JP2015048848A - タービン部品を冷却するための方法およびシステム - Google Patents
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
102 コンプレッサアセンブリ
104 燃焼器アセンブリ
106 回転軸
108 タービン
110 ローター
112 ローターディスク
114 スペーサ
116 ボルト
118 第1段ノズル
120 第2段ノズル
122 ステータ翼
124 ステータ翼
125 流れ
126 第1段ローター翼
127 ローター/ステータキャビティ
128 第2段ローター翼
129 外部表面
130 翼形
131 外部表面
132 シャンク
133 外部表面
134 ダブテール
136 スロット
137 冷却システム
139 溝
200 マイクロチャネルシステム
201 冷却空気供給チャネル
202 分配流路
204 部品表面
205 部品本体
206 フィード流路
207 冷却空気流
208 配送チャネル
209 空気流
210 セクション
211 膜
212 ディフューザ部
213 側壁
214 壁
215 側壁
216 壁
217 PSP層
218 上部壁
219 ボンドコート
220 底部壁
221 DVCコート
222 溝
223 カバー層
224 開口
225 領域
300 マイクロチャネルシステム
301 冷却空気供給チャネル
302 分配流路
304 部品表面
305 部品
306 フィード流路
307 空気流
308 配送チャネル
309 空気流
310 セクション
311 膜
312 ディフューザ部
313 側壁
314 壁
315 側壁
316 壁
318 上部壁
320 底部壁
322 トラフ
328 第1の入口端部
330 底部壁
332 出口端壁
334 第1の入口端壁
336 第2の入口端壁
338 第1の側壁
340 第2の側壁
342 エッジ
344 エッジ
346 エッジ
348 エッジ
350 開口
400 マイクロチャネルシステム
401 冷却空気供給チャネル
402 分配流路
404 部品表面
405 部品
406 フィード流路
407 冷却空気流
408 配送チャネル
409 空気流
410 セクション
411 膜
412 ディフューザ部
413 側壁
414 側壁
415 側壁
416 側壁
418 上部壁
420 底部壁
422 ノズル
428 入口端部
430 出口端壁
432 入口端壁
434 第1の側壁
436 第2の側壁
438 エッジ
440 エッジ
442 エッジ
444 エッジ
446 開口
450 ノズル
452 ノズル
454 底部壁
456 上部壁
458 第1の側壁
460 第2の側壁
462 エッジ
464 エッジ
466 エッジ
468 エッジ
470 開口
500 マイクロチャネルシステム
501 冷却空気供給チャネル
502 分配流路
504 部品表面
505 部品
506 フィード流路
507 冷却空気流
508 配送チャネル
509 空気流
510 溝
511 膜
512 ノズル
514 入口端部
516 出口端壁
518 壁
520 側壁
522 側壁
524 エッジ
526 エッジ
528 エッジ
530 エッジ
532 開口
Claims (20)
- タービン運転中に燃焼ガスにさらされる外部表面(129、131)を含むタービン部品のための冷却システムを提供する方法であって、
冷却流体の供給源に連結可能な少なくとも1つの流体供給流路を有する部品基盤を形成するステップと、
前記部品基盤に少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)を形成するステップであって、前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)は、前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結されるステップと、
前記部品基盤に少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)を形成するステップであって、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)は、前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)と流体連通して連結されるステップと、
前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)および前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)をカバーし、少なくとも部分的には前記部品外部表面(129、131)を形成するための、前記基盤上に少なくとも1つのカバー層(217)を形成するステップと、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通る少なくとも1つの放出流路を形成するステップであって、前記少なくとも1つの放出流路は、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結され、前記外部表面(129、131)まで延長するステップと、
前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つにディフューザ部(212、312、412)を形成するステップであって、そのようにして、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路を通って導かれる流体が、前記外部表面(129、131)に隣接して放出される前に拡散されるステップと、を含む方法。 - 前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つにディフューザ部(212、312、412)を形成するステップは、
長さを有する第1の配送チャネル部を形成するステップであって、前記第1の配送チャネル部は、前記長さに沿って実質的に一定の断面積を含むステップと、
第2の配送チャネル部を形成するステップと、を含み、前記第2の配送チャネル部は、前記第1の配送チャネル部の前記断面領域より大きい放出断面積を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つにディフューザ部(212、312、412)を形成するステップは、入口断面積および放出断面積を有する前記放出流路を形成するステップを含み、前記放出断面積は前記入口断面積より大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記部品基盤に複数のフィード流路(206、306、406、506)を形成するステップであって、前記複数のフィード流路(206、306、406、506)の各々は、前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結されるステップと、
