燃气涡轮机动叶片的后缘梢端部部分的冷却制造技术

本发明专利技术涉及一种用于燃气涡轮机的动叶片以及包含动叶片的涡轮机动叶片组件和燃气涡轮机。动叶片包括翼型件，翼型件具有翼型件梢端部以及压力侧和吸力侧，压力侧和吸力侧在前缘和后缘处汇合并限定翼型件腔。凹槽状叶顶布置在翼型件梢端部部分处。凹槽状叶顶包括吸力侧导轨和压力侧导轨，吸力侧导轨和压力侧导轨在凹槽状叶顶的后缘梢端部部分处汇合并因此限定凹槽状叶顶凹穴。凹槽状叶顶凹穴包括梢端部冷却孔，梢端部冷却孔将来自翼型件腔的冷却空气提供给凹槽状叶顶凹穴。凹槽状叶顶的后缘梢端部部分包括倒角和凹槽，倒角朝向翼型件的压力侧设置，凹槽在倒角与凹槽状叶顶凹穴之间延伸以将来自凹槽状叶顶凹穴的冷却空气提供给倒角。给倒角。给倒角。

【技术实现步骤摘要】
燃气涡轮机动叶片的后缘梢端部部分的冷却


[0001]本专利技术涉及燃气涡轮机，并且更具体地涉及用于对燃气涡轮机动叶片的后缘梢端部部分进行冷却的技术。

技术介绍

[0002]如图4和图7中所示，常规的燃气涡轮机动叶片1'包括相对于燃气涡轮机的旋转轴线从动叶片平台径向向外延伸的翼型件100。翼型件100具有在翼型件100的前缘106与后缘108之间延伸的压力侧102和吸力侧104。翼型件100还包括翼型件梢端部100a，翼型件梢端部100a设置在翼型件100的径向向外的端部处。翼型件梢端部100a面向设置在翼型件100的径向更向外的定子的表面，并且翼型件梢端部100a总体限定了通过燃气涡轮机的热气体或燃烧气体路径的外表面。翼型件梢端部100a所面向的定子的表面可以是壳体的内表面或涡轮机护罩的内表面，诸如此类等。
[0003]翼型件梢端部100a和所面向的定子表面间隔开安置，即，以非接触的方式安置。换言之，在翼型件100的翼型件梢端部100a与所面向的定子表面之间包括径向间隙或缝隙，以避免在燃气涡轮机操作时翼型件100的翼型件梢端部100a与所面向的定子表面之间碰撞或摩擦的机会。然而，流动通过热气体路径的部分热气体，即，燃烧产物，通过径向间隙泄漏，而不是流过涡轮机动叶片翼型件100，并且因此导致效率降低。
[0004]因此，期望翼型件100的翼型件梢端部100a与所面向的定子表面之间的径向间隙保持得尽可能小，以使热气体的泄漏最小化。
[0005]为了保持径向间隙较小，以及为了在燃气涡轮机操作期间，在翼型件100的翼型件梢端部100a与所面向的定子表面之间发生意外接触的情况下保护翼型件本体不受结构损坏，在燃气涡轮机的领域中众所周知的是，采用设置在翼型件100的翼型件梢端部100a处并且朝向所面向的定子表面径向向外延伸的凹槽状叶顶结构60。
[0006]凹槽状叶顶60通常成形为定位在翼型件梢端部100a的周缘处并沿着翼型件梢端部100a的周缘延伸的导轨，例如，凹槽状叶顶60可以具有吸力侧导轨64和压力侧导轨62，吸力侧导轨64定位于吸力侧104的在翼型件梢端部100a处的周缘处并沿着吸力侧104的在翼型件梢端部100a处的周缘延伸，压力侧导轨62定位于压力侧102的在翼型件梢端部100a处的周缘处并沿着压力侧102的在翼型件梢端部100a处的周缘延伸。凹槽状叶顶60的吸力侧导轨64和压力侧导轨62在凹槽状叶顶60的后缘梢端部部分70处汇合。
[0007]此后，凹槽状叶顶60浸浴在热的燃烧产物、即热气体中，期望对凹槽状叶顶60进行冷却、特别是在后缘梢端部部分70处对凹槽状叶顶60进行冷却。通常，冷却孔102h在后缘梢端部部分70附近安置在翼型件100的侧表面上，即，安置在翼型件100的压力侧102和/或吸力侧104处。然而，常规技术中已知的这种冷却技术并不能为动叶片1'的凹槽状叶顶60的后缘梢端部部分70提供有效的冷却。
[0008]因此，本专利技术的目的是提供一种用于对燃气涡轮机动叶片的凹槽状叶顶的后缘梢端部部分进行有效冷却的技术。

