專利名稱：渦輪噴嘴冷卻組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)和所得的專利大致涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于懸臂式渦輪噴嘴和類似部件的內(nèi)部平臺(tái)的冷卻組件。
背景技術(shù)：
沖擊冷卻系統(tǒng)與渦輪機(jī)械一起使用以冷卻各種類型的構(gòu)件，例如外殼、動(dòng)葉(bucket)、噴嘴、和類似構(gòu)件。沖擊冷卻系統(tǒng)經(jīng)由空氣流冷卻構(gòu)件，以便在構(gòu)件之間維持適當(dāng)?shù)目障恫⑶姨岣哌m當(dāng)?shù)臉?gòu)件壽命。然而，關(guān)于某些類型的已知的沖擊冷卻系統(tǒng)的一個(gè)問題是，它們傾向于需要復(fù)雜的鑄件和/或結(jié)構(gòu)焊接。這種結(jié)構(gòu)可能具有低耐久性或可能在制造和維修方面昂貴。因此，需要用于與渦輪噴嘴一起使用的能夠生產(chǎn)的冷卻組件。優(yōu)選地，這種能夠生產(chǎn)的冷卻組件可適當(dāng)?shù)孛鎸?duì)高的燃?xì)饴窂綔囟?，同時(shí)滿足壽命和維護(hù)要求，以及具有在成本方面合理。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)和所得的專利因而提供內(nèi)部噴嘴平臺(tái)。內(nèi)部平臺(tái)可包括平臺(tái)腔、位于平臺(tái)腔內(nèi)的沖擊室、位于沖擊室的第一側(cè)上的保持板、和位于沖擊室的第二側(cè)上的順應(yīng)性密封件(compliant seal)。本申請(qǐng)和所得的專利還提供噴嘴靜葉(vane)。噴嘴靜葉可包括內(nèi)部平臺(tái)和位于內(nèi)部平臺(tái)內(nèi)的沖擊冷卻組件。保持板可位于沖擊冷卻組件的第一側(cè)上，并且順應(yīng)性密封件可位于沖擊冷卻組件的第二側(cè)上。本申請(qǐng)和所得的專利還提供噴嘴靜葉。噴嘴靜葉可包括內(nèi)部平臺(tái)和位于內(nèi)部平臺(tái)內(nèi)的沖擊冷卻組件。密封件托架可位于沖擊冷卻組件的第一側(cè)上，并且順應(yīng)性密封件襯墊可位于所述沖擊冷卻組件的第二側(cè)上。當(dāng)結(jié)合若干附圖和所附權(quán)利要求，在閱讀后述詳細(xì)描述之后，本申請(qǐng)和所得的專利的這些和其它特征和改善將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見。


圖1是示出壓縮器、燃燒器、和渦輪的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。圖2是其中帶有沖擊冷卻組件的噴嘴靜葉的局部側(cè)視圖。圖3是可在本文中說明的帶有沖擊冷卻組件的噴嘴靜葉的實(shí)例的局部側(cè)視圖。圖4是位于平臺(tái)腔內(nèi)的保持板的實(shí)例的局部側(cè)視圖。圖5是位于平臺(tái)腔內(nèi)的保持板的又一個(gè)實(shí)例的局部側(cè)視圖。部件列表
10燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
15壓縮器20空氣
25燃燒器
30燃料
35燃燒氣體
40渦輪
45軸
50負(fù)載
55噴嘴
60靜葉
65內(nèi)部平臺(tái)
70外部平臺(tái)
85沖擊冷卻組件
90沖擊室
95沖擊孔
100噴嘴
110靜葉
120內(nèi)部平臺(tái)
140平臺(tái)腔
150空氣流腔
160沖擊冷卻組件
170沖擊室
180冷卻導(dǎo)管
190保持板
200密封件托架
210密封件
220平臺(tái)鉤
230板鉤
235第一側(cè)
240密封件襯墊
245第二側(cè)
250蜂窩式支持件
260軸向密封件
270斜面(slash face)
280柱形輪廓
290銷。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中遍及若干視圖，相似的數(shù)字表示相似的元件，圖1示出可在本
文中使用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的示意圖。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括壓縮器15。壓縮器15壓縮進(jìn)入的空氣流20。壓縮器15輸送壓縮的空氣流20至燃燒器25。燃燒器25混合壓縮的空氣流20與加壓的燃料流30，并且點(diǎn)燃混合物，以產(chǎn)生燃燒氣體流35。盡管僅示出單個(gè)燃燒器25，但是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括任意數(shù)量的燃燒器25。燃燒氣體流35又輸送至渦輪40。燃燒氣體流35驅(qū)動(dòng)渦輪40以便產(chǎn)生機(jī)械功。在渦輪40中產(chǎn)生的機(jī)械功經(jīng)由軸45驅(qū)動(dòng)壓縮器15和外部負(fù)載50，例如發(fā)電機(jī)和類似部件。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可使用天然氣、各種類型的合成氣、和/或其它類型的燃料。燃?xì)鉂?rùn)輪發(fā)動(dòng)機(jī) 10 可以是由 New York, Schenectady, General Electric Company 提供的眾多不同燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的任意一種，包括但是不限于例如7系列或9系列重型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和類似發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10可具有不同的構(gòu)造并且可使用其它類型的構(gòu)件。