前記部品基盤に複数の配送チャネル(208、308、408、508)を形成するステップと、を含み、前記配送チャネル(208、308、408、508)の各々は対応するフィード流路(206、306、406、506)と流体連通して連結される、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結される分配流路(202、302、402、502)を形成するステップを含み、前記分配流路(202、302、402、502)は、前記フィード流路(206、306、406、506)の各々とさらに流体連通して連結される、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのカバー層(217)を通る少なくとも1つの放出流路を形成するステップは、前記少なくとも1つのカバー層(217)の細長い溝(139、222、510)を形成するステップを含み、前記細長い溝(139、222、510)は、前記配送チャネル(208、308、408、508)の各々と流体連通して連結され、前記配送チャネル(208、308、408、508)から前記細長い溝(139、222、510)の中に導かれた冷却流体は、その後に前記細長い溝(139、222、510)から放出されて、前記部品外部表面(129、131)に隣接する冷却流体膜(211、311、411、511)を形成する、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのカバー層(217)に細長い溝(139、222、510)を形成するステップは、入口端壁(334、336、432)および出口端壁(332、430、516)を有する前記細長い溝(139、222、510)を形成するステップを含み、前記入口端壁(334、336、432)および前記出口端壁(332、430、516)は広がり、前記細長い溝(139、222、510)の中に導かれた冷却流体は前記細長い溝(139、222、510)から放出される前に拡散される、請求項6に記載の方法。
- 少なくとも1つの放出流路を形成するステップは、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通る複数のノズル(422、450、452、512)を形成するステップであって、各ノズル(422、450、452、512)は配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結されるステップと、
少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)内に入口端壁(334、336、432)および出口端壁(332、430、516)を形成するステップと、を含み、前記入口端壁(334、336、432)および前記出口端壁(332、430、516)は広がり、前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)の中に導かれた冷却流体は前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)から放出される前に拡散される、請求項4に記載の方法。 - 少なくとも1つの放出流路を形成するステップは、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通る複数のノズル(422、450、452、512)を形成するステップであって、各ノズル(422、450、452、512)は配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結されるステップと、
少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)内に広がる第1および第2の側壁(338、340、434、436、458、460)を形成するステップと、を含み、前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)の中に導かれた冷却流体は前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)から放出される前に拡散される、請求項4に記載の方法。 - 前記基盤に少なくとも1つのカバー層(217)を結合させる前に、前記部品基盤に細長い溝(139、222、510)を形成するステップであって、前記細長い溝(139、222、510)は前記配送チャネル(208、308、408、508)の各々と流体連通して連結され、前記基盤に前記少なくとも1つのカバー層(217)を結合させた後に、前記細長い溝(139、222、510)がカバーされるステップと、
前記基盤に前記少なくとも1つのカバー層(217)を結合させた後に、前記少なくとも1つのカバー層(217)に複数のノズル(422、450、452、512)を形成するステップであって、前記ノズル(422、450、452、512)は前記細長い溝(139、222、510)と流体連通して連結されるステップと、
少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)内に入口端壁(334、336、432)および出口端壁(332、430、516)を形成するステップであって、前記入口端壁(334、336、432)および前記出口端壁(332、430、516)は広がり、前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)の中に導かれた冷却流体は前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)から放出される前に拡散されるステップと、を含む、請求項4に記載の方法。 - タービン運転中に燃焼ガスにさらされる外部表面(129、131)を含むタービン部品のための冷却システムを提供するシステムであって、
冷却流体の供給源に連結可能な少なくとも1つの流体供給流路を含む部品基盤と、
前記部品基盤に形成され、前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結される少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)と、
前記部品基盤に形成され、前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)と流体連通して連結される少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)と、
前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)および前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)をカバーし、少なくとも部分的には前記部品外部表面(129、131)を形成するための、前記基盤上に形成される少なくとも1つのカバー層(217)と、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通って形成され、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結され、前記外部表面(129、131)まで延長する少なくとも1つの放出流路と、
前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路を通って導かれる流体が、前記外部表面(129、131)に隣接して放出される前に拡散されるように、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つに形成されるディフューザ部(212、312、412)と、を含むシステム。 - 前記ディフューザ部(212、312、412)は、
