[发明专利]叶片、透平和燃气轮机

说明书

本发明公开了一种叶片、透平和燃气轮机，所述叶片具有沿其弦向方向上布置的前缘、叶身和尾缘，所述叶片具有沿其高度方向相对布置的叶顶和叶底，所述前缘沿所述叶片的高度方向上排布有多个第一叉型气膜孔，每个所述第一叉型气膜孔均包括第一流道和多个第一叉道，所述叶身内设有冷却工质腔，所述第一流道的一端与所述冷却工质腔连通，所述第一流道的另一端与多个所述叉道连通。本发明的叶片的冷却效果好且可靠性高。

技术领域

本发明涉及燃气轮机的技术领域，具体地，涉及一种叶片、透平和燃气轮机。

背景技术

燃气轮机与蒸汽轮机相比具有体积小、重量轻、启动快等一系列优势，在航空、船舶、电力等国民经济支柱产业中扮演着重要角色。燃气轮机主要包括：压气机、燃烧室和透平三个主要部件。

在燃气轮机的实际工作过程中，提升透平燃气进口温度是提高燃气轮机效率的有效手段，而目前燃气轮机透平燃气进口温度已经超过了叶片的熔点，这给叶片的设计带来了严峻的挑战。相关技术中，为提高叶片的安全性，通常会在叶片上涂覆耐高温的热障涂层或者选择耐高温的金属材料，但是金属耐受温度的提高速度，远远低于透平燃气进口温度的提高速度，因此需要采用冷却技术来降低叶片温度。但是相关技术中的叶片的冷却效果不佳，安全性较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种冷却效果好且可靠性高的叶片。

本发明的实施例还提出一种透平。

本发明的实施例还提出一种燃气轮机。

根据本发明的实施例的叶片，所述叶片具有沿其弦向方向上布置的前缘、叶身和尾缘，所述叶片具有沿其高度方向相对布置的叶顶和叶底，所述前缘沿所述叶片的高度方向上排布有多个第一叉型气膜孔，每个所述第一叉型气膜孔均包括第一流道和多个第一叉道，所述叶身内设有冷却工质腔，所述第一流道的一端与所述冷却工质腔连通，所述第一流道的另一端与多个所述第一叉道连通。

根据本发明的实施例的叶片，在对叶片进行冷却时，冷却工质腔内的冷却工质通过第一流道向多个第一叉道均匀分散，然后在叶片的前缘部分形成保护范围较大且较为均匀的冷却气膜，从而提高了叶片前缘处的冷却效果，保证了叶片工作时的可靠性。

在一些实施例中，每个所述第一叉型气膜孔均包括三个所述第一叉道。

在一些实施例中，每个所述第一叉型气膜孔的相邻两个所述第一叉道的轴向之间的夹角大于等于30度且小于等于60度。

在一些实施例中，所述叶身具有在其厚度方向上相对布置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面中的任一者上设有多个第二叉型气膜孔，每个所述第二叉型气膜孔均包括第二流道和多个第二叉道，所述第二流道与所述冷却工质腔和多个所述第二叉道连通。

在一些实施例中，所述第一侧面和所述第二侧面中的任一者上设有多个叶身气膜孔，多个所述叶身气膜孔分别排布于所述第二叉型气膜孔沿所述叶片的高度方向上的两侧。

在一些实施例中，所述第二叉型气膜孔与所述叶底之间的叶身气膜孔距所述叶底的宽度占所述叶身的高度的10％-20％，

和/或，所述第二叉型气膜孔与所述叶顶之间的叶身气膜孔距所述叶顶的宽度占所述叶身的高度的10％-20％。