用于轮空间吹扫空气的控制的涡轮叶片制造技术

本发明专利技术的实施例大体上涉及旋转机器，并且更具体地涉及燃气轮机中的轮空间吹扫空气的控制。在一个实施例中，本发明专利技术提供了一种涡轮叶片(40)，包括：平台(42)部分；从平台(42)部分沿径向向外延伸的翼型件(50)；从平台(42)部分沿轴向延伸的平台唇部(44)；以及沿平台唇部(44)的表面设置的多个空隙(110)。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术的实施例大体上涉及旋转机器，并且更具体地涉及燃气轮机中的轮空间吹扫空气的控制。

技术介绍

如本领域中已知那样，燃气轮机采用转子组件的轮/盘上的成排的叶片，其在定子/喷嘴组件上与成排的静止导叶交错。这些交错排沿转子和定子轴向地延伸，且在燃烧气体流过其间时允许燃烧气体转动转子。
旋转叶片与静止喷嘴之间的界面处的轴向/径向开口可允许热燃烧气体流出热气体通路，且沿径向进入叶片排之间的介入的轮空间中。为了限制热气体的这样侵入，叶片结构典型地使用沿轴向突出的天使翼(angelwing)，其与从相邻定子或喷嘴沿轴向延伸的阻挡部件协作。这些天使翼和阻挡部件重叠，但不接触，且用于限制热气体侵入轮空间中。
此外，冷空气或\吹扫空气\常常引入叶片排之间的轮空间中。该吹扫空气用于冷却轮空间内的构件和空间，以及叶片的径向内侧的其它区域，且提供冷却空气的逆流来进一步限制热气体侵入轮空间中。因此，天使翼密封件进一步设计成限制吹扫空气散逸到热气体流动通路中。
然而，大多数燃气轮机呈现出大量吹扫空气散逸到热气体流动通路中。例如，在第一和第二级轮空间处散逸的该吹扫空气可在0.1%到3.0%之间。较冷的吹扫空气与热气体流动通路的随后混合导致较大的混合损失，不但因为温差，而且因为吹扫空气和热气体的流动方向或旋流(swirl)的差异。

