专利名称：叶片组件冷却装置和用于形成叶片组件的方法
技术领域：
本文所公开的主题大体而言涉及涡轮叶片，并且更具体而言涉及用于叶片组件的冷却装置。
背景技术：
燃气涡轮系统广泛地用于诸如发电这样的领域中。常规燃气涡轮系统包括压缩机、燃烧器和涡轮。在燃气涡轮系统的操作期间，系统中的许多构件经受高温流，其可能导致构件失效。由于更高温度的流通常导致燃气涡轮系统提高的性能、效率和功率输出，经受高温流的构件必须被冷却以允许燃气涡轮系统在升高的温度下操作。本领域中已知用于冷却不同燃气涡轮系统构件的不同策略。例如，冷却介质可从压缩机传送和提供至各构件。在系统的涡轮段中，冷却介质可用于冷却各涡轮构件。涡轮叶片是必须被冷却的热气体通路构件的一个实例。例如，叶片的不同部分，例如翼型件、平台、柄部和榫状部需要冷却。因此，可在叶片的不同部分中限定不同的冷却回路，并且冷却介质可流过各冷却回路以使叶片冷却。具体而言，已知用于冷却平台的不同策略。例如，冷却回路可设于平台中，并且可将冷却介质供给至该冷却回路以使平台冷却。但是，在提供冷却介质至平台冷却回路中可遇到许多困难。例如，一种用于提供冷却介质至平台冷却回路的策略需要在铸造或另外形成叶片期间使形成平台冷却回路以及许多其它冷却回路的芯件彼此连通地放置。根据该策略，无需对叶片进行铸造后更改，并且其它各冷却回路可供给冷却介质至平台冷却回路。但是，使平台冷却回路芯部和其它冷却回路芯部彼此连通地放置可阻止与芯部相关联的不同壁厚的叶片在铸造期间被独立控制同时不使芯部过度应变。例如，这可增加与芯部相关联的热诱导应变，并且可使芯部开裂。用于提供冷却介质至平台冷却回路的另一策略需要在铸造叶片之后从叶片的外部钻出孔口(bore hole)。该孔口可使平台冷却回路与另一冷却回路连通地放置，从而使得其它冷却回路可供给冷却介质至平台冷却回路。但是，然后必须从外部堵塞该孔口以防止冷却介质选出。这种堵塞操作可能不是期望的，因为其可对叶片提供失效点并且相对不可罪。因此，将需要一种改进的用于冷却叶片的装置。具体而言，改进的用于提供冷却介质至叶片中的平台冷却回路的装置将是有利的。此外，将需要一种用于形成叶片的方法，该叶片带有改进的用于提供冷却介质至平台冷却回路的装置。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从该描述显而易见， 或者可通过实践本发明而被教导。在一个实施例中，公开了一种叶片组件。该叶片组件包括平台、翼型件和下主体部分。平台限定平台冷却回路，平台冷却回路设置为用以使冷却介质流动通过其中。翼型件从平台径向地向外延伸。下主体部分从平台径向地向内延伸。下主体部分限定根部以及从该根部延伸的冷却通路。该冷却通路设置为用以使冷却介质流动通过其中。平台和下主体部分还包括位于冷却通路与平台冷却回路之间的韧带部(ligament)。该韧带部在冷却通路与平台冷却回路之间限定延伸通过该韧带部的孔口。在另一实施例中，公开了一种用于形成叶片组件的方法。该方法包括在模具中形成叶片组件。该模具包括平台冷却回路芯部和主体冷却回路芯部。该叶片组件包括平台、 翼型件和下主体部分。平台限定通过平台冷却回路芯部形成的平台冷却回路。翼型件从平台径向地向外延伸。下主体部分从平台径向地向内延伸。下主体部分限定根部以及从该根部延伸的冷却通路。该冷却通路通过主体冷却回路芯部形成并且设置为用以使冷却介质流动通过其中。平台和下主体部分还包括位于冷却通路与平台冷却回路之间的韧带部。该方法还包括，在模具中形成叶片组件之后，在冷却通路与平台冷却回路之间的韧带部中形成孔口。参考下面的描述和所附权利要求，本发明的这些与其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图被包括到说明书中并构成说明书的一部分，其示出本发明的实施例，并且与描述一起用于说明本发明的原理。
在说明书中阐述了本发明的完全和充分的公开，包括其对于本领域普通技术人员而言的最佳模式，其对附图进行了参考，在附图中图1是一种燃气涡轮系统的示意图；图2是根据本公开的一个实施例的燃气涡轮系统的涡轮段的局部侧视图；图3是本公开的叶片组件的一个实施例的透视图；图4沿着图3的线4-4得到的本公开的叶片组件的一个实施例的截面图。图5是本公开的叶片组件的另一实施例的透视图；以及图6是用于铸造本公开的叶片组件的模具的各构件的一个实施例的透视图。项目清单
参考标号项目10燃气涡轮系统12压缩机14燃烧器16涡轮18轴20转子组件
权利要求
1.一种叶片组件(30)，包括平台(32)，所述平台(32)限定平台冷却回路(90)，所述平台冷却回路(90)设置为用以使冷却介质(58)流动通过其中；翼型件(34)，所述翼型件(34)从所述平台(32)径向地向外延伸；以及下主体部分(36)，所述下主体部分(36)从所述平台(3 径向地向内延伸，所述下主体部分(36)限定根部(50)以及从所述根部(50)延伸的冷却通路(52)，所述冷却通路(52) 设置为用以使冷却介质(58)流动通过其中，所述平台(3 和所述下主体部分(36)还包括位于所述冷却通路(5 与所述平台冷却回路(90)之间的韧带部(92)，所述冷却通路(52) 提供从所述根部(50)通过所述韧带部(9 到所述平台冷却回路(90)的视线(102)，所述韧带部(9 在所述冷却通路(5 与所述平台冷却回路(90)之间限定延伸通过所述视线 (102)的孔口(100)。
