[其他]用于燃气轮机的具有冷却的扫掠边缘的转子叶片

说明书

一种用于燃气轮机的具有冷却的扫掠边缘的转子叶片，包括沿径向方向延伸的叶片(1)，具有叶片体(2)，该叶片体(2)包括：具有压力侧壁部分(3a)和吸入侧壁部分(3b)的周壁，板状顶部基部，在叶片尖端的区域中连接至周壁，以及沿周壁延伸的扫掠边缘，周壁以及顶部基部在叶片体中限定腔体，扫掠边缘在外侧与周壁对齐并且在顶部基部的上方径向地突出，并且在叶片体中设置有冷却通道，该冷却通道从腔体延伸到设置在扫掠边缘中的冷却流体出口(12)，在扫掠边缘的前表面(7b)中形成至少一个凹部(9)，至少一些冷却通道通入该凹部中，从而使冷却流体出口完全被布置在凹部(9)的底部区域(9a)中。

技术领域

本实用新型涉及用于燃气轮机的转子叶片，包括叶片翼型，该叶片翼型沿径向延伸并且具有叶片翼型体，该叶片翼型体包括具有压力侧壁部分和吸力侧壁部分的周壁，板状顶部基部，在叶片尖端的区域中连接至周壁，以及沿周壁延伸的扫掠边缘，其中周壁和顶部基部在叶片翼型体中限定腔体，扫掠边缘在外侧与周壁对齐并且在顶部基部的上方径向地突出，并且在叶片翼型体中设置有冷却通道，该冷却通道从腔体延伸到设置在扫掠边缘中的冷却流体出口。

背景技术

在燃气轮机设备中，由燃料燃烧生成的热气体的热能和/或流动能被转换成旋转能，该旋转能通常借助于发电机被转换成电能。出于该目的，燃气轮机设备具有流动通道，在该流动通道的轴向方向上，可旋转地安装涡轮机转子。涡轮机转子包括多个轮盘，在每个轮盘的径向外端面上布置有多个呈叶片环形式的转子叶片。出于该目的，每个转子叶片具有叶片根部，叶片根部被插入到一个或多个接纳槽中，这些接纳槽形成在轮盘的端面上，并且叶片根部被固定在接纳槽中。

在叶片根部的顶侧上形成有叶片平台，叶片翼型从叶片平台的外侧背向轮盘，突出到流动通道中。

在燃气轮机设备运行期间，热气体流过流动通道，伴随着流动的热气体将力作用在转子叶片上，该力由于叶片翼型的形状而被转换成扭矩，该扭矩作用在涡轮机转子上并且驱动涡轮机转子旋转。

燃气轮机设备中的热气体温度越高，则燃气轮机设备的热力学效率越高。然而，由于转子叶片的热负荷能力，热气体温度的高低受到限制。因此，目的是提供一种转子叶片，即使在高热负荷的情况下，转子叶片也具有足以用于燃气轮机设备运行的机械强度。出于该目的，转子叶片设置有精细的涂层系统。为了进一步提高允许的最高热气体温度，转子叶片在燃气轮机设备运行期间被冷却。出于该目的，在转子叶片的内部形成有腔体以及冷却通道，冷却流体(通常是空气) 流过该冷却通道。通常的冷却方法是例如冲击冷却，其中冷却流体被引导以使得从内侧冲击到叶片翼型的壁上，或者薄膜冷却，其中冷却流体从叶片翼型的内部通过在叶片翼型体中形成的冷却孔向外流动，以便在所述翼型的外侧形成冷却薄膜。

因此，例如从US5,733,102和US2014/044557A1中已知通过铸造工艺来制造冷却的转子叶片的叶片翼型。通常的铸造叶片翼型各自包括中空的叶片翼型体，该叶片翼型体在叶片尖端的区域中通过所谓的顶部基部来封闭。在叶片尖端的区域中，叶片翼型体还具有扫掠边缘，该扫掠边缘以齐平的方式在外侧被模制到叶片翼型体上，并且沿着叶片翼型体的周壁的外轮廓在径向方向上突出。在扫掠边缘和通道壁 (该通道壁限定了燃气轮机设备的流动通道)之间，保持有预定宽度的、狭窄的径向间隙，一方面，这是为了允许涡轮机转子在流动通道中的低摩擦旋转，而在另一方面，这是为了只允许热气体的一小部分未被使用地流过该径向间隙。为了保护扫掠边缘，已知为了冷却的目的，在扫掠边缘中形成冷却通道，该冷却通道从腔体向外延伸到冷却流体出口，该冷却流体出口形成在扫掠边缘的端面中。