技术实现思路

在一个实施例中，本专利技术提供了一种涡轮叶片，包括：平台部分；从平台部分沿径向向外延伸的翼型件；从平台部分沿轴向延伸的平台唇部；以及沿平台唇部的表面设置的多个空隙。/>在另一个实施例中，本专利技术提供了一种涡轮叶片，包括：平台部分；从平台部分沿径向向外延伸的翼型件；从平台部分沿轴向延伸的平台唇部；以及沿平台唇部的表面设置的多个空隙，多个空隙中的每一个均沿径向延伸穿过平台唇部的本体。
本专利技术的第一技术方案提供了一种涡轮叶片，包括：平台部分；从平台部分沿径向向外延伸的翼型件；从平台部分沿轴向延伸的平台唇部；以及沿平台唇部的表面设置的多个空隙。
本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，还包括：从平台部分沿径向向内延伸的柄部分；以及从柄部分的面沿轴向延伸的至少一个天使翼。
本专利技术的第三技术方案是在第二技术方案中，在操作状态中，多个空隙适于改变平台唇部与至少一个天使翼之间的吹扫空气的旋流速度。
本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，多个空隙沿平台唇部的远端设置。
本专利技术的第五技术方案是在第四技术方案中，平台唇部的远端是朝翼型件成角的。
本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，多个空隙中的至少一个是沿轴向成角的。
本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，多个空隙沿平台唇部的表面非均匀地设置。
本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，多个空隙集中在更靠近翼型件的前面。
本专利技术的第九技术方案是在第一技术方案中，多个空隙集中在更靠近翼型件的后面。
本专利技术的第十技术方案是在第一技术方案中，多个空隙中的每一个均具有矩形的截面形状。
本专利技术的第十一技术方案是在第一技术方案中，多个空隙中的每一个均具有梯形截面形状。
本专利技术的第十二技术方案提供了一种涡轮叶片，包括：平台部分；从平台部分沿径向向外延伸的翼型件；从平台部分沿轴向延伸的平台唇部；以及沿平台唇部的表面设置的多个空隙，多个空隙中的每一个均沿径向延伸穿过平台唇部的本体。
本专利技术的第十三技术方案是在第十二技术方案中，还包括：从平台部分沿径向向内延伸的柄部分；以及从柄部分的面沿轴向延伸的至少一个天使翼。
本专利技术的第十四技术方案是在第十三技术方案中，在操作状态中，多个空隙适于改变平台唇部与至少一个天使翼之间的吹扫空气的旋流速度。
本专利技术的第十五技术方案是在第十二技术方案中，多个空隙沿平台唇部的长度非均匀地设置。
本专利技术的第十六技术方案是在第十五技术方案中，多个空隙集中在更靠近翼型件的前面。
本专利技术的第十七技术方案是在第十五技术方案中，多个空隙集中在更靠近翼型件的后面。
本专利技术的第十八技术方案是在第十二技术方案中，多个空隙中的每一个为矩形截面形状。
本专利技术的第十九技术方案是在第十二技术方案中，多个空隙中的每一个为卵形截面形状。
本专利技术的第二十技术方案是在第十二技术方案中，多个空隙包括不同大小的空隙。
附图说明
本专利技术的这些及其它特征将从下面结合描绘本专利技术的各种实施例的附图的本专利技术的各种方面的详细描述中更容易理解，在附图中：
图1示出了已知涡轮的一部分的示意性截面视图；
图2示出了已知涡轮叶片的透视图；
图3示出了根据本专利技术的实施例的涡轮叶片的一部分的截面侧视图；
图4示出了图3的涡轮叶片的一部分的透视图；
图5示出了根据本专利技术的另一个实施例的涡轮叶片的一部分的透视图；
图6示出了根据本专利技术的又一个实施例的涡轮叶片的一部分的透视图；
图7-13示出了根据本专利技术的又一些实施例的涡轮叶片的透视图；
图14示出了关于典型涡轮叶片的吹扫空气流的示意图；
图15示出了关于根据本专利技术的实施例的涡轮叶片的吹扫空气流的示意图；
图16示出了根据本专利技术的实施例的末级涡轮叶片和扩散器的示意图；
图17示出了对于已知涡轮和根据本专利技术的实施例的涡轮的扩散器入口平面处的旋流尖峰轮廓的图表；
图18示出了对于已知涡轮和根据本专利技术的实施例的涡轮的扩散器入口平面处的总压力尖峰的图表；以及
图19示出了根据本专利技术的实施例的汽轮机叶片的示意性截面侧视图。
应注意本专利技术的附图并未按比例绘制。附图旨在仅绘出本专利技术的典型方面，且因此不应当看作是限制本专利技术的范围。在附图中，相似的标号表示附图间的相似元件。
零件列表10燃气轮机
20第一级喷嘴
22第二级喷嘴
26轮空间
28流动通路
30喷嘴表面
32阻挡部件
40后级叶片(LSB)
42平台
44平台唇部
45弓形面
46本体
48远端
50翼型件
52前缘
54后缘
60柄部分
62面
70天使翼
72天使翼密封件
74天使翼密封件
80吹扫空气
82区域
83区域
95热气体
110空隙
195热气体
210空隙
310空隙
410空隙
510空隙
610矩形空隙
710偏菱形空隙
850扩散器
860扩散器入口平面
870支柱
910空隙
940汽轮机叶片
944平台唇部
950翼型件
960柄
990盘。
具体实施方式
现在转到附图，图1示出了包括设置在第一级喷嘴20与第二级喷嘴22之间的叶片40的燃气轮机10的一部分的示意性截面视图。如本领域的技术人员将认识到那样，叶片40从沿轴向延伸的转子(未示出)沿径向向外延伸。叶片40包括基本平坦的平台42、从平台42沿径向向外延伸的翼型件，以及从平台42沿径向向内延伸的柄部分60。
柄部分60包括朝第一级喷嘴20沿轴向向外延伸的一对天使翼密封件70,72，以及朝第二级喷嘴22沿轴向向外延伸的天使翼密封件74。应当理解的是，不同数目和布置的天使翼密封件是可能的，且在本专利技术的范围内。本文所述的天使翼密封件的数目和布置仅通过图示的目的来提供。
如图1中可见，喷嘴表面30和阻挡部件32从第一级喷嘴20沿轴向延伸，且分别从天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮叶片(40)，包括：平台(42)部分；从所述平台(42)部分沿径向向外延伸的翼型件(50)；从所述平台(42)部分沿轴向延伸的平台唇部(44)；以及沿所述平台唇部(44)的表面设置的多个空隙(110)。

【技术特征摘要】
2015.01.22 US 14/6033211.一种涡轮叶片(40)，包括：
平台(42)部分；
从所述平台(42)部分沿径向向外延伸的翼型件(50)；
从所述平台(42)部分沿轴向延伸的平台唇部(44)；以及
沿所述平台唇部(44)的表面设置的多个空隙(110)。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，还包括：
从所述平台(42)部分沿径向向内延伸的柄部分(60)；以及
从所述柄部分(60)的面(62)沿轴向延伸的至少一个天使翼(70)。
3.根据权利要求2所述的涡轮叶片，其特征在于，在操作状态中，所述多个空隙(110)适于改变所述平台唇部(44)与所述至少一个天使翼(70)之间的吹扫空气(80)的旋流速度。
4.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：R舒罕，SK鲍米克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US