[发明专利]涡轮机械用涡轮机叶片和减少该叶片上涡流效果的方法

说明书

技术领域

本发明的示范性实施例涉及涡轮机械技术，并且更具体地，涉及 用于涡轮机械的涡轮机叶片。

背景技术

在燃气涡轮机中，在上游喷嘴侧壁的后缘和下游叶片平台的前缘 之间存在轴向间隙。热气体离开上游喷嘴通道并在进入叶片列通道之 前经过该轴向间隙。一部分热气体在叶片平台的前缘部分变得停滞。 停滞流或者涡流在该轴向间隙处产生周向压力梯度。由涡流产生的周 向压力梯度将热气体驱向该轴向间隙，进入沟腔区域(trench cavity area)并且甚至可以到达轮距腔区域(wheel space cavity area)。热气体与 穿过涡轮机的轮距部分的冷清洗流混合，周向地行进并在周向低压力 区域处离开沟腔。热气体到达轮距的较低区域可能导致损害，并且缩 短涡轮机的整体运行寿命。增加冷清洗流来抵抗热气体流的不利影响 降低了涡轮机的效率。

发明内容

根据本发明的一个示范性实施例，用于涡轮机械的涡轮机叶片包 括具有基部和翼型部分的主体部分，基部包括叶片腔正向区和柄部 腔。涡轮机叶片还包括延伸经过主体部分的冷却通道。至少一个流动 通道在其中一个冷却通道和柄部腔之间朝着该叶片腔正向区延伸。该 至少一个流动通道朝着该叶片腔正向区输送冷却气体流。该冷却气体 流限制将热气体吸入叶片腔正向区。

根据本发明的另一个示范性实施例，一种减少涡轮机叶片上的涡 流效果的方法包括：经过冷却通道输送冷却气体，该叶片冷却通道延 伸经过涡轮机叶片并沿着涡轮机叶片的柄部腔延伸；使得一部分冷却 气体经过流动通道和涡轮机叶片的叶片腔正向区，流动通道在其中一 个冷却通道和柄部腔之间延伸；以及引导经过流动通道的该部分冷却 气体的至少一束射流来反抗由涡流产生的局部热气体路径压力，从而 限制将热气体吸入叶片腔正向区。

根据本发明的又一个示范性实施例，涡轮机械包括带有转子盘的 涡轮机级和安装在转子盘上的多个涡轮机叶片。多个涡轮机叶片的每 一个叶片均包括具有基部和翼型部分的主体部分，基部包括叶片腔正 向区和柄部腔。涡轮机叶片还包括延伸经过主体部分的冷却通道。至 少一个流动通道在其中一个冷却通道和柄部腔之间朝着叶片腔正向 区延伸。该至少一个流动通道朝着叶片腔正向区输送冷却气体流。该 冷却气体流限制将热气体吸入叶片腔正向区。

附图说明

图1是包括根据本发明的一个示范性实施例构造的涡轮机叶片的 涡轮机械的部分截面侧视图；

图2是根据本发明的一个示范性方面构造的涡轮机叶片的右透视 图；

图3是图2的涡轮机叶片的部分截面侧视图；

图4是根据本发明的另一个示范性实施例构造的涡轮机叶片的右 透视图；

图5是根据本发明的另一个示范性方面构造的涡轮机叶片的右透 视图；

图6是根据本发明的又一个示范性方面构造的涡轮机叶片的右透 视图；以及

图7是根据本发明的再一个示范性方面构造的涡轮机叶片的右透 视图。

部件列表

2 涡轮机械

4 涡轮机壳

6 燃烧室

8 涡轮机级(第一)

10 第一级喷嘴

12 热气体路径(HGP)

14 第二级喷嘴

20 转子盘

24 涡轮机叶片

27 主体部分

30 基部

32 翼型部分(24)

34 第一端部(32)

35 第二端部(32)

44 图2和图3

45 第一端部

46 第二端部

47 中间部分

54 安装构件

59 叶片腔正向区

60 第一天使翼(angel wing)

62 沟腔

64 第二天使翼

66 缓冲腔

70 第三天使翼

80 柄部腔

87 叶片冷却通道

97 流动通道

104 第一端

105 第二端

110 涡轮机叶片

112 多个流动通道

114-117 流动通道