形成锐角压力室角度，所述锐角压力室角度包括在60°与75°之间的值。6.根据权利要求4所述的平台冷却布置，其特征在于：多个所述线性压力室包括至少两个线性压力室，第一线性压力室和第二线性压力室；所述第一线性压力室从在所述压力侧斜面上的位置延伸到在与所述内部冷却通路形成的连接处的终点；所述第二线性压力室从在所述压力侧斜面上的位置穿过所述平台延伸到在所述吸力2CN102454427A权利要求书2/4页侧斜面上的位置且在它们之间截开所述内部冷却通路；并且其中所述第一线性压力室和第二线性压力室中的每个包括从其延伸的多个冷却孔，其中所述第二线性压力室包括在所述平台的压力侧上的多个冷却孔和在所述平台的吸力侧上的多个冷却孔，其中所述冷却孔构造成在近似下游方向上