[发明专利]具有多孔冷却特征的燃气涡轮机部件

说明书

技术领域

本申请和相应专利总体上涉及燃气涡轮发动机，并且更确切地说涉及具有通过直接金属激光熔化制造技术等制成的多孔冷却段(porous cooling sections)的燃气涡轮机部件。

背景技术

燃气涡轮机系统广泛用于诸如发电等领域中。燃气涡轮机的整体性能和效率总体上可通过提高内部燃烧温度来增加。然而，在热气体通路中经受高温的部件必须冷却。例如，喷嘴的翼型和其他等设置于热气体通路中并且暴露于相对高的燃烧温度下的部件。因此，可从压缩机或其他位置输送冷却流并且将其提供给热气体通路中的多个部件。

多种方法可用于冷却翼型和其他部件。这些方法可包括：使冷却流在部件的内侧流动；使冷却流流过在所述部件背侧撞击所述流以便增加其中的传热系数的冲击套筒；使冷却剂流过冷却孔到达所述部件的外部以进行对流冷却；以及从冷却孔中排出冷却剂作为薄膜以在外部提供冷却空气层以便减小外部温度。尽管使用这些方法可为翼型提供足够的冷却，但需要进一步增加冷却效率。这种效率的增加可允许冷却翼型和其他部件所需要的冷却流减少并且还可减少排放和/或提高点火温度。

发明内容

本申请的发明目的在于提供一种用于与燃气涡轮发动机一起使用的热气体通路部件，以解决现有技术中所存在的上述技术问题。

本申请和相应专利提供一种用于与燃气涡轮发动机一起使用的热气体通路部件。所述热气体通路部件可包括翼型、内部冷却腔以及通过直接金属激光熔化技术制成的多孔段。所述多孔段可构建到翼型上或者可分开地构建并且附接至翼型。

本申请和相应专利进一步提供一种冷却用于与燃气涡轮发动机一起使用的热气体通路部件的方法。所述方法可包括以下步骤：为热气体通路部件提供内部冷却腔；通过直接金属激光熔化技术制成多孔段；使冷却介质流向内部冷却腔；以及使冷却介质流过所述多孔段以提供蒸发冷却(transpiration cooling)。制成步骤可包括在热气体通路部件上构建多孔段或者分开地构建多孔段并且使多孔段附接至热气体通路部件。

本申请和相应专利进一步提供一种用于与燃气涡轮发动机一起使用的翼型。所述翼型可包括压力侧、吸入侧、内部冷却腔以及具有通过直接金属激光熔化技术制成的多孔介质的多孔段。

在结合若干附图和所附权利要求书来阅读以下具体实施方式之后，所属领域的技术人员将明白本申请和相应专利的这些和其他特征以及改进。

附图说明

图1是示出压缩机、燃烧器和涡轮机的燃气涡轮发动机的示意图。

图2是翼型的一部分的截面图。

图3是本说明书中所述的翼型的一部分的截面图。

图4是图3所示翼型的一部分的放大图。

图5是本说明书中所述的翼型的替代实施例的截面图。

图6是图5所示翼型的一部分的放大图。

图7是本说明书中所述的翼型的替代实施例的截面图。

图8是图7所示翼型的一部分的放大图。

图9是图7所示翼型的一部分的替代实施例的放大图。

图10是本说明书中所述的翼型的替代实施例的截面图。

图11是图10所示翼型的一部分的放大图。

具体实施方式

现参阅附图，在附图中，类似数字是指各个附图中的类似元件，图1示出本说明书中所用的燃气涡轮发动机10的示意图。燃气涡轮发动机10可以包括压缩机15。压缩机15压缩进入空气流20。压缩机15将压缩空气流20输送到燃烧器25。燃烧器25将压缩空气流20与增压燃料流30混合并且点燃所述混合物以产生燃烧气体流35。尽管仅示出单个燃烧器25，但燃气涡轮发动机10可以包括任意数量的燃烧器25。燃烧气体流35进而输送到涡轮机40。燃烧气体流35驱动涡轮机40，从而产生机械功。在涡轮机40中产生的机械功经由轴45驱动压缩机15以及诸如发电机等外部负载50。

燃气涡轮发动机10可以使用天然气、液体燃料、各种类型的合成气和/或其他类型的燃料及其组合。燃气涡轮发动机10可以是由纽约斯卡奈塔第(Schenectady，New York)的通用电气公司(General Electric Company)所提供的许多不同燃气涡轮发动机中的任何一种，包括但不限于，如7或9系列重型燃气涡轮发动机等的那些燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机10可具有不同构造，并且可以使用其他类型的部件。在本说明书中，也可使用其他类型的燃气涡轮发动机。在本说明书中，也可以将多个燃气涡轮发动机、其他类型的涡轮机以及其他类型的发电设备一起使用。