[发明专利]用于流体机械的导向叶片

说明书

本发明涉及一种用于流体机械的导向叶片(1)，该导向叶片具有翼型件(2)和至少一个平台(3)，并且翼型件(2)与平台(3)相连，其中冷却通道系统被提供用于冷却平台(3)和翼型件(2)，并且其中平台(3)在其背向翼型件的一侧包括至少一个密封唇(8、9)，以相对于流体机械的旋转系统进行密封，其中至少一个冷却通道(12)延伸通过密封唇(8、9)，并构成冷却通道系统的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于流体机械的导向叶片，该导向叶片具有翼型件和至少一个平台，翼型件与平台相连接，其中冷却通道系统被提供用于冷却平台和翼型件，并且其中平台在其背向翼型件的一侧包括从平台伸出的至少一个密封唇，以相对于流体机械的旋转系统进行密封。

背景技术

在流体机械中(例如燃气轮机)使用涡轮叶片。原则上区分旋转的转子叶片和静止的导向叶片，该导向叶片引导热流体工作介质(特别是气体)沿转子叶片方向流动。特别地，由于流体工作介质的高温和从流体工作介质进入涡轮叶片的相关高热输入，涡轮叶片在工作期间遭受高热负荷。这可能导致涡轮叶片损坏。

为了缓解涡轮叶片的高热负荷，涡轮叶片一方面经常由耐高温金属合金制成。另一方面，涡轮叶片通过冷却管道系统定期地利用冷却流体主动冷却。例如从DE 10 2011055 375 A1和EP 1 167 695 A1中已知将向下游突出的平台突出部设计成中空且因此可被冷却的。在这种情况下，可以对平台使用组合的冲击冷却和薄膜冷却。另外，EP 1 211 384A2公开了一种借助于螺旋电极而将螺旋形的冷却通道引入涡轮叶片的过渡区域的方法。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种具有有效的冷却通道系统的导向叶片。

为了实现该目的，本发明提供了一种上述类型的导向叶片，其特征在于，至少一个冷却通道延伸通过密封唇，该至少一个冷却通道构成冷却通道系统的一部分。以这种方式，密封唇可以被主动冷却，从而使得整个平台被有效且均匀地冷却。这避免了材料内的强烈温度波动，该温度波动可能导致热应力并损坏导向叶片。

此外，本发明还提供多个冷却通道，多个冷却通道的出口开口被布置在密封唇的自由端中。多个冷却通道分别从密封唇的自由端至少基本上沿径向方向并因此平行于端面地延伸通过该密封唇，并且特别地至少基本上彼此平行地延伸通过密封唇。通过以上述方式延伸的多个冷却通道，实现了对密封唇特别有效地和均匀地冷却。另外，在导向叶片的常规使用期间，通过在密封唇的径向向内的自由端处从冷却通道排出冷却空气，从而改善了密封唇和旋转系统之间的间隙的密封。有利地，至少一个连接通道与密封唇的自由端间隔地设置，该连接通道将多个冷却通道彼此连接，并且也构成冷却通道系统的一部分。通过优选地在圆周方向上延伸的连接通道，冷却流体可以被集中地提供给冷却通道。

根据本发明的一个实施例，至少一个密封唇被布置在平台沿轴向流动方向的前边缘区域或后边缘区域中，并且至少基本上径向地从平台的背向翼型件的一侧伸出，使得密封唇限定平台的端面。

优选地，平台由平台基座部分和平台附接部分组成，平台附接部分优选地通过熔焊或钎焊与平台基座部分相连，其中至少一个冷却通道以及优选地冷却通道系统的其他部分至少部分地由至少一个平台附接部分限定。通过平台多部分(特别是两部分)的设计，可以形成小的冷却通道，从而有效地冷却特别窄的密封唇。此外，通过多部分的构造，显著简化了平台的铸造和机械加工。

有利地，在平台基座部分中设置至少一个凹槽，特别是通过铸造技术产生的凹槽，该凹槽被以板(特别是金属板)形式的平台附接部分覆盖，以至少限定至少一个冷却通道。因此可以在仅很少的步骤中就形成多个冷却通道。

平台可以在其背向翼型件的一侧包括两个紧邻的密封唇，特别地这些密封唇至少基本上彼此平行并且间隔开地延伸。

有利地，平台附接部分以U形轮廓板的形式被提供，该U形轮廓板布置在两个密封唇之间，使得U形轮廓板相对的腿部平面抵靠在密封唇上并覆盖至少一个凹槽。