TW202136636A - 用於渦輪機器組件的冷卻迴路 - Google Patents

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詹艾默里克 阿古多
馬汀詹姆士 賈斯伯
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Abstract

轉子葉片包括平台(42)及自平台(42)向內徑向延伸的柄(36)。轉子葉片進一步包括自平台(42)向外徑向延伸的翼形(40)。翼形(40)包括前緣(52)及後緣(54)。冷卻迴路(56)係界定在柄(36)及翼形(40)內。冷卻迴路(56)包括複數個銷件(68)。複數個銷件(68)包括定位在平台(42)的徑向向內處的第一銷件群(72)及定位在翼形(40)內的第二銷件群(74)。冷卻迴路(56)進一步包括沿後緣(54)設置的複數個出口通道(66)。複數個出口通道(66)係在複數個銷件(68)的下游。冷卻迴路(56)亦包括自設置在冷卻迴路(56)中的入口(90)延伸至定位在後平台面(116)上的出口(92)之至少一個旁通導管(88)。至少一個旁通導管(88)係定位在平台表面(43)的徑向向內處。

Description

用於渦輪機器組件的冷卻迴路
本揭露大致上係關於用於渦輪機組件的冷卻迴路。具體而言，本揭露係關於渦輪機轉子葉片冷卻迴路。
渦輪機廣泛用於諸如電力產生的領域中。例如，習知燃氣渦輪系統包括壓縮機區段、燃燒器區段、及至少一個渦輪區段。壓縮機區段經組態以在空氣流經壓縮機區段時將空氣壓縮。空氣接著自壓縮機區段被導引至燃燒器區段，於此處空氣與燃料混合並燃燒從而產生熱氣流。熱氣流經提供至渦輪區段，其自熱氣流提取能量以向壓縮機、發電機、及/或其他各種負載供電。
渦輪區段一般包括沿熱氣路徑設置的多個級，使得熱氣流動通過第一級噴嘴及轉子葉片，並通過後續渦輪級的噴嘴及轉子葉片。渦輪轉子葉片可固定至包括渦輪轉子的複數個轉子盤，其中各轉子盤經安裝至轉子軸用於與其旋轉。
渦輪轉子葉片大致上包括翼形及柄部分，該翼形自實質上平面的平台向外徑向延伸，該柄部分自平台向內徑向延伸，用於將轉子葉片固定至轉子盤之一者。冷卻迴路經限制在轉子葉片中，以提供來自壓縮機區段的冷卻空氣流動通過的路徑，並冷卻暴露於熱氣流高溫的翼形之各種部分。在許多轉子葉片中，可在冷卻迴路內設置一銷件組。銷件組作用以藉由增加暴露於壓縮機空氣的整體表面積來增加轉子葉片內的對流冷卻量。然而，利用自轉子葉片的平台表面向內徑向延伸的銷件組在冷卻迴路內產生流動路徑靜滯區。例如，壓縮機空氣可能在冷卻迴路內打旋及/或徘徊，造成非所要的熱點並減少整體燃氣渦輪性能。據此，在所屬技術領域中所欲的是允許使用銷件組而不會造成流動靜滯區域的轉子葉片冷卻迴路。
根據本揭露之總成的態樣及優點將部分在以下說明中闡述、或可藉由該說明顯而易見、或可透過實踐本技術而得知。
根據一實施例，提供一種渦輪機組件。該渦輪機組件包括一平台及一柄。該平台包括一前平台面、一後平台面、及一平台表面。該柄自該平台向內徑向延伸。該轉子葉片進一步包括自該平台向外徑向延伸的一翼形。該翼形包括一前緣及一後緣。一冷卻迴路係界定在該柄及該翼形內。該冷卻迴路包括複數個銷件。該複數個銷件跨該冷卻迴路延伸。複數個銷件包括定位在該平台表面的徑向向內處的一第一銷件群及定位在該翼形內的一第二銷件群。該第二銷件群係在該第一銷件群的下游。該冷卻迴路進一步包括沿該後緣設置的複數個出口通道。該複數個出口通道係在該複數個銷件的下游。冷卻迴路亦包括自設置在該冷卻迴路中的一入口延伸至定位在該後平台面上的一出口之至少一個旁通導管。該至少一個旁通導管係定位在該平台表面的徑向向內處。
