用于燃气涡轮机的冷却复合板的制作方法_3

文档序号:9422163阅读:来源:国知局
[0050]附图中的图示是示意性的。应当指出,在不同附图中,相似或相同的元件被提供有相同的附图标记。
[0051]图1和图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于燃气涡轮机部件的层压板100的一个示例性实施例,其中,在图1中所使用的层110,120,130,140的分解图被示出,并且其中在图2中,完成的层压板100,其中所有的层110,120,130,140被结合在一起,
被示出。
[0052]如可从图1中看出,层压板100包括第一覆盖层110,第二覆盖层120和第一中间层130。另外,在图1中所示的示例性实施例示出了具有另外的第二中间层140的层压板100。
[0053]然而,层压板100可以形成有一个第一中间层130,两个中间层130,140或多个中间层 130,140。
[0054]第一覆盖层110、第二覆盖层120和第一中间层130彼此叠置地被堆叠在一起。第一中间层130位于第一覆盖层110和第二覆盖层120之间。第一中间层130包括至少第一细长通孔131。第一细长通孔131、第一覆盖层110和第二覆盖层120形成第一冷却通道,冷却流体可流动通过该第一冷却通道。
[0055]在图1所示的示例性实施例中,层压板100还包括第二中间层140,其位于在一侧的第一中间层130和在另一侧的第二覆盖层120之间。第二中间层140包括至少第二细长通孔141,其形成另外的冷却通道,使得冷却流体可在另外的第二冷却通道内流动。
[0056]在图1中所示的示例性实施例中,第一中间层130包括多个细长通孔131,132。多个另外的第一细长通孔132相对于彼此平行地延伸。第一细长通孔131非平行于另外的第一细长通孔132延伸。
[0057]在图1所示的示例性实施例中,第一细长通孔131与细长通孔132交叉,使得第一细长通孔131被连接并联接到另外的第一细长通孔132。因此,冷却流体可从由第一细长通孔131形成的冷却通道流到由另外的第一细长通孔132形成的所有另外的冷却通道。
[0058]如图1所示,第一通孔111和多个另外的第一通孔112被形成在第一覆盖层110内。通过相应的通孔111,112,冷却流体可以通过相应的细长通孔131,132被注入或流出。
[0059]此外,流体引导元件,例如凸起和/或翅片可从第一覆盖层110的内表面延伸进入相应的第一细长通孔131,132,以便增加传热和以便引导冷却流体流过相应的冷却通道。为了清楚起见,该流体引导元件未在图中示出。
[0060]此外,图1示出了第二中间层140,其包括第二细长通孔141和另外的第二细长通孔142。第二中间层140包括多个另外的第二细长通孔141,142。多个另外的第二细长通孔142相对于彼此平行延伸。第二细长通孔141非平行于另外的第二细长通孔142延伸。
[0061]在图1所示的示例性实施例中,第二细长通孔141与另外的第二细长通孔142交叉,使得第二细长通孔141被连接和联接到另外的第二细长通孔142。因此,冷却流体可以从由第二细长通孔141形成的冷却通道流到由另外的第二细长通孔142形成的所有另外的冷却通道。
[0062]如图1所示,第二通孔121和多个另外的第二通孔122形成在第二覆盖层120内。通过相应的通孔121,122,冷却流体可以通过相应的细长通孔141,142被注入或流出。
[0063]此外,流体引导元件,例如凸起和/或翅片可从第二覆盖层120的内表面延伸到相应的第二细长通孔141,142内,以便增加传热并以便引导冷却流体流过相应的冷却通道。为了清楚起见,该流体引导元件未在图中示出。
[0064]在如图1所示的示例性实施例中,另外的第一细长通孔132相对于另外的第二细长通孔142非平行地延伸。因此,另外的第一细长通孔132和另外的第二细长通孔142在相应重叠区域彼此重叠,使得所述冷却流体可在第一细长通孔131,132和第二细长通孔141,142之间流动。因此,冷却流体例如可以通过第一覆盖层110的第一通孔111,112注入由第一细长通孔131,132形成的相应第一冷却通道,并在重叠区域内进一步流入由第二细长通孔141,142所形成的相应第二冷却通道,并可进一步通过在第二覆盖层120内的第二通孔121,122 排出。
[0065]第一和第二细长通孔131,141是分别用于冷却流体的分配和收集的通道。第一和第二细长通孔131,141被间隔开并一般都在层压板100的相对两端。第一和第二细长通孔131,141以细长通孔的至少两倍的宽度间隔开(即正交于细长长度或方向)。优选地,第一和第二细长通孔131,141以细长通孔的至少五倍宽度间隔开。
[0066]有利的是,冷却流体在层压板的平面内流动,从而冷却大表面积。与具有“入口”通孔111,112形成对比,这太接近“出口 ”通孔121,122,其中冷却剂几乎直接穿过层压板的平面而不在层压板的平面内经过。在此,可以说,冷却剂具有在冷却剂入口和出口之间通过层压板的清洁视线。
[0067]第一和第二细长通孔131,141被示出具有大致恒定的宽度;然而,它们的宽度可以变化,以便更均匀地分配冷却剂到第一和第二细长通孔132,142和更均匀地从第一和第二细长通孔132,142收集冷却剂。此外,第一和第二细长通孔132,142的宽度可沿着每个孔的长度变化,以在适当位置优先增加或减少冷却。同样地,所有的多个细长通孔的宽度不需要是恒定的,并且再次,一个通孔可以比相邻细长通孔更宽或更窄。当从正交于层压板的平面观察时,通孔131,132,141,142不需是直的,而可以是弯曲的,例如S形、锯齿形、V形或城堡形。
[0068]该层压板100可以是平坦的或弯曲的,并且在一个以上的平面内。
[0069]图2示出了这种冷却流体的示例性流。冷却流体通过第一覆盖层110的通孔111,112被注入,并在流过各个冷却通道之后通过在第二覆盖层120内的第二通孔121,122被排出。
[0070]例如,第二通孔121,122和第二覆盖层120可分别形成相应的涡轮机部件的壁元件,其与所述燃气涡轮机的热工作气体相接触。因此,借助通过相应的第二通孔121,122排出冷却流体,可以产生膜冷却。
[0071]图3示出了燃气涡轮机部件,特别是燃气涡轮机300的喷嘴导向叶片,其由图1和2所示的层压板100制成。
[0072]喷嘴导向叶片300包括前缘301和后缘302。燃气涡轮机的热工作气体对着前缘301流动并进一步沿相应的表面流到后缘302。喷嘴导向叶片300包括中空结构,其包括内部容积。冷却流体流过内部容积。
[0073]喷嘴导向叶片300的第一覆盖层110包围喷嘴导向叶片300的内部容积。
[0074]因此,第一覆盖层110形成导向叶片300的内层,该内层位于喷嘴导向叶片300的内部容积中并与冷却流体相接触。第二覆盖层120形成喷嘴导向叶片300的外覆盖层,该外覆盖层与通过喷嘴导向叶片300的燃气涡轮机的热工作气体相接触。
[0075]第一中间层130被插设在第一覆盖层110和第二覆盖层120
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