技术实现思路

[0009]通过根据本公开内容所附的独立权利要求的一种用于燃气涡轮机的动叶片来实现以上目的。还提出了一种用于包括上述动叶片的燃气涡轮机的动叶片组件，以及一种包括前述动叶片的燃气涡轮机。从属权利要求中提供了本技术的有利实施方式。独立权利要求的特征可以与依赖于独立权利要求的权利要求的特征相结合，而从属权利要求的特征可以彼此结合。
[0010]在本技术的第一方面，提出了一种用于燃气涡轮机、特别是用于燃气涡轮机的涡轮机部段的动叶片。动叶片——在下文中也被称为涡轮机动叶片——包括翼型件。翼型件具有翼型件梢端部。翼型件还包括压力侧和吸力侧，压力侧和吸力侧在前缘和后缘处汇合并且与翼型件梢端部一起限定内部空间。翼型件的内部空间也被称为翼型件腔。
[0011]动叶片还可以包括平台。翼型件可以从平台朝向动叶片的径向向外方向伸出，并且动叶片的根部可以从平台朝向相反的方向伸出，即，朝向动叶片的径向向内方向伸出。翼型件梢端部可以形成为在翼型件的前缘、后缘、压力侧与吸力侧之间延伸的壁。翼型件梢端部可以限定翼型件腔的径向向外的边界。翼型件腔可以存在于翼型件梢端部或壁与动叶片的平台之间。
[0012]翼型件的翼展方向或径向方向可以理解为在平台与翼型件梢端部之间延伸的方向。翼型件的翼弦方向可以理解为在翼型件的前缘与后缘之间延伸的方向。
[0013]动叶片还包括凹槽状叶顶。凹槽状叶顶布置在翼型件梢端部处，即，布置在翼型件梢端部的径向外表面上。换言之，凹槽状叶顶从翼型件梢端部沿翼型件的径向向外方向伸出。凹槽状叶顶设置在翼型件梢端部上。
[0014]凹槽状叶顶包括吸力侧导轨或边缘或突出部、压力侧导轨或边缘或突出部以及后缘梢端部部分或突出部。吸力侧导轨与翼型件的吸力侧对应，即，吸力侧导轨沿着翼型件的吸力侧设置或设置在翼型件的吸力侧处、或者沿着翼型件的吸力侧定位或定位在翼型件的吸力侧处。压力侧导轨与翼型件的压力侧对应，即，压力侧导轨沿着翼型件的压力侧设置或设置在翼型件的压力侧处、或者沿着翼型件的压力侧定位或定位在翼型件的压力侧处。后缘梢端部部分与翼型件的后缘对应，即，后缘梢端部部分沿着翼型件的后缘设置或设置在翼型件的后缘处、或者沿着翼型件的后缘定位或定位在翼型件的后缘处。
[0015]压力侧导轨和吸力侧导轨在后缘梢端部部分处汇合。换言之，压力侧导轨和吸力侧导轨彼此合并或整合成整体导轨或部分，以形成后缘梢端部部分。后缘梢端部部分可以理解为整体导轨或部分，压力侧导轨和吸力侧导轨一体地形成在该整体导轨或部分处。
[0016]凹槽状叶顶还可以包括前缘梢端部部分。压力侧导轨和吸力侧导轨可以在前缘梢端部部分处汇合，该前缘梢端部部分与翼型件的前缘对应，即，该前缘梢端部部分沿着翼型件的前缘设置或设置在翼型件的前缘处、或者沿着翼型件的前缘定位或定位在翼型件的前缘处。简言之，凹槽状叶顶可以包括：吸力侧导轨、压力侧导轨、后缘梢端部部分以及前缘梢端部部分。吸力侧导轨和压力侧导轨在与翼型件的后缘对应的后缘梢端部部分处汇合，并且在与翼型件的前缘对应的前缘梢端部部分处汇合。
[0017]压力侧导轨、吸力侧导轨、后缘梢端部部分和翼型件梢端部一起限定了设置在翼型件梢端部上方或翼型件梢端部上面或翼型件梢端部上——即，在径向向外的方向上——的凹槽状叶顶凹穴。
[0018]压力侧导轨、吸力侧导轨、后缘梢端部部分和翼型件梢端部可以一起限定设置在翼型件梢端部上方或翼型件梢端部上面或翼型件梢端部上的凹槽状叶顶凹穴。
[0019]简言之，凹槽状叶顶封围或环绕凹槽状叶顶凹穴。