根據另一實施例，提供一種渦輪機。該渦輪機包括一壓縮機區段、一燃燒器區段、及一渦輪區段。複數個轉子葉片係提供於該渦輪區段中，且該複數個轉子葉片之各者包括一平台及一柄。該平台包括一前平台面、一後平台面、及一平台表面。該柄自該平台向內徑向延伸。該轉子葉片進一步包括自該平台向外徑向延伸的一翼形。該翼形包括一前緣及一後緣。一冷卻迴路係界定在該柄及該翼形內。該冷卻迴路包括複數個銷件。該複數個銷件跨該冷卻迴路延伸。複數個銷件包括定位在該平台表面的徑向向內處的一第一銷件群及定位在該翼形內的一第二銷件群。該第二銷件群係在該第一銷件群的下游。該冷卻迴路進一步包括沿該後緣設置的複數個出口通道。該複數個出口通道係在該複數個銷件的下游。冷卻迴路亦包括自設置在該冷卻迴路中的一入口延伸至定位在該後平台面上的一出口之至少一個旁通導管。該至少一個旁通導管係定位在該平台表面的徑向向內處。
參照下文說明及隨附申請專利範圍將會更佳理解本總成的這些及其他特徵、態樣、及優點。併入並構成本說明書的一部分之隨附圖式繪示本技術的實施例，並與詳細說明一起用於解釋本技術的原理。
現將詳細參照本總成之實施例，其等之一或多個實例係繪示於圖式中。各實例係以解釋而非限制本技術的方式提供。事實上，所屬技術領域中具有通常知識者將明白可在本技術中做出修改及變化而不脫離所主張之技術的範圍或精神。例如，繪示或描述成一個實施例之部分的特徵可與另一實施例一起使用以產生更進一步的實施例。因此，本揭露意圖將此類修改及變化涵蓋為落在隨附之申請專利範圍及其等的等效範圍內。
實施方式使用數字及字元符號指稱圖式中的特徵。圖式及說明中的相似或類似符號已用以指稱本發明之相似或類似的部分。如本文中所使用的，用語「第一(first)」、「第二(second)」、及「第三(third)」可互換地使用以區分一組件與另一組件，且未意圖表示個別組件的地點或重要性。
如本文中所使用的，用語「上游(upstream)」（或「在前(forward)」）及「下游(downstream)」（或「在後(aft)」）係指相關於流體途徑中之流體流的相對方向。例如，「上游(upstream)」係指流體流自其的方向，而「下游(downstream)」係指流體流至其的方向。
有時必須相對於中心軸描述設置在不同徑向位置處的部件或特徵。用語「徑向地(radially)」係指實質垂直於特定組件之軸向中心線的相對方向；用語「軸向地(axially)」係指實質上平行於及/或同軸對準於一特定組件的軸向中心線之相對方向；而用語「圓周地(circumferentially)」係指圍繞一特定組件的軸向中心線延伸之相對方向。
近似的用語（諸如「大致上(generally)」、或「約(about)」）包括大於或小於所述值的十個百分比內之值。當使用在角度或方向的上下文中時，此類用語包括在大於或小於所述角度或方向的十度內。例如，「大致上垂直」包括在垂直的十度內之在任何方向（例如，順時針或逆時針方向）上的方向。
現在參照圖式，圖1繪示渦輪機的一個實施例的示意圖，該渦輪機在所繪示的實施例中係燃氣渦輪10。雖然在本文中顯示並描述工業或陸基(land-based)燃氣渦輪，但本揭露並不限於工業及/或陸基燃氣渦輪，除非在申請專利範圍中以其他方式指定。例如，在本文中所述之渦輪機組件可使用於任何類型的渦輪機中，包括但不限於蒸氣渦輪、飛機燃氣渦輪、或船舶燃氣渦輪。
如圖所示，燃氣渦輪10大致上包括入口區段12、設置在入口區段12的下游之壓縮機區段14、設置在燃燒器區段16內的一或多個燃燒器（未圖示），該燃燒器區段設置在壓縮機區段14的下游、設置在燃燒器區段16的下游之渦輪區段18、及設置在渦輪區段18的下游之出口區段20。此外，燃氣渦輪10可包括一或多個軸22，該軸耦合在壓縮機區段14與渦輪區段18之間。
壓縮機區段14通常可包括複數個轉子盤24（顯示其之一者）及從各轉子盤24徑向地向外延伸並連接至該轉子盤的複數個轉子葉片26。各轉子盤24可繼而耦接至或形成延伸通過壓縮機區段14之軸22的一部分。
