[发明专利]膜冷却燃气轮机部件

权利要求书

1.一种用于燃气轮机的膜冷却燃气轮机部件(8)，所述燃气轮机部件(8)具有表面(38)，所述表面(38)能够暴露于热气体(39)并且多个膜冷却开口(36)在所述表面(38)中打开，所述膜冷却开口能够在横断所述热气体(39)的流动方向(52)的方向上组成至少一排(30、34)，

其中所述膜冷却开口(36)中的每一个沿着其通流方向具有管道部分(48)和紧挨着所述管道部分(48)的散流器部分(46)，所述散流器部分包括上游散流器边缘(40)、两个散流器纵向边缘(42)以及下游散流器边缘(44)，其中每个散流器纵向边缘(42)与所述下游散流器边缘(44)在角部区域(54)处相交；

其特征在于，相应排(30、34)的至少两个紧邻的膜冷却开口(36)被设计成使得：相应管道部分(48)的管道轴线(50)相对于所述热气体(39)的局部流动方向(52)侧向地倾斜，并且所述膜冷却开口的散流器部分(46)分别相对于所述管道轴线(50)的延长线形成为非对称，使得当在所述热气体(39)的流动方向(52)上观察时，相应膜冷却开口(36)的紧邻的角部区域(54)对准或重叠，而相应散流器部分(46)彼此不接触。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机部件(8)，其中所有膜冷却开口(36)被设计成使得：相应管道部分(48)的管道轴线(50)相对于所述热气体(39)的局部流动方向(52)侧向地倾斜，并且所述膜冷却开口的散流器部分(46)分别相对于所述管道轴线(50)的延长线形成为非对称，使得当在所述热气体(39)的流动方向(52)上观察时，相应膜冷却开口(36)的紧邻的角部区域(54)对准或重叠，而相应散流器部分(46)彼此不接触。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机部件(8)，其中，相应散流器部分(46)等同于半截棱锥形状的散流器体积的印记，所述散流器体积围绕所述管道轴线(50)旋转旋转角(γ)以形成非对称性。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机部件(8)，其中，所述旋转角(γ)为近似15°。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃气轮机部件(8)，其中，相应散流器部分(46)的上游散流器边缘(40)、一个或两个纵向边缘(42)和/或下游散流器边缘(44)基本上是直线状的。

6.根据权利要求4所述的燃气轮机部件(8)，其中，相应散流器部分(46)的下游散流器边缘(44)与局部热气流方向围成不同于90°的角度(α)。

7.根据权利要求1-4和6中任一项所述的燃气轮机部件(8)，其中，相对于所述热气体(39)的整体流动方向(52)，相应管道轴线(50)倾斜近似50°的倾斜角(β)。

8.根据权利要求1-4和6中任一项所述的燃气轮机部件(8)，其中，所述燃气轮机部件(8)被设计为受冷却的涡轮转子叶片(10)，所述涡轮转子叶片(10)具有空气动力学轮廓的叶片翼型(16)，所述叶片翼型(16)包括吸力侧壁(22)和压力侧壁(24)，所述吸力侧壁(22)和所述压力侧壁(24)关于所述叶片翼型(16)的轮廓弦从所述叶片翼型(16)的前缘(18)延伸到所述叶片翼型(16)的后缘(20)，并且关于径向方向从毂侧端(17)延伸到自由终止的叶片翼型顶端(32)，其中，在所述叶片翼型顶端(32)上，至少在压力侧上设置有摩擦边缘(62)，其中至少一排的膜冷却开口(36)沿着所述轮廓弦以距所述摩擦边缘(62)近似恒定的距离分布在压力侧，以用于所述摩擦边缘(62)的冷却。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机部件(8)，其中，随着距所述后缘(20)的距离的减小，两个紧邻的膜冷却开口(36)之间的间距(A)增加。

10.根据权利要求8所述的燃气轮机部件(8)，其中，随着距所述后缘(20)的距离的减小，所述管道轴线(50)相对于所述后缘(20)的倾斜程度一直增加。