用于冷却热气壁的方法和装置制造方法及图纸

描述了制造用于燃气涡轮的热气壁的方法。方法在具有壁部件的热气壁上实现，壁部件具有前侧和后侧，壁部件暴露于前侧上的热流体，并且热气壁还包括紊流器结构。方法包括通过铜焊或电阻焊而将紊流器结构附连到壁部件的步骤。在一个实施例中，通过铜焊附连紊流器结构包括将铜箔放置在壁部件的后侧上，将紊流器结构放置在铜箔上，并进行铜焊，以便将紊流器结构附连到壁部件上的步骤。在另一实施例中，通过电阻焊附连紊流器结构包括将紊流器结构部件放置在壁部件的后侧上，并使电流穿过紊流器结构部件和壁部件，从而以电阻焊方式将紊流器结构部件焊接到壁部件上的步骤。还描述了根据上面方法制造的热气壁、冷却热气壁的方法和用于制造热气壁的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于冷却热气壁的方法和装置，尤其涉及用于将紊流器结构附连到热气壁的壁部件的后侧上的方法和装置。
技术介绍
燃气涡轮燃烧器使用顺序衬套冷却，利用冲击冷却或对流冷却来冷却热气壁的后侧。在这些热气壁的后侧上可提供例如紊流器等冷却特征，但这些冷却特征必须由实心金属件铸造或铣削而成。这是极端费时的，并且使得热气壁的后侧上提供紊流器变得极其昂贵。这还限制了紊流器的安放和形状，并且现存的方案只是在顺序衬套的圆柱形部件上提供笔直的冷却肋。
技术实现思路
本专利技术被限定在现在应加以参考的附加的独立权利要求中。在从属权利要求中陈述了本专利技术的有利的特征。根据本专利技术的第一方面，提供了一种制造用于燃气涡轮的热气壁的方法，热气壁具有壁部件，壁部件具有前侧和后侧，壁部件暴露于前侧上的热流体，并且热气壁还包括紊流器结构，所述方法包括将紊流器结构通过铜焊或电阻焊而附连到壁部件上的步骤。利用这种方法可将先进的紊流器结构添加到甚至高度3D的形状上(其形状在三个维度上弯曲)，例如在圆柱形部件和涡轮接口之间的过渡区域。这同现有的解决方案相比改善了流通道中的对流冷却。改善的冷却容许减少冷却流体的消耗并且/或者改善部件的冷却，这均可导致涡轮效率的改善。利用这种方法，可在优化的冷却流攻角下添加紊流器结构，并且可将其局部性地添加在例如热点区域中。这也意味着可在不同的区域中添加具有不同参数(例如不同蜂巢高度)的紊流器结构，从而优化冷却。总之，该方法比现有方法更为灵活。现有部件的改装也是可行的。在一个实施例中，壁部件包括弯曲段，并且紊流器结构附连在壁部件的弯曲段上。在一个实施例中，弯曲段沿着纵向轴线指示的纵向方向而弯曲，并且在垂直于纵向轴线的平面中也弯曲。在一个实施例中，通过铜焊附连紊流器结构包括将铜箔放置在壁部件的后侧上，将紊流器结构放置在铜箔上，并进行铜焊，以便将紊流器结构附连到壁部件上的步骤。铜箔的使用容许不相似的材料附连到壁部件的后侧上。产生的部件还是可延展的，容许部件成为柔韧的。在一个实施例中，通过电阻焊附连紊流器结构包括将紊流器结构部件放置在壁部件的后侧上，并使电流穿过紊流器结构部件和壁部件，从而以电阻焊方式将紊流器结构部件焊接到壁部件上的步骤。根据本专利技术的第二方面，提供了一种冷却用于燃气涡轮的热气壁的方法，热气壁具有壁部件，壁部件具有前侧和后侧，壁部件暴露于前侧上的热流体，并且热气壁包括通过焊接或通过铜合金而附连到壁部件的后侧上的紊流器结构，所述方法包括沿着壁部件的后侧引导冷却流体的步骤。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于燃气涡轮的热气壁，热气壁具有壁部件，壁部件具有前侧和后侧，壁部件暴露于前侧上的热流体，并且热气壁还包括通过焊接或通过铜合金而附连到壁部件的后侧上的紊流器结构。在一个实施例中，壁部件包括弯曲段，并且紊流器结构附连在壁部件的弯曲段上。在一个实施例中，弯曲段沿着纵向轴线指示的纵向方向而弯曲，并且在垂直于纵向轴线的平面中也弯曲。在一个实施例中，紊流器结构以蜂巢或人字形型式进行设置。同例如线型等其它紊流器结构相比，人字形型式或蜂巢型式可提供更大的冷却流体停留时间和更大的表面面积，并因此增加了热传递。这些型式还可能由于肋而造成表面面积增加，还导致热传递增加。在一个实施例中，热气壁还包括冲击片，其设置为引导沿着壁部件的后侧的冷却流体流。这可沿着后壁引导冷却流体。在一个实施例中，紊流器结构包括彼此平行的第一组肋和彼此平行且不与第一组肋平行的第二组肋，其中紊流器结构经过定向，使得冷却流方向平行于第一组肋，或者使得冷却流方向相对于第一组肋和第二组肋处于相同的角度。这些冷却流方向可能意味着更大的冷却流体停留时间。根据本专利技术的第四方面，提供了一种燃气涡轮或燃气涡轮燃烧器，其包括上述的热气壁。根据本专利技术的第五方面，提供了一种热气壁电阻焊接装置，其用于制造如上所述的用于燃气涡轮的热气壁，热气壁电阻焊接装置包括用于包围紊流器结构部件的壳体、用于附连在壳体上的第一电极、用于附连在热气壁的前侧上的第二电极、以及附连在第一电极和第二电极上的电源，电源用于使电流穿过紊流器结构部件和壁部件，从而以电阻焊方式将紊流器结构部件焊接到壁部件上。这容许有一种极具成本效率且灵活的提供紊流器结构的方法。