渦輪區段18通常可包括複數個轉子盤28（顯示其之一者）及從各轉子盤28徑向地向外延伸並與該轉子盤相互連接的複數個轉子葉片30。各轉子盤28可繼而耦接至或形成延伸通過渦輪區段18之軸22的一部分。渦輪區段18進一步包括外殼31，該外殼圓周地環繞軸22及轉子葉片30的一部分，從而至少部分地界定通過渦輪區段18的熱氣路徑32。
在操作期間，工作流體（諸如空氣）流過入口區段12並流至空氣於該處經漸進地壓縮的壓縮機區段14中，因此將經壓縮空氣提供至燃燒器區段16的燃燒器。加壓空氣與燃料混合並在各燃燒器內燃燒以產生燃燒氣體34。燃燒氣體34通過熱氣路徑32從燃燒器區段16流至渦輪區段18中，其中能量（動能及/或熱能）從燃燒氣體34轉移至轉子葉片30，導致軸22旋轉。機械旋轉能量可接著用以對壓縮機區段14供能及/或產生電。離開渦輪區段18的燃燒氣體34可接著經由排氣區段20從燃氣渦輪10排氣。
如圖2及圖6最佳所見，燃氣渦輪10可界定軸向方向A及圍繞軸向方向A延伸的圓周方向C。燃氣渦輪10亦可界定垂直於軸向方向A的徑向方向R。如本文中所使用，渦輪機組件在一些實施例中可係轉子葉片26及/或30。在其他實施例中，渦輪機組件可係一定子葉片（未圖示）。定子葉片的功能及結構經理解且因此在本文中未描述。
圖2係如可合併本揭露之一或多個實施例之例示性轉子葉片30的透視圖。如圖2所示，轉子葉片30大致上包括具有安裝本體38的安裝或柄部分36及自平台42實質上向外徑向延伸的翼形40。如圖2至圖6所示，平台42可徑向定位在柄部分36與翼形40之間。在許多實施例中，平台42可進一步包括平台表面43，其可用作流經渦輪區段18的熱氣路徑32（圖1）之燃燒氣體34的徑向向內邊界。
在一些實施例中，平台表面43可係平台42的徑向最外表面，且可形成與翼形40的直接相交。平台42可大致上環繞翼形40，且可定位在翼形40與柄部分36之間的相交處或過渡處。類似地，平台表面43可定位在平台42與翼形40的相交處。在許多實施例中，平台42可軸向延伸超過柄部分36。
平台42亦可包括面向燃燒氣體34的前平台面114及在軸向上與前平台面114分開的後平台面116。後平台面116可在前平台面114的下游。如圖2所示，平台42可在軸向A方向上於各別前平台面114及後平台面116處終止。柄部分36的安裝本體38可自平台42向內徑向延伸，且可包括諸如鳩尾體的一根結構，該根結構經組態以將轉子葉片30互連或固定至轉子盤28（如圖1所示）。
翼形40可具有大致上氣體動力學輪廓，且可包括壓力側壁44及相對的吸力側壁46。弧形軸70（如圖3所示）可界定在壓力側壁44與吸力側壁46之間，且弧形軸70可係大致上彎曲或弧形。在各種實施例中，壓力側壁44及吸力側壁46在自翼形40的根部48至翼形40的尖端50的翼展上可自平台42實質上向外徑向延伸。可在翼形40與平台表面43之間的相交處界定翼形40的根部48。壓力側壁44大致上包含翼形40的氣體動力學凹面外部表面。類似地，吸力側壁46可大致上界定翼形40的氣體動力學凸面外部表面。
翼形40可包括彼此間隔開的前緣52及後緣54，且在軸向方向A上界定翼形40的終端。翼形40的前緣52可係翼形40作用的第一部分（即，沿熱氣路徑32暴露於燃燒氣體34）。在燃燒氣體34於後緣54處被排出之前，可沿翼形40的氣體動力學輪廓（即，沿吸力側壁46及壓力側壁44）引導該燃燒氣體。
尖端50係相對於根部48而徑向設置。如此，尖端50可大致上界定轉子葉片30的徑向最外部分，且因此可經組態以相鄰於燃氣渦輪10的固定覆緣或密封（未圖示）而定位。
柄部分36可包括壓力側切面62及吸力側切面64。壓力側切面62可圓周地與吸力側切面64間隔開。在一些實施例中，壓力側切面62及/或吸力側切面64可係大致上平面的面（其在習知上可係平面或偏斜的）。在其他實施例中，壓力側切面62及/或吸力側切面64或其至少部分可係曲線面。例如，在如圖2所示之實施例中，壓力側切面62或吸力側切面64相對於軸向方向、徑向方向、及/或切線方向可係彎曲的。
