技术领域
[0001] 本实用新型涉及燃气轮机技术领域，具体地涉及一种具有气膜孔的燃气轮机的叶片。
背景技术
[0002] 燃气轮机的叶片是燃气轮机透平中的关键部件之一，用于将燃气
热能转化为透平机械功。因此，燃气轮机叶片的结构会影响透平乃至整个燃气轮机的性能。燃气轮机的叶片通常直接暴露在高的热负荷环境中，尤其在叶片的叶身及顶部热负荷显著增加，导致叶片容易
氧化和蠕变损坏。因此，为保障叶片正常、可靠地工作，需对透平叶片进行有效的冷却。
[0003] 相关技术中，燃气轮机的叶片采用气膜冷却。然而，
现有技术中的燃气轮机叶片的气膜冷却方式，存在气膜
覆盖效果差，冷却有效度低的问题，而且结构复杂，降低了整机的工作效率。实用新型内容
[0004] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本实用新型提出了一种燃气轮机的叶片,该叶片气膜覆盖效果好，保证了冷却有效度，提高了整机使用效率。
[0006] 根据本实用新型的
实施例的燃气轮机的叶片包括叶片体，所述叶片体内具有冷却通道，所述叶片体具有外壁面和围成所述冷却通道的内壁面，所述叶片体上设有与所述冷却通道连通的气膜孔，所述气膜孔包括：进气孔段，所述进气孔段包括多个进气孔，所述进气孔从所述内壁面朝向所述外壁面延伸第一预定深度；出气孔段，所述出气孔段包括出气孔，所述出气孔从所述外壁面朝向所述内壁面延伸第二预定深度且与所述进气孔连通，所述出气孔为沿所述叶片体的叶高方向延伸的条形缝。
[0007] 根据本实用新型燃气轮机的叶片，通过优化气膜孔结构，能够提高气膜覆盖效果，保证了冷却有效度，提高了整机使用效率。
[0008] 在一些实施例中，所述气膜孔设有多个，多个所述气膜孔沿所述叶片体的弦向方向布置成多排，每一排的所述气膜孔沿所述叶高方向布置。
[0009] 在一些实施例中，每一排的所述气膜孔沿所述叶高方向均匀间隔布置。
[0010] 在一些实施例中，相邻排的所述气膜孔在所述弦向方向上对齐。
[0011] 在一些实施例中，相邻排的所述气膜孔在所述叶高方向上交错设置。
[0012] 在一些实施例中，相邻所述条形缝的间距与所述条形缝的长度的比值为1.2～2。
[0013] 在一些实施例中，多个所述进气孔的轴向方向一致。
[0014] 在一些实施例中，所述进气孔的轴向倾斜于所述叶高方向。
[0015] 在一些实施例中，所述进气孔为圆柱孔。
[0016] 在一些实施例中，所述条形缝的宽度与所述进气孔的直径的比值为0.3～0.8。
[0017] 在一些实施例中，所述进气孔的轴向与所述叶高方向的夹
角为10°～80°。
附图说明
[0018] 图1是根据本实用新型的一个实施例的燃气轮机的叶片的结构示意图；
[0019] 图2是根据本实用新型的一个实施例的燃气轮机的叶片的正视投影图；
[0020] 图3是根据本实用新型的一个实施例的燃气轮机的叶片的侧视投影图；
[0021] 图4是根据本实用新型的一个实施例的燃气轮机的叶片的正视图；
[0022] 图5是根据本实用新型的另一个实施例的燃气轮机的叶片的结构示意图；
[0023] 图6是根据本实用新型的另一个实施例的燃气轮机的叶片的正视图。
[0024] 附图标记：
[0025] 叶片体1，外壁面11，内壁面12，冷却通道2，气膜孔3，进气孔31，出气孔32。
具体实施方式
[0026] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0027] 如图1-6所示，根据本实用新型实施例的燃气轮机的叶片包括叶片体1，叶片体1内具有冷却通道2，叶片体1具有外壁面11和围成冷却通道2的内壁面12，叶片体1上设有气膜孔3，气膜孔3与冷却通道2连通，冷却通道2内的冷却气流通过气膜孔3射出并贴附在叶片体1的外壁面11，从而实现叶片体1外表面的冷却。
[0028] 气膜孔3包括进气孔段和出气孔段，其中，进气孔段包括多个进气孔31，每个进气孔31从叶片体1的内壁面12朝向叶片体1的外壁面11延伸第一预定深度。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。具体地，如图1、2所示，每个气膜孔3的进气孔段包括3个进气孔31。
[0029] 更进一步地，多个进气孔31的轴向方向一致，且进气孔31为圆柱孔。可以理解的是，多个进气孔31的轴向以及形状并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要对其进行选择。出气孔段包括出气孔32，出气孔32从叶片体1的外壁面11朝向叶片体1的内壁面12延伸第二预定深度，每个进气孔31与出气孔32连通，出气孔32为沿叶片体1的叶高方向延伸的条形缝。换言之，沿叶高方向为出气孔32的长度方向，且出气孔32的长度远大于出气孔32的宽度，以形成条形缝。可以理解的是，叶片的叶片体1具有叶根和叶尖，叶片体1的叶根到叶尖的方向即为叶片体1的叶高方向。
