发明专利技术涉及用于燃气涡轮(100)的涡轮叶片(120，130)，包括紧固区域(160)和平台区域(158)，平台区域邻接紧固区域并包括其上设置有具有异形截面且具有压力侧壁(148)和抽吸侧壁(150)的叶片翼型的平台(162)，其中压力侧壁(148)和/或抽吸侧壁(150)的各外侧面经由外倒圆部(166)过渡到平台表面内。涡轮叶片还包括布置在叶片翼型中并延伸到平台区域(158)内并在其中设置有将压力侧壁(148)连接至抽吸侧壁(150)的至少一个肋(154)的至少一个腔，所述肋沿叶片翼型的纵向延伸以将腔细分。使用技术简单手段使涡轮叶片具有较大使用寿命。这通过至少一个狭槽(168)被引入平台区域(158)中的肋(154)内来实现，所述肋穿过肋(154)并且在纵向方向上布置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮叶片
专利技术涉及用于燃气涡轮的涡轮叶片，包括：紧固区域和平台区域，平台区域邻接于紧固区域并且包括平台，具有异形截面且具有压力侧壁和抽吸侧壁的叶片翼型(airfoil)设置于平台上，其中压力侧壁和/或抽吸侧壁的外侧面各经由外倒圆部(roundedsection)会合到平台表面内，并且包括至少一个腔，其布置在叶片翼型中并延伸到平台区域内并且在其中设置有将压力侧壁连接至抽吸侧壁的至少一个肋，所述肋沿着叶片翼型的纵向方向延伸，将腔细分。
技术介绍
上面提到的类型的涡轮叶片被用在用以将热气流的能量转换成转动能量的燃气涡轮中。它们典型地具有由用于引导冷却空气的腔穿通的叶片翼型，其中腔以沿着纵向方向、即从平台远到叶片顶部的通道的方式延伸，并且通过肋彼此分开。肋因此从压力侧壁延伸至抽吸侧壁。铸造涡轮叶片常常在叶片翼型与平台表面之间具有过渡区域，其借助于像中空喉部一样的倒圆部分将该区域中的压力侧壁和叶片侧壁加厚。在过渡区域中因此有材料的积聚，这也伴随着由叶片翼型的刚度上的跨阶。叶片翼型因此在平台的区域中比在叶片顶部的区域中刚硬。然而因此在平台的区域中特别地由肋引入的温度梯度引起了高的热应力，这限制了涡轮叶片的使用寿命并增加了在维护上的支出。迄今为止用于此的解决途径存在于增强平台的区域中的绝热涂层中，但这增加了用于生产的技术支出并因此增加了成本。可替代地，已提出针对由肋进行的腔的细分安排成不延伸远到平台区域，抑或例如WO2009/106462A1中所提出的提供在该区域中的肋中的大的开口。然而，这仅仅将问题转移到其他区域上或者使得叶片内的冷却空气的引导性较差。
技术实现思路
因此专利技术的目的是指定一种借助于技术上简单的措施展现出较高使用寿命的在开头提到的类型的涡轮叶片。根据专利技术，该目的通过至少一个狭槽被引入平台区域中的肋内来实现，狭槽穿过肋并且在纵向方向上布置。专利技术基于如下想法：为了冷却空气的良好的引导性，应该提供涡轮叶片的平台区域中的没有大中断或缩短的肋。然而，该区域中的刚度应该被降低并且在这里发生的热梯度应该被去耦。这通过被引入肋内的、与热梯度成直角(即大致平行于压力侧壁和抽吸侧壁延伸)的狭槽是可能的。狭槽准许不同的热膨胀并且使具有不同热负载的单独区域去耦。在有利的细化中，穿过肋并且在纵向方向上布置的多个平行狭槽被引入平台区域中的所述肋内。以该方式，刚度仍然被进一步降低并且热去耦被进一步加剧。另外，这准许了狭槽几何形状的对实际发生的应力负载的改进的适应性。对燃气涡轮的操作中发生的应力负载的进一步适应性产生于有利地从中央开始在压力侧壁与抽吸侧壁之间减小的狭槽的长度。结果是在涡轮叶片的中央的刚度上的更强烈的降低。在附加或可替代的有利的细化中，穿过肋的横向槽被布置在各个狭槽的长边端部上。与主狭槽一起形成T形状的这样的横向狭槽可以同样在关于热去耦的具体叶片几何形状上是有利的。借助于这样的布置，在某些情况下也可以省却多个平行狭槽的引入。在有利的细化中，各个狭槽穿过肋的面对着紧固区域的端部边缘、即狭槽被从端部边缘开始引入。结果形成端部边缘的梳状的中断，这产生了在刚度上的期望的降低。这里，端部边缘有利地被布置在平台区域与紧固区域之间。因此，平台区域中的单独冷却空气通道的仍然比较良好的细分是可能的。用于涡轮的定子或转子有利地包括这样的涡轮叶片作为引导导叶或转子叶片。涡轮有利地包括这样的定子和/或转子。有利地，涡轮被设计为燃气涡轮。正是在燃气涡轮中热和机械负载特别高，使得所描述的涡轮叶片的配置提供了关于冷却并因此也是关于效率的特殊优点。发电厂有利地包括这样的涡轮。通过使用专利技术实现的优点特别地存在于如下事实中：作为在平台区域中在涡轮叶片的冷却通道划界的通道内引入的狭槽的结果，实现了刚度上的降低和热梯度的去耦。因此，热负载被降低，使得涡轮叶片中的应力负载整体上变低。这增加了使用寿命并且导致较低磨损和在维护上的降低的支出。同时，该措施要求比较少量的技术支出并且准许前述优点的经济实现。附图说明将通过使用附图更详细地说明专利技术的示例性实施例，其中：图1示出通过燃气涡轮的局部纵向截面，图2示出转子叶片的轮廓，图3示出通过转子叶片的纵向截面，图4示出具有狭槽的肋，狭槽有着横向狭槽，和图5示出具有多个平行狭槽的肋。相同部件在所有附图中设置有相同标号。具体实施方式图1示出在纵向局部截面中的涡轮100、这里是燃气涡轮。