柄部分36可進一步包括與後緣面78軸向間隔開的前緣面76。在一些實施例中，前緣面76可定位在燃燒氣體34的流中，而後緣面78可定位在前緣面76的下游。在許多實施例中，如圖示，前緣面74及後緣面76可各自分別於前平台面114及後平台面116向內徑向定位。
如圖2所示，轉子葉片30可係至少部分中空，例如冷卻迴路56（部分在圖2中以虛線顯示）可限制在翼形40內，用於將冷卻劑58導送通過壓力側壁44與吸力側壁46之間的翼形40，從而對其提供對流冷卻。冷卻迴路56可界定在柄部分36、平台42、及翼形40內，且可包括一或多個冷卻通道80、82、83、84，其等用於導引冷卻劑58通過轉子葉片30的各種區段。例如，冷卻迴路可包括一或多個前緣通道80、一或多個中本體通道82、83、及一或多個後緣通道84。冷卻劑58可包括來自壓縮機區段14（圖1）之加壓氣體的一部分、及/或用於冷卻翼形40的蒸汽或任何其他合適的流體或氣體。一或多個冷卻通道入口60係沿轉子葉片30而設置。在一些實施例中，一或多個冷卻通道入口60係在安裝本體38內、沿該安裝本體、或藉由該安裝本體形成。冷卻通道入口60係與至少一個對應的冷卻通道80、82、83、84流體連通。
圖3根據本揭露之實施例繪示轉子葉片30的截面俯視圖。如圖所示，冷卻迴路56可包括以凸條86分開的多個冷卻通道80、82、83、84。例如，轉子葉片30相對於燃燒氣體流34的方向可包括一或多個前緣通道80、在前緣通道80下游的一或多個中本體通道82、83、及在中本體通道82、83下游的一或多個後緣通道84。
如圖所示，前緣通道80可相對於燃燒氣體34在翼形40上方流動的方向而在轉子葉片30內界定在翼形40的前緣52的正下游。同樣地，後緣通道84可相對於燃燒氣體34在翼形上方流動的方向而在轉子葉片30內界定在翼形40的後緣54的正上游。中本體通道82、83可相對於弧形軸70在轉子葉片30內軸向地在前緣通道80與後緣通道84之間。
如圖2最佳所示，冷卻劑58可大致上徑向行進（向內及向外兩者）通過冷卻迴路56及冷卻通道80、82、83、84，以有利地冷卻轉子葉片30的各種孔隙、腔室、及部分。例如，在圖2所示的實施例中，冷卻劑58可經由界定在安裝本體38內的冷卻通道入口60進入轉子葉片30，並大致上向外徑向行進通過中本體通道82直到到達翼形40的尖端50。在此時間點，冷卻劑58可圍繞一或多個凸條86彎曲並反向方向以繼續大致上向內徑向行進通過另一中本體空氣通道83。冷卻劑58在進入後緣通道84時可再次反向方向，並大致上向外通過複數個銷件68並朝向複數個出口通道66徑向行進。
在許多實施例中，諸如圖2所示者，翼形40可沿後緣54界定複數個出口通道66，該等出口通道係與冷卻迴路56流體耦合。在一些實施例中，出口通道66可沿翼形40的後緣54界定，且直接與後緣通道84流體耦合。出口通道可沿徑向方向R彼此間隔開，且可有利地提供用於冷卻劑58行進通過冷卻迴路56之出口。複數個出口通道66可經定形狀為實質上彼此間隔開的中空圓柱，且經界定在翼形40的壓力側壁44與吸力側壁46之間。再者，如圖3所示，複數個出口通道66可沿弧形軸70定向。出口通道66可提供用於冷卻劑58行進通過翼形40到離開冷卻迴路56的出口。在許多實施例中，可將冷卻劑58自出口通道66排出，以與行進通過渦輪區段18的燃燒氣體34混合。
