[发明专利]旋转燃气涡轮叶片和具有这种叶片的燃气涡轮

说明书

旋转燃气涡轮叶片包括具有吸力侧和压力侧(12)的翼型件(14)，所述翼型件(14)沿径向方向从叶片根部延伸到叶片末梢，其中所述叶片末梢(15)包括末梢护罩(16)，所述翼型件(14)包括用于冷却介质的内部冷却通路(27、28)，其延伸通过所述末梢护罩(16)，并且出口端口(25)设置在选定的内部翼型件冷却通路(27)上方，以便在所述末梢护罩(16)上方沿叶片的压力侧(12)的方向喷射所述冷却介质。通过提供避免所述选定的内部冷却通路(27)的末梢端处的积尘的器件(26)来改进叶片的寿命。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮的技术。其涉及根据权利要求1的前序部分的旋转燃气涡轮叶片。

其进一步涉及具有这种旋转燃气涡轮叶片的燃气涡轮。

背景技术

图1以部分截面透视图显示具有顺序燃烧的示例性燃气涡轮，其称为GT26类型燃气涡轮。图1的燃气涡轮30包括转子31，其承载具有不同的功能的多个旋转燃气涡轮叶片且围绕中心机器轴线旋转。转子31被壳体32包围。燃气涡轮30在一端处具有空气入口33，空气通过该入口进入压缩机34，以便压缩。压缩空气用来燃烧燃料且用作用于燃气涡轮30的暴露于高温的各种部件的冷却介质。因为示例性燃气涡轮30设计成具有顺序燃烧的再加热涡轮，所以两个燃烧器35和37沿着机器轴线布置。第一燃烧器35中产生的热气驱动高压(HP)涡轮36。离开高压涡轮36且仍然包含氧的热气用来在第二燃烧器37中燃烧燃料。来自第二燃烧器37的经再加热的气体驱动低压(LP)涡轮38。

特别地，低压涡轮38配备有具有末梢护罩(主要用来减少末梢上的泄漏流且联接在叶片之间)的旋转燃气涡轮叶片，其通常利用翼型件内的一个或多个内部通路进行冷却。但是，离心力引起的在流动的冷却介质上的泵送工作不用来或不足以用来通过逆着叶片的旋转方向而喷射冷却介质而对转子31提供额外的驱动力。

文献EP 2 607 629 A1公开旋转燃气涡轮叶片，其具有改进的冷却空气出口端口，以增大效率/功率。其使用改进的出口端口，这允许冷却介质的方向具有平行于旋转方向的切向分量，以回收泵送功率。

但是，存在于冷却介质中或来自供应系统的尘可积聚在末梢端处且不利地影响冷却介质流以及在末梢端处增加质量，这可不利地影响叶片的寿命。文献EP 2 607 629 A1没有涉及积尘问题。

发明内容

本发明的目标在于提供一种旋转燃气涡轮叶片，其优于现有技术叶片，特别是关于通过内部翼型件冷却通路的流冷却介质的退化流。

这个目标通过根据权利要求1的旋转燃气涡轮叶片获得。

根据本发明的旋转燃气涡轮叶片包括具有吸力侧和压力侧的翼型件，所述翼型件沿径向方向从叶片根部延伸到叶片末梢，其中所述叶片末梢包括末梢护罩，所述翼型件包括用于冷却介质的内部冷却通路，其延伸通过所述末梢护罩，并且出口端口设置在选定的内部翼型件冷却通路上方，以便在所述末梢护罩上方逆着叶片旋转的方向喷射所述冷却介质。

其特征在于，用于避免积尘的器件设置在所述选定的内部冷却通路的末梢端处。

根据本发明的实施例，所述用于避免积尘的器件包括尘孔，其沿径向方向从所述选定的内部冷却通路延伸到所述末梢护罩上方的外部。

特别地，所述内部冷却通路通过使用芯的浇铸工艺来产生，芯通过所谓的芯出口保持就位，并且所述芯出口产生的孔用作所述尘孔。

根据本发明的另一个实施例，所述出口端口机加工到所述末梢护罩中。

特别地，所述出口端口定向成使得所述冷却介质逆着叶片的旋转方向而喷射。

更具体而言，在所述出口端口中，内部流偏离沿着叶片的纵向方向向上的转向通过弯曲的形状和朝向期望方向的最小导引长度提供。