其它類型的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)也可在本文中使用。多個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、其它類型的渦輪、和其它類型的發(fā)電設(shè)備也可一起在本文中使用。圖2是可與上文說明的渦輪40 —起使用的噴嘴55的實(shí)例。大體而言，噴嘴55可包括噴嘴靜葉60，其在內(nèi)部平臺(tái)65與外部平臺(tái)70之間延伸。若干噴嘴55可組合為圓周陣列以與若干轉(zhuǎn)子葉片(blade)形成級(jí)(未圖示)。噴嘴55也可包括帶有沖擊室90的沖擊冷卻組件85。沖擊室90可具有形成于其中的若干沖擊孔95。沖擊室90可經(jīng)由入口管(spoolie)或其它類型的冷卻導(dǎo)管與來自壓縮器15或另一個(gè)來源的空氣流20連通?？諝饬?0延伸穿過噴嘴靜葉60，進(jìn)入沖擊冷卻組件85，并且經(jīng)由沖擊孔95流出，以便沖擊冷卻噴嘴55的部分或別處。其它構(gòu)件和其它構(gòu)造可在本文中使用。

圖3示出可在本文中說明的噴嘴100的實(shí)例的部分。除了其它構(gòu)件之外，噴嘴100包括從平臺(tái)120延伸的靜葉110。平臺(tái)120可包括平臺(tái)腔140。靜葉110可包括其中的空氣流腔150。空氣流腔150可與平臺(tái)腔140連通，以便從壓縮器15或別處提供空氣流20。噴嘴100還可包括沖擊冷卻組件160。沖擊冷卻組件160可包括沖擊室170。沖擊室170可包括入口管或其它類型的冷卻導(dǎo)管180，其與來自空氣流腔150的空氣流20連通。其它構(gòu)件和其它構(gòu)造也可在本文中使用。沖擊室170可位于并且保持于平臺(tái)腔140內(nèi)。沖擊室170可經(jīng)由保持板190在一側(cè)上保持于平臺(tái)腔140內(nèi)。保持板190可以是大致平坦板和類似構(gòu)件。備選地，保持板190可以是如圖所示的密封件托架200的形式。密封件托架200可具有在其上的若干密封件210。保持板190和密封件托架200可具有任何尺寸、形狀、或構(gòu)造。保持板190還可采用若干焊接片、焊接環(huán)、和類似構(gòu)件的形式。任何類型的機(jī)械保持特征可在本文中使用。保持板190、密封件托架200、和類似構(gòu)件可經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)平臺(tái)鉤220和/或板鉤230保持于平臺(tái)腔140內(nèi)。保持板190可位于沖擊室170的第一側(cè)235上。平臺(tái)鉤220和板鉤230可采用在任何定向上的凸形和凹形部件的任何構(gòu)造。鉤220、230中的一個(gè)或更多個(gè)可成角度，以便容許用于機(jī)械加工和類似工藝的工具間隙。如圖4所示，鉤220、230中的任一個(gè)也可采用基本柱形或橢圓形突起或輪廓280。此外如圖5所示，一個(gè)或更多個(gè)銷290和類似構(gòu)件也可用作保持特征。鉤220、230、柱形輪廓280、銷290、和其它結(jié)構(gòu)可以以任何組合使用，以將保持板190保持于平臺(tái)腔140內(nèi)，S卩，鉤220、230和銷290的組合可以以任何定向一起使用。其它類型的附連裝置和特征也可用在本文中使用。再次參考圖3，沖擊冷卻組件160還可使用順應(yīng)性密封件襯墊240，其在沖擊室170的第二側(cè)245和平臺(tái)腔140的附近。順應(yīng)性密封件襯墊240可圍繞沖擊室170的周邊延伸。保持支架250也可相鄰于順應(yīng)性密封件襯墊240使用。沖擊室170因此基本浮動(dòng)于順應(yīng)性密封件襯墊240附近?？紤]到這種情況，在此可避免使用焊接和類似工藝。其它類型的密封件也可在本文中在沖擊室170的第二側(cè)245附近使用。其它類型的附連裝置和特征也可在本文中使用。一個(gè)或更多個(gè)密封件260也可位于平臺(tái)120的斜面270附近。密封件260可以以若干花鍵型密封件(spline seal)和類似構(gòu)件的形式。其它類型的密封件也可在本文中使用。若干密封件260可由保持板190、密封件托架200、或其它結(jié)構(gòu)保持，以便容許緊密的徑向填充。密封件260可形成室，其利用從平臺(tái)腔140送出的沖擊后的流加壓。其它構(gòu)件和其它構(gòu)造可在本文中使用。在本文中說明的噴嘴100因而可維持嵌套于其中的沖擊冷卻組件160于在一側(cè)上的保持板190的機(jī)械保持與在另一側(cè)上的順應(yīng)性密封件襯墊240之間。沖擊冷卻組件160因而在噴嘴100附近提供有效的冷卻，而不在最小徑向空間中使用焊接或復(fù)合側(cè)壁芯。不可焊接的材料因而可在本文中使用。沖擊冷卻組件160以能夠生產(chǎn)的設(shè)計(jì)允許噴嘴100面對(duì)高的氣體路徑溫度，同時(shí)滿足壽命和維護(hù)要求。使用密封件托架200保持沖擊冷卻組件160還允許最小徑向封殼。顯然，前述內(nèi)容僅涉及本申請(qǐng)和所得的專利的某些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本文中進(jìn)行許多變更和更改，而不脫離由后述權(quán)利要求和它們的等同物所限定的本發(fā)明的大致精神和范 圍。
權(quán)利要求