如圖2及圖3所示，複數個銷件或銷件68可相對於冷卻劑58在冷卻迴路56內流動的方向而在冷卻迴路56內設置在複數個出口通道66的正上游。在一些實施例中，銷件68可跨後緣通道84延伸。複數個銷件68可跨冷卻迴路56延伸，且可在冷卻迴路56內以陣列或圖案配置。在許多實施例中，複數個銷件68可經定位以允許冷卻劑58在銷件68之間及圍繞該等銷件通過。在一些實施例中，複數個銷件68可作用以增加暴露至冷卻劑58通過冷卻迴路56的對流冷卻之表面積。複數個銷件68的各銷件68可具有實質上圓形的截面。然而，在其他實施例中（未圖示），各銷件68可具有橢圓形、方形、矩形、或任何其他多邊形的截面形狀。
在一些實施例中，諸如圖2至圖5所示者，複數個銷件68可包括四個銷件列106、108、110、112，該等銷件列各自在轉子葉片30的柄部分36與尖端50之間延伸。例如，第一銷件列106、第二銷件列108、第三銷件列110、及第四銷件列112可在轉子葉片30內彼此相鄰配置。如圖2至圖5所示，第一銷件列106可係四個銷件列106、108、110、112的軸向最內者。再者，第二銷件108列可在第一銷件列106的軸向向外處、第三銷件列110可在第二銷件列108的軸向向外處，而第四銷件列112可在第三銷件列110的軸向向外處。如圖所示，第四銷件列112的至少一部分可直接鄰近於冷卻迴路56內的出口通道66。
在各種實施例中，複數個銷件68可包括定位在平台表面43的徑向向內處的第一銷件群72（例如，在平台42中及/或在柄部分36中）及設置在翼形40中的第二銷件群74。在許多實施例中，第二銷件群74可相對於冷卻劑58在冷卻迴路56內流動的方向而設置在第一銷件群72的下游，例如，大致上徑向向外處。第一銷件群72可設置在冷卻迴路56內且在柄部分36的壓力側切面62與吸力側切面64之間。在許多實施例中，第一銷件群72可經設置在平台表面43的徑向向內處及/或在轉子葉片30的柄部分36內。第二銷件群74可設置在冷卻迴路56內、第一銷件群72的下游、且在複數個出口通道66的上游。第二銷件群74可設置在第一銷件群72及平台表面43的徑向向外處。第二銷件群74可跨翼形40（圖3）延伸。例如，第二銷件群74可在翼形40的壓力側壁44與吸力側壁46之間延伸。
在許多實施例中，諸如圖2及圖3所示者，第二銷件群74可設置在後緣通道84中，且可大致上垂直於弧形軸70自壓力側壁44延伸至吸力側壁46。如圖3所示，複數個出口通道66可相對於燃燒氣體34大致平行於弧形軸70的流動方向而定位在第二銷件群74正下游。
如圖2至圖6所共同顯示，轉子葉片30可進一步包括一或多個旁通導管88，該等旁通導管自設置在冷卻迴路56內的入口90延伸至定位在後平台面116上的出口92。一或多個旁通導管88可經定形狀為中空圓柱，其等各自在冷卻迴路56的後緣通道84與熱氣路徑32（圖1）之間提供一通道路徑。旁通導管88可具有如圖所示之圓形的截面形狀，或者在其他實施例中（未圖示）旁通導管88可具有橢圓形、方形、矩形、或任何其他多邊形的截面形狀。
一或多個旁通導管88可定位在平台表面43的徑向向內處。在一些實施例中，一或多個旁通導管88可界定在轉子葉片30的平台42及柄部分36兩者內，且可設置在平台表面43的徑向向內處。在其他實施例中，旁通導管88可完全界定在柄部分36內，且設置在平台表面43的徑向向內處。在又一其他實施例中，旁通導管88可完全界定在平台42內，且設置在平台表面43的徑向向內處。
如圖3至圖6所示，至少一個旁通導管88可自入口90、朝向吸力側切面64、延伸至設置在後平台面116的出口92。在許多實施例中，如圖3所示，至少一個旁通導管88可大致上垂直於翼形40的吸力側壁46延伸。
如圖2所示，一或多個旁通導管88之各者的入口90可相對於冷卻劑58在冷卻迴路56內的流動而大致上在第一銷件群72的上游。例如，在一些實施例中，旁通導管88的入口90可在第一銷件群72的徑向向內處。
