本發(fā)明涉及一種葉片；具體地，本發(fā)明涉及一種燃氣輪機的葉片；該葉片是位于燃氣輪機的下游部分的長葉片，例如該葉片是燃氣輪機的最后一級的葉片。

背景技術：

燃氣輪機具有用于將空氣壓縮的壓縮機、用于使燃料與壓縮空氣共同燃燒從而產(chǎn)生熱氣體的燃燒室、用于使該熱氣體膨脹的渦輪。

渦輪通常具有多于一個的級，各級包括靜止翼葉和旋轉(zhuǎn)葉片；更靠近燃燒室的上游級具有短葉片，而位于燃氣輪機的更下游位置的葉片具有長葉片（這些葉片可以長達1米或甚至更多）。

長葉片具有連接到轉(zhuǎn)子的根部、限定熱氣體路徑的平臺、和浸沒于通過熱氣體路徑的熱氣體中的翼型部。

為了能夠經(jīng)受高要求的工況，葉片具備使冷卻空氣通過的冷卻通道。

傳統(tǒng)地，冷卻通道是由具有在根部處的進口和在葉片尖端處的出口的徑向通道所限定。

這些傳統(tǒng)的葉片具有一些缺點。

實際上，具有在根部處的進口和在葉片尖端處的出口的冷卻通道的徑向構造導致泵送效應并且將冷卻空氣壓縮（即，冷卻通道限定用于冷卻空氣的離心式壓縮機）；該泵送效應的結果是用于壓縮而不是用于提供在燃氣輪機軸處的有用功的能量消耗。例如，由于泵送效應所消耗能量的量可以高達1 MW或更多。

另外，因為更靠近平臺的翼型部分是被相比更靠近葉尖的翼型部分更冷的空氣所冷卻，所以在葉片內(nèi)部（具體地在翼型部中）產(chǎn)生了應力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面包括提供一種導致相比傳統(tǒng)葉片減少的用于泵送效應的能耗的葉片。

本發(fā)明的另一方面包括提供一種具有相比傳統(tǒng)葉片減小的由于經(jīng)過葉片的溫差所產(chǎn)生的應力的葉片。

本發(fā)明的這些和其它方面是通過提供根據(jù)所附權利要求的葉片而實現(xiàn)。

附圖說明

基于通過附圖中的非限制性實例所說明的關于葉片的優(yōu)選但非排他性實施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將更加顯而易見，在附圖中：

圖1至圖3示出了在本發(fā)明的一個實施例中的葉片的實例；

圖4和圖5示出了圖1和圖2的放大部分；

圖6至圖11示出了散熱片的不同構造；

圖12至圖14示出了該葉片的不同實施例。

具體實施方式

參考附圖，這些附圖示出了燃氣輪機的葉片1。葉片1包括根部2、平臺3和翼型部4。葉片1具有冷卻通道5，該冷卻通道5具有位于根部或平臺處的進口6及一個或多個出口7。

出口7有利地位于平臺3處。

例如，冷卻通道5可以具有U形狀。該冷卻通道可以具有限定進口6的一個開放端部和被平板25所封閉的其它端部，同時出口8被限定在平臺3處。當然，不同的實施例是可行的，例如冷卻通道可以只具有限定進口6的一個開放端。

平臺3具有一個或多個孔8；這些孔8連接到冷卻通道5的出口7并且在平臺3的一側(cè)上開口。

具體地，翼型部4限定壓力側(cè)4a和吸力側(cè)4b，并且平臺3具有面向由翼型部4所限定的壓力側(cè)4a的平臺壓力側(cè)3a、和面向由翼型部所限定的吸力側(cè)4b的吸力側(cè)3b?？?在平臺壓力側(cè)3a上開口。

出口7相比翼型部4的后緣14更靠近前緣13。

平臺壓力側(cè)3a和平臺吸力側(cè)3b具有用于密封件（該密封件未圖示）的基座15，但通常它們是由插入相鄰葉片1的平臺壓力側(cè)3a和平臺吸力側(cè)3b的基座15中的金屬棒所限定。

孔8在位于翼型部4與基座15之間的平臺3（即，在平臺壓力側(cè)3a）的區(qū)域17中開口。

葉片1優(yōu)選地還包括在翼型部4的冷卻通道5與尖端19之間的一個或多個第二孔18；這些第二孔18是用于使尖端19冷卻。

為了加強冷卻，冷卻通道5可以具有散熱片20；散熱片20在冷卻通道5中突出。散熱片的不同構造是可能的，例如圖6-圖11示出了散熱片20的不同的可能構造。

冷卻通道5的進口6可以具有部分地阻礙冷卻通道5的突出部22。突出部22防止或阻礙在冷卻通道5的進口6處形成冷卻空氣的再循環(huán)區(qū)，因此減小壓力損失。