附图说明现在将参照附图仅通过示例描述本专利技术的一个实施例，其中：图1A显示了其中可实现本专利技术的燃气涡轮燃烧器的横截面图；图1B显示了沿着图1A的A-A得到的横截面图；图2显示了热气壁的部件在构造期间的透视图；图3A和3B显示了热气壁部件在制造步骤期间的横截面图；图4A显示了紊流器结构的六边形的透视图；图4B显示了紊流器结构的透视图；图5显示了紊流器结构的流型的透视图；图6A和6B显示了一种备选紊流器结构的透视图；图6C和6D显示了图6A的肋布置的备选方案的透视图；图7A显示了穿过紊流器结构的一部分的横截面图；图7B和7C显示了穿过图7A的紊流器结构的一部分的横截面图；且图7D显示了用于构建紊流器结构的装置的透视图。部件列表：10燃气涡轮燃烧器12热气壁13壁部件14前侧16后侧18弯曲段20铜箔/铜合金22蜂巢结构24六边形26，26A，26B，26C肋27接头28冷却流方向29线30冷却流线32紊流器条带40线材42壳体102冲击片104冷却孔106冷却流体流动108冷却通道118纵向燃烧器轴线。具体实施方式图1A显示了燃气涡轮燃烧器10。热气壁12具有壁部件13，其包括前侧14和后侧16以及弯曲段18。壁部件的前侧14暴露于热流体。在这个图中未显示热气壁12的其它特征。热气壁12的弯曲段18在两个不同的方向上弯曲；首先，其沿着纵向燃烧器轴线118所指示的纵向方向而弯曲，其次其在垂直于纵向燃烧器轴线的平面中弯曲，如图1B中所示。图中还显示了燃气涡轮燃烧器的某些附加特征，其包括具有冷却孔104的冲击片102和沿着冷却通道108的冷却流体流106(例如冷却空气)。图2显示了图1A的热气壁12的构件。铜箔20(铜片，也被称为铜带、铜膏剂或铜合金)放置在壁部件13(衬套壁)上，并且紊流器结构放置在铜箔20上，在这种情况下，紊流器结构是蜂巢结构22。图3A显示了在热气壁12的单独的构件已经放置在一起之后，并且在将单独的构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于燃气涡轮的热气壁(12)的方法，所述热气壁(12)具有壁部件(13)，所述壁部件(13)具有前侧(14)和后侧(16)，所述壁部件(13)暴露于所述前侧(14)上的热流体，并且所述热气壁(12)还包括紊流器结构(22,32)，所述方法包括将所述紊流器结构(22,32)通过铜焊或电阻焊而附连到所述壁部件(13)的后侧(16)上的步骤。

【技术特征摘要】
2015.01.15 EP 15151204.31.一种制造用于燃气涡轮的热气壁(12)的方法，所述热气壁(12)具有壁部件(13)，所
述壁部件(13)具有前侧(14)和后侧(16)，所述壁部件(13)暴露于所述前侧(14)上的热流
体，并且所述热气壁(12)还包括紊流器结构(22,32)，所述方法包括将所述紊流器结构(22,
32)通过铜焊或电阻焊而附连到所述壁部件(13)的后侧(16)上的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壁部件(13)包括弯曲段(18)，并且所
述紊流器结构(22,32)附连在所述壁部件(13)的弯曲段(18)上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述弯曲段(18)沿着纵向轴线(118)所指
示的纵向方向弯曲，并且在垂直于所述纵向轴线(118)的平面中也弯曲。
4.根据权利要求1至3中的任何权利要求所述的方法，其特征在于，通过铜焊附连所述
紊流器结构(22,32)包括如下步骤：
-将铜箔(20)放置在所述壁部件(13)的后侧(16)上，
-将紊流器结构(22,32)放置在所述铜箔(20)上，和
-进行铜焊，从而将所述紊流器结构(22,32)附连到所述壁部件(13)上。
5.根据权利要求1至3中的任何权利要求所述的方法，其特征在于，通过电阻焊附连所
述紊流器结构(22,32)包括如下步骤：
-将紊流器结构部件(26,32,40)放置在所述壁部件(13)的后侧上，和
-使电流穿过所述紊流器结构部件(26,32,40)和所述壁部件(13)，从而通过电阻焊而
将所述紊流器结构部件(26,32,40)焊接到所述壁部件(13)上。
6.一种冷却用于燃气涡轮的热气壁(12)的方法，所述热气壁(12)具有壁部件(13)，所
述壁部件(13)具有前侧(14)和后侧(16)，所述壁部件(13)暴露于所述前侧(14)上的热流
体，并且所述热气壁(12)包括通过铜焊或电阻焊而附连到所述壁部件(13)的后侧(16)上的
紊流器结构(22,32)，所述方法包括沿着所述壁部件(13)的后侧(16)引导冷却流体的步骤。
7.一种用于燃气涡轮的热气壁(12)，
-所述热气壁(12)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：MT莫勒，J德乔格，KK索博，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH