具有应力释放冷却回路的涡轮HGP部件的制作方法

本公开总体上涉及涡轮，并且更具体地涉及包括冷却回路的涡轮热气体路径(hgp)部件，该冷却回路包括释放应力的隔开区段。

背景技术：

1、涡轮包括暴露于涡轮的热气体(例如蒸汽或燃烧气体流)的部件。热气体路径(hgp)部件可采取多种形式，包括例如喷嘴的翼型件、涡轮叶片的翼型件以及喷嘴级与叶片级之间的护罩。hgp部件通常包括递送冷却剂以降低部件温度的各种冷却回路。hgp部件由于其所暴露于的动力和温差而经受高应力。hgp部件中冷却回路的存在限制了提供应力释放的能力。

技术实现思路

1、下文提到的所有方面、示例和特征可以以任何技术上可能的方式组合。

2、本公开的一个方面提供了一种涡轮热气路径(hgp)部件，该部件包括：主体，该主体具有用于暴露于热气体路径的外表面；和冷却回路，该冷却回路沿着主体的内表面限定并且流体联接到冷却剂源，该冷却回路包括彼此间隔开但流体连接的多个区段，每个区段包括：第一壁，该第一壁包括通过第一转弯部分连接的第一侧壁和第二侧壁，以在第一侧壁和第二侧壁之间限定第一冷却通道，第一转弯部分联接到第一侧壁和第二侧壁中的每一者的第一端，第一壁的第一侧壁的第二端联接到主体的内表面，以在第一侧壁和主体的内表面之间限定第二冷却通道；第一连接器壁，该第一连接器壁以间隔开的方式将多个区段的第一区段的第一壁的第二侧壁的第二端联接到多个区段的相邻的第二区段的第一壁；和至少一个开口，该至少一个开口限定在第一侧壁中，并且将第一冷却通道流体联接到第二冷却通道。

3、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第一连接器壁比第一壁和主体更具柔性。

4、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括多个管，该多个管延伸穿过第二侧壁和第一侧壁，并且终止于主体的内表面处。

5、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括将第一侧壁与第二侧壁间隔开的第一多个支柱，和将第一侧壁与主体的内表面间隔开的第二多个支柱。

6、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第一连接器壁部分限定第三冷却通道，该第三冷却通道将多个区段的第一区段的第一冷却通道流体联接到多个区段的第二相邻的区段的第二冷却通道。

7、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第三冷却通道隔离多个区段的第一区段和相邻的第二区段之间的应力。

8、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第一连接器壁远离主体的内表面弯曲。

9、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且主体是涡轮叶片和涡轮喷嘴中的一者的翼型件。

10、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且主体是涡轮叶片级和涡轮喷嘴级之间的护罩。

11、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括多个区段的第一最末端区段，该第一最末端区段包括：第二壁，该第二壁包括通过第二转弯部分联接的第三侧壁和第四侧壁，以在第三侧壁和第四侧壁之间限定第三冷却通道，第二转弯部分联接到第三侧壁和第四侧壁中每一者的第一端，第二壁的第三侧壁的第二端联接到主体的内表面，以在第三侧壁和主体的内表面之间限定第四冷却通道；和第二连接器壁，该第二连接器壁将多个区段的第二壁的第四侧壁的第二端联接到冷却剂源。

12、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括与多个区段的第一最末端区段相对的多个区段的第二最末端区段，该第二最末端区段包括：第三壁，该第三壁包括通过第三转弯部分联接的第五侧壁和第六侧壁，以在第五侧壁和第六侧壁之间限定第五冷却通道，第三转弯部分联接到第五侧壁和第六侧壁中每一者的第一端，第三壁的第五侧壁的第二端联接到主体的内表面，以在第五侧壁和主体的内表面之间限定第六冷却通道；第三连接器壁，该第三连接器壁将第三壁的第六侧壁的第二端联接到与多个区段的第二最末端区段相邻的的多个区段的倒数第二区段；和终止壁，该终止壁将第三转弯部分联接到主体的内表面。

13、本发明的另一方面包括一种涡轮热气体路径(hgp)部件，该部件包括：主体，该主体具有暴露于热气体路径的外表面；冷却回路，该冷却回路沿着主体的内表面限定并且流体联接到冷却剂源，该冷却回路包括彼此间隔开但流体连接的多个区段，每个区段包括：壁，该壁限定至少一个冷却通道；和第一连接器壁，该第一连接器壁联接在多个区段的第一区段的壁和多个区段的相邻的第二区段的壁之间，其中第一区段的壁与相邻的第二区段的壁间隔开，并且其中第一连接器壁比第一区段的壁、相邻的第二区段的壁和主体更具柔性。

14、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且该壁包括第一壁，该第一壁包括通过第一转弯部分联接的第一侧壁和第二侧壁，以限定第一侧壁和第二侧壁之间的第一冷却通道，第一转弯部分联接到第一侧壁和第二侧壁中的每一者的第一端，第一壁的第一侧壁的第二端联接到主体的内表面，以在第一侧壁和主体的内表面之间限定第二冷却通道；并且其中第一连接器壁将多个区段的第一区段的第一壁的第二侧壁的第二端联接到多个区段的相邻的第二区段的第一壁。

15、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括至少一个开口，该至少一个开口限定在第一侧壁中，并且将第一冷却通道流体联接到第二冷却通道。

16、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括多个管，该多个管延伸穿过第二侧壁和第一侧壁，并且终止于主体的内表面处。

17、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且进一步包括将第一侧壁与第二侧壁间隔开的第一多个支柱，和将第一侧壁与主体的内表面间隔开的第二多个支柱。

18、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第一连接器壁部分限定第三冷却通道，该第三冷却通道将多个区段的第一区段与多个区段的相邻的第二区段间隔开，并且将多个区段的第一区段的第一冷却通道流体联接到多个区段的第二相邻的区段的第二冷却通道。

19、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第三冷却通道隔离多个区段的第一区段和相邻的第二区段之间的应力。

20、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且第一连接器壁远离主体的内表面弯曲。

21、本公开的另一方面包括前述方面中的任一项，并且主体是以下各项中的一项：涡轮叶片的翼型件、涡轮喷嘴的翼型件、以及涡轮叶片级与涡轮喷嘴级之间的护罩。

22、本公开中描述的两个或更多个方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以组合以形成本文未具体描述的实施方案。

23、在以下附图和描述中阐述一个或多个具体实施的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。

技术特征：

1.一种涡轮热气体路径(hgp)部件(202)，包括：

2.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述第一连接器壁(258)比所述第一壁(222)和所述主体(210)更具柔性。

3.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括多个管(280)，所述多个管延伸穿过所述第二侧壁(236)和所述第一侧壁(234)，并且终止于所述主体(210)的所述内表面(216)处。

4.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括将所述第一侧壁(234)与所述第二侧壁(236)间隔开的第一多个支柱(270)，和将所述第一侧壁(234)与所述主体(210)的所述内表面(216)间隔开的第二多个支柱(272)。

5.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述第一连接器壁(258)限定第三冷却通道(266)，所述第三冷却通道将所述多个区段(220)的所述第一区段(260)的所述第一冷却通道(230)流体联接到所述多个区段(220)的所述相邻的第二区段(262)的所述第二冷却通道(246)。

6.根据权利要求5所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述第三冷却通道(266)隔离所述第一区段(260)和所述相邻的第二区段(262)之间的应力。

7.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述第一连接器壁(258)远离所述主体(210)的所述内表面(216)弯曲。

8.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述主体(210)是涡轮叶片(124)和涡轮喷嘴(126)中的一者的翼型件(152)。

9.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述主体(210)是涡轮叶片级(124)和涡轮喷嘴级(126)之间的护罩(138)。

10.根据权利要求1所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括所述多个区段(220)的第一最末端区段(320)，所述第一最末端区段(320)包括：

11.根据权利要求10所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括与所述多个区段(220)的所述第一最末端区段(320)相对的所述多个区段(220)的第二最末端区段(420)，所述第二最末端区段(420)包括：

12.一种涡轮热气体路径(hgp)部件(202)，包括：

13.根据权利要求12所述的涡轮hgp部件(202)，其中所述壁(222)包括第一壁(222)，所述第一壁在由第一转弯部分(238)联接的第一侧壁(234)和第二侧壁(236)内限定第一冷却通道(230)，所述第一转弯部分(238)联接到所述第一侧壁和所述第二侧壁(234,236)中的每一者的第一端(240)，所述第一壁(222)的所述第一侧壁(234)的第二端(244)联接到所述主体(210)的所述内表面(216)，以在所述第一侧壁(234)和所述主体(210)的所述内表面(216)之间限定第二冷却通道(246)；并且

14.根据权利要求13所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括至少一个开口(250)，所述至少一个开口限定在所述第一侧壁(234)中，并且将所述第一冷却通道(230)流体联接到所述第二冷却通道(246)。

15.根据权利要求13所述的涡轮hgp部件(202)，进一步包括多个管(280)，所述多个管延伸穿过所述第二侧壁(236)和所述第一侧壁(234)，并且终止于所述主体(210)的所述内表面(216)处。

技术总结
本公开提供了一种涡轮热气体路径(HGP)部件(202)，其包括主体(210)和冷却回路(200)，该主体具有暴露于热气体路径的外表面(212)，该冷却回路沿着主体(210)的内表面(216)限定并且流体联接到冷却剂源(214)。冷却回路(200)包括彼此间隔开但流体连接的多个区段(220)。每个区段(220)包括限定至少一个冷却通道(230)的壁(222)，和联接在多个区段(220)的第一区段(260)的壁(222)和多个区段(220)的相邻的第二区段(262)的壁(222)之间的连接器壁(258)。第一区段(260)的壁(222)和相邻的第二区段(262)的壁(222)间隔开，从而隔离区段(220)之间的应力。连接器壁(258)比第一区段(260)的壁(222)、相邻的第二区段(262)的壁(222)和主体(210)更具柔性，从而允许区段(220)之间的应力释放。

技术研发人员：B·L·科克斯
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16