一或多個旁通導管88的各旁通導管88自入口90至出口92可包括一恆定直徑。例如，在一些實施例中，一或多個旁通導管88的各旁通導管88可具有介於約0.01吋與約0.2吋之間的直徑。在許多實施例中，一或多個旁通導管88的各旁通導管88可具有介於約0.025吋與約0.175吋之間的直徑。在其他實施例中，一或多個旁通導管88的各旁通導管88可具有介於約0.05吋與約0.15吋之間的直徑。在各種實施例中，一或多個旁通導管88的各旁通導管88可具有介於約0.075吋與約0.125吋之間的直徑。在一些實施例中，一或多個旁通導管88的各旁通導管88可具有至多約0.1吋的直徑。
在許多實施例中，旁通導管88可界定在柄部分36及平台42內，且可自定位在後緣通道84的入口90、朝向吸力側切面64、延伸至設置在後平台面116上的出口92。在特定實施例中，如圖5所示，一或多個旁通導管88可包括第一旁通導管94及第二旁通導管96，其等各自具有在冷卻迴路56內的各別入口98、100及設置在後平台面116上的各別出口102、104。在此類實施例中，第二旁通導管96的各別入口100可相對於燃燒氣體流34在翼形40（圖3）上方的方向而定位在複數個銷件68的下游及複數個出口通道66的上游。例如，如圖3所示，燃燒氣體流34的方向可係自翼形40的前緣52至後緣54且大致上平行於弧形軸70。在此類實施例中，第二旁通導管96的各別入口100可相對於弧形軸70而在軸向上定位在出口通道66與複數個銷件68之間。
在具體實施例中，諸如圖2至圖5所示者，第一旁通導管94的各別入口98可直接定位在第三銷件列110的徑向向內處。額外地或替代地，第二旁通導管96的各別入口100可相對於弧形軸70自翼形40的前緣52至後緣54（圖3）（即，燃燒氣體34流的方向）而在第四銷件列112的軸向向外處。
圖6根據本揭露之實施例繪示轉子葉片30的簡化截面圖。如圖所示，旁通導管88可自後緣通道84內（在第一銷件群72的上游）的入口90延伸至設置在後平台面116上的出口92。再者，旁通導管88可完全界定在平台表面43的下方（徑向向內處），即在柄部分36與平台42內，且可朝向平台表面43大致上向外徑向延伸至定位在後平台面116上的出口92。旁通導管88可有利地作用以在後緣通道84內提供壓降，該壓降將冷卻劑58的至少一部分拉向其自身以用於均勻的冷卻流分布。
在燃氣渦輪引擎10（圖1）的操作期間，冷卻流體流經上述通道、腔室、及孔隙，以冷卻轉子葉片30。更具體而言，冷卻劑58（例如，來自壓縮機區段14的排氣）透過冷卻通道入口60進入轉子葉片30（圖2）。此冷卻劑58流經冷卻迴路56及各種冷卻通道80、82、83、84，以對流的方式冷卻轉子葉片30的柄部分36及翼形40兩者。冷卻流體58圍繞銷件68及在該等銷件之間流動，且接著可通過出口通道66及/或通過一或多個旁通導管88離開冷卻迴路56，並流入燃燒氣體34中（圖1）。複數個出口通道66可定位在平台42的徑向向外處且與冷卻迴路56流體耦合。由於出口通道66在冷卻迴路56內所產生的壓降，流經冷卻迴路56的冷卻劑58可實質上向外徑向並朝向出口通道66行進。一或多個旁通導管88作用以在冷卻迴路56的部分內產生壓降，該壓降係界定在平台表面43的徑向向內處。由一或多個旁通導管88所產生的壓降有利地拉引冷卻劑58在第一銷件群72上方的至少一部分並朝向入口90，以在後緣通道84內形成均勻的冷卻劑58流分布。
此書面描述使用實例來揭示本發明（包括最佳模式），並亦使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實施本發明，包括製造及使用任何裝置或系統及執行任何合併的方法。本發明之可專利範圍係由申請專利範圍所定義，且可包括所屬技術領域中具有通常知識者設想到的其他實例。若此類其他實例包括不與申請專利範圍之字面用語不同的結構元件，或若該等實例包括與申請專利範圍之字面用語無實質差異的等效結構元件，意圖使該等實例在申請專利範圍之範圍內。