2.根据权利要求1所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述韧带部(9 限定多个孔口 (100)。
3.根据权利要求1到2中任一项所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述冷却通路 (52)包括突起部(104)，所述突起部(104)提供从所述根部(50)通过所述韧带部(92)到所述平台冷却回路(60)的视线(102)。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述平台(32)和所述下主体部分(36)包括多个冷却通路(52巧4，56)。
5.根据权利要求4所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述韧带部(9 限定多个孔口 (100)。
6.根据权利要求5所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述多个孔口(100)的其中至少一个设置为用以使冷却介质(58)从所述多个冷却通路(52巧4，56)的其中至少一个流到所述平台冷却回路(90)，并且，其中，所述多个孔口(100)的其中至少一个设置为用以使冷却介质(58)从所述平台冷却回路(90)流到所述多个冷却通路(52巧4，56)的其中至少一个。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述平台(32)还限定排出通路(106)，所述排出通路(106)设置为用以使冷却介质(58)邻近所述平台(32) 从所述平台冷却回路(90)排出。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的叶片组件(30)，其特征在于，所述下主体部分 (36)包括柄部(80)和榫状部(82)，所述榫状部(82)限定所述根部(50)。
9.一种用于形成叶片组件(30)的方法，包括在模具O00)中形成叶片组件(30)，所述模具(200)包括平台冷却回路芯部(208)和主体冷却回路芯部006)，所述叶片组件(30)包括平台(32)，所述平台(3 限定平台冷却回路(90)，所述平台冷却回路(90)通过所述平台冷却回路芯部(208)形成；翼型件(34)，所述翼型件(34)从所述平台(32)径向地向外延伸；以及下主体部分(36)，所述下主体部分(36)从所述平台(3 径向地向内延伸，所述下主体部分(36)限定根部(50)以及从所述根部(50)延伸的冷却通路(52)，所述冷却通路(52) 通过所述主体冷却回路芯部(206)形成并且设置为用以使冷却介质(58)流动通过其中，所述平台(3 和所述下主体部分(36)还包括位于所述冷却通路(5 与所述平台冷却回路 (90)之间的韧带部(92)；以及在所述模具O00)中形成所述叶片组件(30)之后，在所述冷却通路(5 与所述平台冷却回路(90)之间的韧带部(92)中形成孔口(100)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，形成所述孔口(100)不需要对所述叶片组件(30)进行外部更改。
11.根据权利要求9到10中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却通路(5 提供从所述根部(50)通过所述韧带部(92)到所述平台冷却回路(90)的视线(102)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述孔口(100)延伸过所述视线 (102)。
13.根据权利要求9到12中任一项所述的方法，其特征在于，所述主体冷却回路芯部 (206)包括突起芯部010)，并且，其中，所述冷却通路(52)包括通过所述突起芯部(210) 形成的突起部(104)，所述突起部(104)提供从所述根部(50)通过所述韧带部(9 到所述平台冷却回路(90)的视线(102)。
全文摘要
本发明涉及叶片组件冷却装置和用于形成叶片组件的方法。具体而言，公开了一种叶片组件(30)和用于形成该叶片组件(30)的方法。该叶片组件(30)包括平台(32)、翼型件(34)和下主体部分(36)。平台(32)限定平台冷却回路(90)，平台冷却回路(90)设置为用以使冷却介质(58)流动通过其中。翼型件(34)从平台(32)径向地向外延伸。下主体部分(36)从平台(32)径向地向内延伸。下主体部分(36)限定根部(50)以及从根部(50)延伸的冷却通路(52)。冷却通路(52)设置为用以使冷却介质(58)流动通过其中。平台(32)和下主体部分(36)还包括位于冷却通路(52)与平台冷却回路(90)之间的韧带部(92)。韧带部(92)在冷却通路(52)与平台冷却回路(90)之间限定延伸通过韧带部(92)的孔口(100)。
文档编号F01D5/18GK102373962SQ20111025748
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者B·T·博伊尔 申请人:通用电气公司