涡轮100是将流动的流体(液体或气体)的内部能量(焓)转换成转动能量并最终转换成机械驱动能量的流体机器。燃气涡轮100在内部具有被安装成使得它可以围绕转动轴线102(轴向方向)转动的转子103，其也被命名为涡轮转子。沿着转子103，进气壳体104、压气机105、环面型(torus-like)燃烧室110、特别是具有多个同轴布置的燃烧器107的环形燃烧室106、涡轮108和排气壳体109依次设置。环形燃烧室106与环状热气通道111连通。在那里，例如，一个接着一个连接的四个涡轮级112形成涡轮108。各涡轮级112由叶片的两个环形成。当在工作介质113的流动的方向上观察时，一排引导导叶115在热气通道111中跟着是由转子叶片120形成的排125。叶片120、130被以稍微弯曲的方式形成轮廓，类似于航空器机翼。引导导叶130在这里被固定至定子143，而排125的转子叶片120借助于涡轮盘133被装配至转子103。转子叶片120因此构成转子103的部件。发电机或工作机器(未图示)被联接至转子103。在燃气涡轮100的操作期间，空气135通过压气机105被吸入通过进气壳体104并且被压缩。在压气机105的涡轮侧端部所提供的压缩气体被带到燃烧器107并且在那里与燃烧剂混合。混合物接着在燃烧室110中燃烧，形成工作介质113。来自所述燃烧室的工作介质113经过引导导叶130和转子叶片120沿着热气通道111流动。内部能量的一部分由可能围绕涡轮叶片120、130的最大程度无涡流的层流提取，并且被转移至涡轮108的转子叶片120。经由后者，转子103于是开始转动，作为其结果首先压气机105被驱动。可用的动力被输出至未图示的工作机器。在燃气涡轮100的操作期间，暴露于热工作介质113的组成部件经受热负载。第一涡轮级112的引导导叶130和转子叶片120当在工作介质113的流动的方向上看时是除了给环形燃烧室106安里衬的热屏蔽块以外的最大承受热负载的那些组成部件。高负载使得极高耐用性的材料有必要。涡轮叶片120、130因此由钛合金、镍超合金或者钨钼合金制造。对于对温度和诸如例如“麻点腐蚀”(pittingcorrosion)等的侵蚀的较高抵抗力，叶片由抵抗腐蚀的涂层(MCrAlX；M＝Fe、Co、Ni、稀土)和抵抗热的涂层(绝热层，例如ZrO2、Y2O4-ZrO2)保护。用于热屏蔽的涂层被称作热障涂层或者简称为TBC。使叶片更加耐热的进一步措施存在于复杂的冷却通道系统中。该技术被应用在引导导叶和转子叶片120、130两者中。各引导导叶130具有面对着涡轮108的内部壳体138并且也被命名为平台的引导导叶根部(这里未图示)，和位于与引导导叶根部相反位置处的引导导叶头部。引导导叶头部面对转子103并且被固定至定子143的密封环140。各密封环140将转子10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于燃气涡轮(100)的涡轮叶片(120，130)，包括：紧固区域(160)和平台区域(158)，所述平台区域邻接于所述紧固区域并且包括平台(162)，具有异形截面且具有压力侧壁(148)和抽吸侧壁(150)的叶片翼型设置于所述平台上，其中所述压力侧壁(148)和/或所述抽吸侧壁(150)的外侧面各经由外倒圆部(166)会合到平台表面内，包括至少一个腔，所述至少一个腔布置在所述叶片翼型中并延伸到所述平台区域(158)内并且在其中设置有将所述压力侧壁(148)连接至所述抽吸侧壁(150)的至少一个肋(154)，所述肋沿着所述叶片翼型的纵向方向延伸，将所述腔细分，其中至少一个狭槽(168)被引入所述平台区域(158)中的所述肋(154)内，所述至少一个狭槽穿过所述肋(154)并且在所述纵向方向上布置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.21 EP 13189518.71.一种用于燃气涡轮(100)的涡轮叶片(120，130)，包括：紧固区域(160)和平台区域(158)，所述平台区域邻接于所述紧固区域并且包括平台(162)，具有异形截面且具有压力侧壁(148)和抽吸侧壁(150)的叶片翼型设置于所述平台上，其中所述压力侧壁(148)和/或所述抽吸侧壁(150)的外侧面各经由外倒圆部(166)会合到平台表面内，包括至少一个腔，所述至少一个腔布置在所述叶片翼型中并延伸到所述平台区域(158)内并且在其中设置有将所述压力侧壁(148)连接至所述抽吸侧壁(150)的至少一个肋(154)，所述肋沿着所述叶片翼型的纵向方向延伸，将所述腔细分，其中至少一个狭槽(168)被引入所述平台区域(158)中的所述肋(154)内，所述至少一个狭槽穿过所述肋(154)并且在所述纵向方向上布置。2.如权利要求1所述的涡轮叶片(120，130)，其中穿过所述肋(154)并且在所述纵向方向上布置的多个平行狭槽(168)被引入所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·阿玛德，C·门克，R·拉杜洛维克，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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