在不同的實施例中（圖12），葉片1可以具有在翼型部縱向長度上部分地延伸的冷卻通道5。圖12示出了葉片1的縱向軸線L，并且示出了冷卻通道5在縱向軸線L的方向上僅部分地延伸經(jīng)過葉片1的翼型部4。

在另一個實施例中（圖13），冷卻通道5可以具有一個或多個限流件23。限流件23可以使不同量的冷卻空氣通過翼型部4的不同部分。

優(yōu)選地，冷卻通道5具有連接到進口6的第一路徑5a、和連接到出口7的第二路徑5b；第一路徑5a與第二路徑5b在其端部（即，在葉尖處）連接。限流件23被限定在第二路徑5b中。

在又一個實施例中（圖13和圖14），提供將第一路徑5a連接到第二路徑5b的中間通道24。

葉片1是長葉片，例如燃氣輪機的下游級的葉片；葉片的縱向長度（即，沿軸線L的長度）可以具有例如至少60厘米、優(yōu)選地至少75厘米、更優(yōu)選地在90-120厘米之間的大小。

基于所描述和說明的內(nèi)容，葉片1的運行是顯而易見的并且基本上是下面的描述。

在運行期間，葉片1旋轉(zhuǎn)浸沒于熱氣體中。

冷卻空氣 F1（例如，從壓縮機中吸出）被提供至葉片與轉(zhuǎn)子R之間，并且進入冷卻通道5（箭頭F2）；當進入冷卻通道5時，突出部22有助于減小壓力損失。

因此，冷卻空氣通過冷卻通道5的第一路徑5a，從而使翼型部冷卻（箭頭F3）。一些冷卻空氣（冷卻空氣的減小部分）通過第二孔18并且使葉尖19冷卻。

因此，冷卻空氣通過冷卻通道5的第二路徑5b（箭頭F4）而到達出口7。冷卻空氣被從出口7中被排放到冷卻通道5的外部。

當通過第一路徑5a時，冷卻空氣被壓縮（泵送效應），并且消耗能量；相反，當通過第二路徑5b時，使冷卻空氣發(fā)生膨脹，并且提供能量。因此，因為進口6是在根部2處或在平臺3處并且出口7是在平臺3處，所以經(jīng)過冷卻通道5的冷卻空氣通道大體上是中性的，即，整體上不存在由于泵送效應（即，通過冷卻通道5的冷卻空氣的壓縮）所導致的顯著能耗，因為進口6和出口7關于轉(zhuǎn)子R處在相同的徑向位置或者處在接近的徑向位置，因而不會產(chǎn)生顯著的泵送效應。

在進入孔8并經(jīng)過冷卻通道5的出口7之后，冷卻空氣通過孔8并且使平臺3（具體地，平臺的面向翼型部4的壓力側(cè)4a的部分；箭頭F5）冷卻。然后將冷卻空氣從孔8中排出，因為冷卻空氣在被容納于基座15中的密封件與翼型部4中間被排出，所以冷卻空氣在相鄰葉片的平臺上方移動并且使平臺的面向相鄰葉片1的翼型部4b的吸力側(cè)的部分冷卻（箭頭F6）。

當提供限流件23時，限流件23可以限制通過它的冷卻空氣的量。圖13示出了其中同時提供限流件23和中間通道24的一個實例；在這種情況下，可以根據(jù)冷卻需求來優(yōu)化通過冷卻通道5的不同部分的冷卻空氣的量。

當然，所描述的特征可相互獨立地提供。

附圖標記

1 葉片

2 根部

3 平臺

3a 平臺壓力側(cè)

3b 平臺吸力側(cè)

4 翼型部

4a 壓力側(cè)

4b 吸力側(cè)

5 冷卻通道

5a 第一路徑

5b 第二路徑

6 進口

7 出口

8 孔

13 前緣

14 后緣

15 基座

17 區(qū)域

18 第二孔

19 葉尖

20 散熱片

22 突出部

23 限流件

24 中間通道

L 縱向軸線

F1、F2、F3、F4、F5、F6 冷卻空氣