[发明专利]涡轮机叶片

说明书

本发明涉及一种具有平台(16)并具有布置在其上的中空叶片翼型(18)的铸造涡轮机叶片(10)，其中叶片翼型(18)具有沿居中布置的弯曲外形中心线(42)从公共的前缘(28)延伸到公共的后缘(30)的压力侧叶片壁(34)和吸力侧叶片壁(32)，并且涡轮机叶片(10)具有在叶片翼型和平台(36)之间的具有外轮廓外形的过渡部(36)，其中叶片壁(32、34)均具有局部地确定的叶片壁厚(D)，其中涡轮机叶片在内部具有部分地适应于过渡部(36)的外轮廓外形的轮廓外形，使得过渡部(36)的区域具有基本均匀的叶片壁厚。为了进一步改善这种涡轮机叶片的使用寿命，提供了在过渡部(36)中，叶片翼型的面向前缘(28)的表面部分(40)处的轮廓外形使得：与远离前缘的过渡部的叶片壁厚相比，此处的叶片壁厚增加。

技术领域

本发明涉及涡轮机叶片。

背景技术

中空涡轮机叶片、尤其是燃气涡轮机叶片在从叶片翼型到平台的过渡部内在外表面上具有在加载和铸造方面所必需的曲率，其中由于设置在内部的冷却通道的直线形内部设计，而在该圆角状过渡部中局部地出现材料累积，所述材料累积难以被能够在该处流动的冷却介质所冷却。这种涡轮机叶片例如从US 6,019,579和WO 2007/012592已知，其中后者建议通过提供局部冷却空气管道来冷却材料累积。此外，文献US 2,861,775示出了由弯曲金属片制成的涡轮机叶片。

另外，从EP 1355041 A1已知一种具有较长使用寿命的涡轮机叶片，其中叶片内部的从叶片翼型到平台的过渡的轮廓被适应，以便甚至在该过渡部区域中也能获得叶片-翼型壁厚，该壁厚近似对应于叶片翼型的其余部分的壁厚。在这种情况下，轮廓沿着整个闭合的周边(即沿着平台)而被适应。然而，由于强度的原因，减小的壁厚可能对涡轮机叶片的使用寿命具有负面影响，这是不期望的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种铸造涡轮机叶片，其中从叶片翼型到平台的过渡部区域继续能够被充分地冷却，实现了使用寿命的提高。

根据本发明，该目的通过本文所述的涡轮机叶片而实现。有利的构造在本文所述的改进方案中给出，改进方案的特征可以根据需要相互组合。

根据本发明，对于与前序部分相对应的涡轮机叶片，提供的是，使其在过渡部的区域中具有界定空腔的内表面，所述内表面的轮廓以如下方式适应于第一部分中的内表面，即，使得在过渡部的区域中具有基本均匀的叶片壁厚，其中在过渡部中，叶片翼型与前缘相对地定位的第二内表面部分上的内表面的轮廓外形使得：与内表面的第一部分的过渡部的叶片壁厚相比，此处的叶片壁厚增加。换句话说，在过渡部中，叶片翼型与前缘相对地定位的内表面部分上的轮廓外形使得：与远离局部内表面部分的过渡部的叶片壁厚相比，此处的叶片壁厚增加。

因此，涡轮机叶片在其内部在平台的高度上具有围绕空腔的周边不同的轮廓。在前缘区域中，空腔的内部轮廓倾向于沿着配备有其的燃气轮机的径向轴线呈直线形，并且和与远离过渡部的前缘相对地定位的内表面对齐。以这种方式，避免材料累积的内部轮廓仅存在于叶片翼型的那些位于前缘的更下游的区域中。

优选地，具有增加的叶片壁厚的第二内表面部分从叶片翼型的前缘开始，沿着吸力侧壁和/或压力侧壁、沿着外形中心线而延伸到小于或等于外形中心线长度的9％的位置。

通过本发明，强度(特别是涡轮机叶片的前缘区域中的强度)可以局部地增加，因而使得所讨论的区域的使用寿命增加。

已经发现，特别有利的是，平台具有平台壁厚，并且远离过渡部的叶片翼型具有叶片壁厚，其中在过渡部的具有基本均匀的叶片壁厚的区域中，叶片壁厚与平台壁厚之比在0.5至1之间。

这种涡轮机叶片可以被特别均匀地冷却，从而降低涡轮机叶片材料中的热机械应力。

附图说明

在附图中示出了本发明的示例性实施例。