[0020]在凹槽状叶顶凹穴处或在凹槽状叶顶凹穴中设置有至少一个梢端部冷却孔，并且至少一个梢端部冷却孔构造成将来自翼型件腔的冷却空气提供给凹槽状叶顶凹穴，即，换言之，至少一个梢端部冷却孔与翼型件腔流体连通。至少一个梢端部冷却孔的入口可以定位在翼型件腔处以从翼型件腔接收冷却空气，并且至少一个梢端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气涡轮机的动叶片，所述动叶片包括：
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翼型件，所述翼型件具有翼型件梢端部以及压力侧和吸力侧，所述压力侧和所述吸力侧在前缘和后缘处汇合并在所述翼型件中限定了翼型件腔；
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凹槽状叶顶，所述凹槽状叶顶布置在所述翼型件梢端部处，其中，所述凹槽状叶顶包括后缘梢端部部分以及压力侧导轨和吸力侧导轨，所述后缘梢端部部分设置在所述翼型件的所述后缘处，并且所述压力侧导轨和所述吸力侧导轨在所述后缘梢端部部分处汇合并在所述翼型件梢端部处限定了凹槽状叶顶凹穴；以及
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至少一个梢端部冷却孔，所述至少一个梢端部冷却孔设置在所述凹槽状叶顶凹穴处并构造成将来自所述翼型件腔的冷却空气提供给所述凹槽状叶顶凹穴；其中，所述凹槽状叶顶的所述后缘梢端部部分包括：
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倒角，所述倒角朝向所述翼型件的所述压力侧设置；以及
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凹槽，所述凹槽从所述凹槽状叶顶凹穴延伸至所述倒角并构造成将来自所述凹槽状叶顶凹穴的冷却空气提供给所述倒角。2.根据权利要求1所述的动叶片，其中，所述凹槽和/或所述倒角沿着所述翼型件的弧线纵向地延伸。3.根据权利要求1所述的动叶片，其中，所述倒角在所述倒角的凹槽侧处呈凹形形状；以及/或者其中，所述倒角在所述倒角的后缘侧处呈平坦形状或凸形形状。4.根据权利要求3所述的动叶片，其中，所述倒角的形状从所述倒角的所述凹槽侧处的凹形形状逐渐过渡到所述倒角的所述后缘侧处的平坦形状或凸形形状。5.根据权利要求1所述的动叶片，其中，所述后缘梢端部部分包括至少一个倒角冷却孔，所述倒角冷却孔设置在所述倒角处并构造成将来自所述翼型件腔的冷却空气提供给所述倒角。6.根据权利要求5所述的动叶片，其中，所述后缘梢端部部分包括彼此间隔开的多个倒角冷却孔；以及/或者其中，所述后缘梢端部部分包括以规则间隔布置的多个倒角冷却孔。7.根据权利要求1所述的动叶片，其中，所述凹槽的出口沿着所述翼型件的径向向外方向与所述倒角间隔开。8.根据权利要求1所述的动叶片，所述至少一个梢端部冷却孔包括与所述凹槽的入口相邻设置的第一梢端部冷却孔。9.根据权利要求1所述的动叶片，其中，所述倒角的长度大于或等于所述翼型件的翼弦长度的0.01倍并且小于或等于所述翼型件的所述翼弦长度的0...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格，
申请(专利权)人：斗山重工业建设有限公司，
类型：发明
国别省市：