前記基盤に形成され、長さおよび前記長さに沿って実質的に一定の断面積を含む第1の配送チャネル部と、
前記基盤に形成され、前記第1の配送チャネル部と流体連通して連結され、前記第1の配送チャネル部の前記断面領域より大きい放出断面積を含む第2の配送チャネル部と、を含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記ディフューザ部(212、312、412)は、
前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つに形成されるディフューザ部(212、312、412)を含み、前記ディフューザ部(212、312、412)は入口断面積および放出断面積を含み、前記放出断面積は前記入口断面積より大きい、請求項11に記載のシステム。 - 前記部品基盤に形成され、各々が前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結される複数のフィード流路(206、306、406、506)と、
前記部品基盤に形成され、各々が対応するフィード流路(206、306、406、506)と流体連通して連結される複数の配送チャネル(208、308、408、508)と、を含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記基盤に形成され、前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結される分配流路(202、302、402、502)を含み、前記分配流路(202、302、402、502)は、前記フィード流路(206、306、406、506)の各々と流体連通して連結される、請求項14に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのカバー層(217)に形成される細長い溝(139、222、510)を含み、前記細長い溝(139、222、510)は、前記配送チャネル(208、308、408、508)の各々と流体連通して連結され、前記配送チャネル(208、308、408、508)から前記細長い溝(139、222、510)の中に導かれた冷却流体は、その後に前記細長い溝(139、222、510)から放出されて、前記部品外部表面(129、131)に隣接する冷却流体膜を形成する、請求項14に記載のシステム。
- 前記細長い溝(139、222、510)は、入口端壁(334、336、432)および出口端壁(332、430、516)を含み、前記入口端壁(334、336、432)および前記出口端壁(332、430、516)は広がり、前記細長い溝(139、222、510)の中に導かれた冷却流体は前記細長い溝(139、222、510)から放出される前に拡散される、請求項16に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの放出流路は、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通って形成され、各ノズル(422、450、452、512)が配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結される複数のノズル(422、450、452、512)と、
少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)に形成される入口端壁(334、336、432)および出口端壁(332、430、516)と、を含み、前記入口端壁(334、336、432)および前記出口端壁(332、430、516)は広がり、前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)の中に導かれた冷却流体は前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)から放出される前に拡散される、請求項14に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの放出流路は、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通って形成され、各ノズル(422、450、452、512)が配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結される複数のノズル(422、450、452、512)と、
少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)内に形成される広がる第1および第2の側壁(338、340、434、436、458、460)と、を含み、前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)の中に導かれた冷却流体は前記少なくとも1つのノズル(422、450、452、512)から放出される前に拡散される、請求項14に記載のシステム。 - コンプレッサ部(102)と、
前記コンプレッサ部(102)と流体連通して連結される燃焼システム(104)と、
前記燃焼システム(104)と流体連通して連結されるタービン部(108)と、を含み、前記タービン部(108)は、
冷却流体の供給源に連結可能な少なくとも1つの流体供給流路を含む部品基盤と、
前記部品基盤に形成され、前記少なくとも1つの流体供給流路と流体連通して連結される少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)と、
前記部品基盤に形成され、前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)と流体連通して連結される少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)と、
前記少なくとも1つのフィード流路(206、306、406、506)および前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)をカバーし、少なくとも部分的には前記部品外部表面(129、131)を形成するための、前記基盤上に形成される少なくとも1つのカバー層(217)と、
前記少なくとも1つのカバー層(217)を通って形成され、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)と流体連通して連結され、前記外部表面(129、131)まで延長する少なくとも1つの放出流路と、
前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路を通って導かれる流体が、前記外部表面(129、131)に隣接して放出される前に拡散されるように、前記少なくとも1つの配送チャネル(208、308、408、508)および前記少なくとも1つの放出流路のうちの少なくとも1つに形成されるディフューザ部(212、312、412)と、を含むガスタービンシステム。
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