10:燃氣渦輪/燃氣渦輪引擎 12:入口區段 14:壓縮機區段 16:燃燒器區段 18:渦輪區段 20:出口區段 22:軸 24:轉子盤 26:轉子葉片 28:轉子盤 30:轉子葉片 31:外殼 32:熱氣路徑 34:燃燒氣體/燃燒氣體流 36:安裝部分/柄部分/柄 38:安裝本體 40:翼形 42:平台 43:平台表面 44:壓力側壁 46:吸力側壁 48:根 50:尖端 52:前緣 54:後緣 56:冷卻迴路 58:冷卻劑 60:冷卻通道入口 62:壓力側切面 64:吸力側切面 66:出口通道 68:銷件 70:弧形軸/弧形線 72:第一銷件群 74:第二銷件群 76:前緣面 78:後緣面 80:冷卻通道/前緣通道 82:冷卻通道/本體通道/中本體通道 83:冷卻通道/本體通道/中本體通道/中本體空氣通道83 84:冷卻通道/後緣通道 86:凸條 88:旁通導管 90:入口 92:出口 94:第一旁通導管 96:第二旁通導管 98:入口 100:入口 102:出口 104:出口 106:銷件列/第一銷件列 108:銷件列/第二銷件列/第二銷件 110:銷件列/第三銷件列 112:銷件列/第四銷件列 114:前平台面 116:後平台面 A:軸向方向 C:圓周方向 R:徑向方向
參照隨附圖式的說明書中針對所屬技術領域中具有通常知識者闡述本總成的完整及實作揭露，包括製作及使用本系統及方法的最佳模式，其中： ［圖1］係根據本揭露之實施例之渦輪機的示意圖； ［圖2］根據本揭露之實施例繪示轉子葉片的透視圖； ［圖3］根據本揭露之實施例繪示轉子葉片的截面俯視圖； ［圖4］根據本揭露之實施例繪示轉子葉片的放大透視圖； ［圖5］根據本揭露之實施例繪示轉子葉片的放大側視圖；及 ［圖6］根據本揭露之實施例繪示轉子葉片的截面圖。
30:轉子葉片
36:安裝部分/柄部分/柄
38:安裝本體
40:翼形
42:平台
43:平台表面
44:壓力側壁
46:吸力側壁
48:根
50:尖端
52:前緣
54:後緣
56:冷卻迴路
58:冷卻劑
60:冷卻通道入口
62:壓力側切面
64:吸力側切面
66:出口通道
68:銷件
72:第一銷件群
74:第二銷件群
80:冷卻通道/前緣通道
82:冷卻通道/本體通道/中本體通道
83:冷卻通道/本體通道/中本體通道/中本體空氣通道83
84:冷卻通道/後緣通道
86:凸條
90:入口
98:入口
106:銷件列/第一銷件列
108:銷件列/第二銷件列/第二銷件
110:銷件列/第三銷件列
112:銷件列/第四銷件列
114:前平台面
116:後平台面
A:軸向方向
C:圓周方向
R:徑向方向

Claims (15)

  1. 一種渦輪機組件，其包含： 一平台(42)，該平台(42)具有一前平台面(114)、一後平台面(116)、及一平台表面(43)； 一柄(36)，其自該平台(42)向內徑向延伸； 一翼形(40)，其自該平台(42)向外徑向延伸，該翼形(40)包括一前緣(52)及一後緣(54)； 一冷卻迴路(56)，其界定在該柄(36)及該翼形(40)內，該冷卻迴路(56)包含： 複數個銷件(68)，其等跨該冷卻迴路(56)延伸，該複數個銷件(68)包括定位在該平台表面(43)的徑向向內處的一第一銷件群(72)、及定位在該翼形(40)內在該第一銷件群(72)的下游的一第二銷件群(74)； 複數個出口通道(66)，其等沿該翼形(40)的該後緣(54)設置在該複數個銷件(68)的下游；及 至少一個旁通導管(88)，其等自設置在該冷卻迴路(56)中的一入口(90)延伸至定位在該後平台面(116)上的一出口(92)，該至少一個旁通導管(88)係定位在該平台表面(43)的徑向向內處。