1.一種噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，包括: 平臺(tái)腔； 位于所述平臺(tái)腔內(nèi)的沖擊室； 位于所述沖擊室的第 一側(cè)上的保持板；和 位于所述沖擊室的第二側(cè)上的順應(yīng)性密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述保持板包括密封件托架。
3.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)腔包括一個(gè)或更多個(gè)平臺(tái)鉤，并且所述保持板包括一個(gè)或更多個(gè)板鉤，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
4.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述保持板包括柱形輪廓，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
5.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，還包括一個(gè)或更多個(gè)銷，其延伸入所述平臺(tái)腔內(nèi)，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
6.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述順應(yīng)性密封件包括順應(yīng)性密封件襯墊。
7.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)腔包括保持支架，其位于所述順應(yīng)性密封件的附近。
8.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，還包括斜面，并且其中，所述斜面包括在其上的一個(gè)密封件或多個(gè)密封件。
9.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述沖擊室包括與空氣流連通的冷卻導(dǎo)管。
10.如權(quán)利要求1所述的噴嘴內(nèi)部平臺(tái)，其特征在于，所述沖擊室包括多個(gè)孔，其位于噴嘴平臺(tái)的附近。
11.一種噴嘴靜葉，包括: 內(nèi)部平臺(tái)； 位于所述內(nèi)部平臺(tái)內(nèi)的沖擊冷卻組件； 位于所述沖擊冷卻組件的第一側(cè)上的保持板；和 位于所述沖擊冷卻組件的第二側(cè)上的順應(yīng)性密封件。
12.如權(quán)利要求11所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述沖擊冷卻組件包括沖擊室和冷卻導(dǎo)管。
13.如權(quán)利要求11所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述保持板包括密封件托架。
14.如權(quán)利要求11所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述內(nèi)部平臺(tái)包括平臺(tái)腔，所述沖擊冷卻組件位于所述平臺(tái)腔中。
15.如權(quán)利要求14所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述平臺(tái)腔包括一個(gè)或更多個(gè)平臺(tái)鉤，并且所述保持板包括一個(gè)或更多個(gè)板鉤，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
16.如權(quán)利要求14所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述保持板包括柱形輪廓，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
17.如權(quán)利要求14所述的噴嘴靜葉，其特征在于，還包括一個(gè)或更多個(gè)銷，其延伸入所述平臺(tái)腔內(nèi)，使得所述保持板保持于所述平臺(tái)腔中。
18.一種噴嘴靜葉，包括:內(nèi)部平臺(tái)； 位于所述內(nèi)部平臺(tái)內(nèi)的沖擊冷卻組件； 位于所述沖擊冷卻組件的第一側(cè)上的密封件托架；和 位于所述沖擊冷卻組件的第二側(cè)上的順應(yīng)性密封件襯墊。
19.如權(quán)利要求18所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述內(nèi)部平臺(tái)包括斜面，并且其中，所述斜面包括在其上的多個(gè)密封件。
20.如權(quán)利要求19所述的噴嘴靜葉，其特征在于，所述斜面包括壓力腔，其由所述多個(gè)密封件形成，并且從所述沖擊冷 卻組件進(jìn)行供給。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦輪噴嘴冷卻組件。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N內(nèi)部噴嘴平臺(tái)。內(nèi)部噴嘴平臺(tái)可包括平臺(tái)腔、位于平臺(tái)腔內(nèi)的沖擊室、位于沖擊室的第一側(cè)上的保持板、和位于沖擊室的第二側(cè)上的順應(yīng)性密封件。
文檔編號(hào)F01D9/02GK103233784SQ20131000726
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者A.G.溫, R.W.夸恩, J.S.菲利普斯, T.R.蒂普頓, G.T.福斯特, R.米納克施森達(dá)拉姆, N.G.派 申請(qǐng)人:通用電氣公司