[发明专利]涡轮叶片

说明书

涡轮叶片设置有至少一个冷却通道和多个冷却孔；每个冷却孔设置有沿主轴线具有细长形状的出口截面；出口截面的高度意图作为出口截面的沿着平行于主轴线的方向的最大尺寸的度量，该高度等于出口截面的宽度的至少两倍，该宽度意图作为出口截面的沿着正交于主轴线的方向的最大尺寸。

本申请是国际申请号为PCT/IB2015/058594，国际申请日为2015年11月06日，进入国家阶段申请号为201580073591.8，发明名称为“涡轮叶片”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种涡轮叶片。

特别地，本发明涉及一种电能产生设备中的燃气涡轮的叶片。

背景技术

在电能产生设备的操作期间，燃气涡轮的叶片持续暴露于来自燃烧室的热气流中。

在燃气涡轮中流动的热气体的温度影响设备的性能。特别地，设备的性能随着涡轮内流动的气体的温度的升高而提高。

然而，燃气涡轮中流动的气体的温度的增加受到构成叶片的材料的耐热性的限制。

为了克服这种限制，近几年已经采用包括多个孔的冷却系统，这些孔沿着叶片分布并且供给有冷却空气。这些孔成形和供给为沿着叶片的表面产生一种保护性膜。这种技术通常称为“膜冷却”，并且决定涡轮叶片的耐热性的提高。以这种方式，热气体的温度可以高于适合于缺乏冷却系统的叶片的温度。这样的冷却系统的示例公开在了文献US6287075、EP1609949、US7563073、EP0228338中。

在任何情况下，已知类型的冷却系统允许有限的温度增加。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种具有优化的冷却系统的叶片，该冷却系统能够改善叶片的耐热性能并且允许燃气涡轮中流动的气体的温度进一步增加，从而改善设备性能。

为此，根据本发明的一方面，提供一种涡轮叶片，其包括至少一个冷却通道、多个冷却孔和中空的主体，主体沿着纵轴线延伸并且设置有具有外面和内面的壁；冷却通道在主体内部延伸；每个冷却孔形成在所述壁中并且包括入口部分和出口部分；涡轮叶片的特征在于，

入口部分与相应的冷却通道连通，入口部分包括具有恒定截面并且沿着延伸轴线延伸的管道，该延伸轴线相对于壁的内面成第一角度倾斜，第一角度在10°和50°之间；

出口部分具有与入口部分连通的入口截面以及沿着主轴线具有细长形状的出口截面，出口截面的高度等于出口截面的宽度的至少两倍，该高度意图作为出口截面的沿着平行于主轴线的方向的最大尺寸的度量，该宽度意图作为出口截面的沿着正交于主轴线的方向的最大尺寸的度量；

出口部分相对于入口部分成0°和5°之间的第二角度倾斜；其中第二角度限定在入口部分的延伸轴线和出口部分的延伸轴线之间；

出口部分包括彼此平行的两个底壁和朝向外面岔开的两个侧壁；其中，侧壁形成第三角度；其中，第三角度在35°和60°之间。

根据本发明的另一方面，提供一种涡轮叶片，其包括至少一个冷却通道、多个冷却孔和中空的主体，主体沿着纵轴线延伸并且设置有具有外面和内面的壁；冷却通道在主体内部延伸；每个冷却孔形成在所述壁中并且包括入口部分和出口部分；涡轮叶片的特征在于，

入口部分与相应的冷却通道连通，入口部分包括具有恒定截面并且沿着延伸轴线延伸的管道，该延伸轴线相对于壁的内面成第一角度倾斜，第一角度在10°和50°之间；

出口部分具有与入口部分连通的入口截面以及沿着主轴线具有细长形状的出口截面，出口截面的高度等于出口截面的宽度的至少两倍，该高度意图作为出口截面的沿着平行于主轴线的方向的最大尺寸的度量，该宽度意图作为出口截面的沿着正交于主轴线的方向的最大尺寸的度量；

出口部分保持与入口部分相同的倾斜度，并且沿延伸轴线延伸；