  2. 如請求項1之渦輪機組件，其中該至少一個旁通導管(88)包括一第一旁通導管(94)及一第二旁通導管(96)，該第一旁通導管(94)及該第二旁通導管(96)各自具有設置在該冷卻迴路(56)中的一各別入口(98)、(100)及設置在該後平台面(116)上的一各別出口(102)、(104)。
  3. 如請求項1之渦輪機組件，其中該第二旁通導管(96)的該各別入口(100)相對於自該翼形(40)的前緣(52)至該後緣(54)的該翼形(40)之一弧形線(70)而在該複數個銷件(68)的下游及該複數個出口通道(66)的上游。
  4. 如請求項1之渦輪機組件，其中該冷卻迴路(56)包括一前緣通道(80)、一中本體通道(82)、(83)、及一後緣通道(84)，該至少一個旁通導管(88)的該入口(90)係設置在該後緣通道(84)中。
  5. 如請求項1之渦輪機組件，其中該柄(36)包括圓周地與一壓力側切面(62)分開的一吸力側切面(64)。
  6. 如請求項5之渦輪機組件，其中該至少一個旁通導管(88)自該入口(90)朝向該吸力側切面(64)延伸至該出口(92)。
  7. 如請求項1之渦輪機組件，其中該至少一個旁通導管(88)係界定在該平台(42)及該柄(36)內。
  8. 如請求項7之渦輪機組件，其中該至少一個旁通導管(88)具有介於約0.01吋與約0.2吋之間的一直徑。
  9. 如請求項1之渦輪機組件，其中該複數個銷件(68)的該第二銷件群(74)的該等銷件自該吸力側壁(46)延伸至該壓力側壁(44)。
  10. 如請求項1之渦輪機組件，其中該複數個銷件(68)以在該柄(36)與該翼形(40)的一尖端之間延伸的四個列來配置。
  11. 一種渦輪機，其包含： 一壓縮機區段； 一燃燒器區段； 一渦輪區段； 複數個轉子葉片，其等提供於該渦輪區段中，該複數個轉子葉片之各者包含： 一平台(42)，該平台(42)具有一前平台面(114)、一後平台面(116)、及一平台表面(43)； 一柄(36)，其自該平台(42)向內徑向延伸； 一翼形(40)，其自該平台(42)向外徑向延伸，該翼形(40)包括一前緣(52)及一後緣(54)； 一冷卻迴路(56)，其界定在該柄(36)及該翼形(40)內，該冷卻迴路(56)包含： 複數個銷件(68)，其等跨該冷卻迴路(56)延伸，該複數個銷件(68)包括定位在該平台表面(43)的徑向向內處的一第一銷件群(72)、及定位在該翼形(40)內在該第一銷件群(72)的下游的一第二銷件群(74)； 複數個出口通道(66)，其等沿該翼形(40)的該後緣(54)設置在該複數個銷件(68)的下游；及 至少一個旁通導管(88)，其等自設置在該冷卻迴路(56)中的一入口(90)延伸至定位在該後平台面(116)上的一出口(92)，該至少一個旁通導管(88)係定位在該平台表面(43)的徑向向內處。
  12. 如請求項11之渦輪機，其中該至少一個旁通導管(88)包括一第一旁通導管(94)及一第二旁通導管(96)，該第一旁通導管(94)及該第二旁通導管(96)各自具有設置在該冷卻迴路(56)中的一各別入口(98)、(100)及設置在該後平台面(116)上的一各別出口(102)、(104)。
  13. 如請求項12之渦輪機，其中該第二旁通導管(96)的該各別入口(100)相對於自該翼形(40)的該前緣(52)至該後緣(54)的該翼形(40)之一弧形線(70)而在該複數個銷件(68)的下游及該複數個出口通道(66)的上游。
  14. 如請求項11之渦輪機，其中該冷卻迴路(56)包括一前緣通道(80)、一中本體通道(82)、(83)、及一後緣通道(84)，該至少一個旁通導管(88)的該入口(90)係設置在該後緣通道(84)中。
  15. 如請求項11之渦輪機，其中該柄(36)包括圓周地與一壓力側切面(62)分開的一吸力側切面(64)。
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