[发明专利]具有压力侧蛇形腔的部分包覆后缘冷却回路

说明书

本发明公开了一种包括冷却回路的涡轮叶片翼型。所述翼型可包括定位成邻近于所述翼型的压力侧的第一压力侧腔，其中所述第一压力侧腔经配置以接收冷却剂。所述翼型还可包括定位成邻近于且流体耦合到所述第一压力侧腔的至少一个不同压力侧腔，定位于所述压力侧和抽吸侧之间的后缘，以及定位成邻近于所述后缘，且与所述第一压力侧腔成直接流体连通的后缘冷却系统。所述后缘冷却系统可经配置以接收来自所述第一压力侧腔的所述冷却剂的一部分。

技术领域

本发明大体上涉及涡轮系统，且更明确地说涉及包括彼此流体耦合的各种内部腔的涡轮叶片翼型。

背景技术

燃气涡轮系统是例如发电领域中广泛利用的涡轮机的一个实例。常规燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段。在燃气涡轮系统的操作期间，系统中的各种组件(例如涡轮叶片和喷嘴翼型)经受高温流，这可能致使组件故障。因为较高温度流通常产生燃气涡轮系统的增加的性能、效率和电力输出，所以有利的是使经受高温流的组件冷却以允许燃气涡轮系统在增加的温度下操作。

涡轮叶片的多壁翼型通常包括内部冷却通路的错综复杂的迷宫结构。由例如燃气涡轮系统的压缩机提供的冷却空气(或其它合适的冷却剂)可穿过和离开冷却通路以使多壁翼型和/或涡轮叶片的各个部分冷却。由多壁翼型中的一个或多个冷却通路形成的冷却回路可包括例如内部近壁冷却回路、内部中心冷却回路、尖端冷却回路，以及邻近于多壁翼型的前缘和后缘的冷却回路。

发明内容

第一实施例可包括一种用于涡轮叶片的翼型，所述翼型包括：第一压力侧腔，其定位成邻近于压力侧，所述第一压力侧腔经配置以接收冷却剂；至少一个不同压力侧腔，其定位成邻近于且流体耦合到所述第一压力侧腔；后缘，其定位于所述压力侧和抽吸侧之间；以及后缘冷却系统，其定位成邻近于所述后缘且与所述第一压力侧腔成直接流体连通，所述后缘冷却系统经配置以接收来自所述第一压力侧腔的所述冷却剂的一部分。

进一步地，还包括定位成邻近于所述抽吸侧的至少一个抽吸侧腔。

进一步地，所述后缘冷却系统与所述至少一个抽吸侧腔成直接流体连通，所述后缘冷却系统经配置以将所述冷却剂的所述所接收的部分提供到所述至少一个抽吸侧腔。

进一步地，还包括流体耦合到所述至少一个抽吸侧腔的抽吸侧膜孔洞，所述抽吸侧膜孔洞经配置以从所述至少一个抽吸侧腔排放所述冷却剂的所述所接收的部分。

进一步地，所述至少一个抽吸侧腔进一步包括至少一个阻挡。

进一步地，所述后缘冷却系统还包括定位成邻近于所述后缘的多个冷却回路。

进一步地，所述第一压力侧腔包括形成于轴向邻近于所述多个冷却回路的侧壁中的多个开口，所述多个开口中的每一个将所述多个冷却回路中的一个流体耦合到所述第一压力侧腔。

进一步地，还包括流体耦合到所述至少一个不同压力侧腔的压力侧膜孔洞，所述压力侧膜孔洞经配置以从所述第一压力侧腔排放由所述至少一个不同压力侧腔接收的所述冷却剂的不同部分。

另一实施例可包括一种涡轮叶片，其包括：轴杆；平台，其在所述轴杆上方径向形成；以及翼型，其在所述平台上方径向形成，所述翼型包括：第一压力侧腔，其定位成邻近于压力侧，所述第一压力侧腔经配置以接收冷却剂；至少一个不同压力侧腔，其定位成邻近于且流体耦合到所述第一压力侧腔；后缘，其定位于所述压力侧和所述翼型的抽吸侧之间；以及后缘冷却系统，其定位成邻近于所述后缘且与所述第一压力侧腔成直接流体连通，所述后缘冷却系统经配置以接收来自所述第一压力侧腔的所述冷却剂的一部分。

进一步地，所述翼型还包括定位成邻近于所述抽吸侧的至少一个抽吸侧腔。

进一步地，所述后缘冷却系统与所述至少一个抽吸侧腔成直接流体连通，所述后缘冷却系统经配置以将所述冷却剂的所述所接收的部分提供到所述至少一个抽吸侧腔。