[0030] 可以理解的是，当冷却气流在冷却通道2内部流动时，由于叶片体1内壁面12和外壁面11之间具有压
力差，冷却通道2内部的一部分冷却气流会通过气膜孔3向外喷射，通过多个进气孔段射出的冷却气流在邻近叶片体1的外壁面11的区域内掺混，并通过条形缝均匀射出。均匀射出的冷却气流会覆盖在叶片体1的外壁面11上，并沿燃气流向方向形成一层冷气膜，该冷气膜能够隔离叶片体1外侧的高温燃气和叶片体1的外壁面11。
[0031] 由此，叶片体1外侧的高温燃气需要通
过冷气膜才能将热量传递给叶片体1的外壁面11，进而通过外壁面11传递给叶片体1的内壁面12，使得叶片体整体升温，在该过程中，冷气膜不仅增加了高温燃气与外壁面11之间的
传热热阻，降低了二者之间的热流
密度，而且，冷却气流沿外壁面11的流
动能够带走大量高温燃气和外壁面的热量，降低叶片体1的外壁面11的温升，防止叶片体1的
温度过高。
[0032] 根据本实用新型燃气轮机的叶片，通过在叶片体上设置上述结构的气膜孔，能够提高气膜覆盖效果，保证了冷却有效度，提高了整机使用效率。
[0033] 在一些实施例中，气膜孔3设有多个，多个气膜孔3沿叶片体1的弦向方向布置成多排，每一排的气膜孔3沿叶片体1的叶高方向布置。可以理解的是，叶片的叶片体1具有前缘和
后缘，其中，沿叶片体1的外表面从叶片体1的前缘到后缘的方向为叶片体1的弦向方向。
[0034] 换言之，叶片体1上设有多个气膜孔3，每个气膜孔3包括进气孔段和出气孔段，并且沿叶片体1的外表面从叶片体1的前缘到后缘的方向布置多排气膜孔3，相邻排的气膜孔3的间距相同，每一排的气膜孔3沿从叶片体1的叶根到叶尖的方向依次布置。可以理解的是，通过在叶片体1上设置多个具有条形缝和多个进气孔31的气膜孔，能够满足叶片强度的同时，能够最大程度地使得气膜覆盖在整个叶片体表面，提高冷却有效度。
[0035] 在一些实施例中，每一排的气膜孔3沿叶片体1的叶高方向均匀间隔布置。换言之，每一排的相邻气膜孔3之间的间距相同。
[0036] 更进一步地，相邻排的气膜孔3的间距与每一排的相邻气膜孔3的间距相同，即相邻气膜孔的间距相同，且相邻气膜孔3的间距即为相邻条形缝的间距，具体地，相邻条形缝的间距与条形缝的长度的比值为1.2～2。
[0037] 在一些实施例中，条形缝的宽度与进气孔31的直径的比值为0.3～0.8。
[0038] 在一些实施例中，相邻排的气膜孔3在叶片体1的弦向方向上对齐。换言之，如图1-4所示，沿叶片体1的外表面从叶片体1的前缘到后缘的方向，每一排的气膜孔3与相邻排的气膜孔3彼此对齐，以形成多排气膜孔3在叶片体1的壁上的顺排。
[0039] 在一些实施例中，相邻排的气膜孔3在叶片体1的叶高方向上交错设置。换言之，如图5、6所示，沿从叶片体1的叶根到叶尖的方向，每一排的气膜孔3与相邻排的气膜孔3彼此错开，以形成多排气膜孔3在叶片体1的壁上的错排。
[0040] 在一些实施例中，进气孔31的轴向倾斜于叶片体1的叶高方向。更进一步地，进气孔31的轴向与叶片体1的叶高方向的夹角为10°～80°。换言之，进气孔31的轴向相对于从叶片体1的叶根到叶尖的方向倾斜设置，且进一步地，进气孔31的轴向与从叶片体1的叶根到叶尖的方向之间的夹角为10°～80°。
[0041] 下面参考附图1-4描述根据本实用新型一个具体实施例的燃气轮机的叶片。
[0042] 如图1-4所示，根据本实用新型实施例的燃气轮机的叶片包括叶片体1，叶片体1内具有沿叶片体1的叶高方向延伸的冷却通道2，叶片体1具有外壁面11和围成冷却通道2的内壁面12，叶片体1上设有多个气膜孔3，气膜孔3与冷却通道2连通，冷却通道2内的冷却气流通过气膜孔3射出并贴附在叶片体1的外壁面11，从而实现叶片体1外表面的冷却。
[0043] 每个气膜孔3包括出气孔32和三个进气孔31，每个进气孔31从叶片体1的内壁面12朝向叶片体1的外壁面11延伸第一预定深度。三个进气孔31的轴向方向一致，每个进气孔31的轴向倾斜于叶片体1的叶高方向，且进气孔31的轴向与叶片体1的叶高方向的夹角ψ为10°～80°。
[0044] 出气孔32从叶片体1的外壁面11朝向叶片体1的内壁面12延伸第二预定深度，每个进气孔31与出气孔32连通，出气孔32为沿叶片体1的叶高方向延伸的条形缝。
[0045] 进气孔31为圆柱孔，进气孔31的直径d在0.5～1.5mm范围内，每个气膜孔3中的相邻进气孔31之间的间距S与进气孔31的直径d比值S/d为1.2～2，条形缝的宽度a与进气孔3的直径d的比值为0.3～0.8，沿叶高方向相邻条形缝之间的间距P与条形缝的长度之比P/b为1.2～2。
[0046] 多个气膜孔3沿叶片体1的弦向方向布置成多排，每一排的气膜孔3沿叶片体1的叶高方向均匀间隔布置。相邻排的气膜孔3在叶片体1的弦向方向上对齐。相邻排的气膜孔3的间距与每一排的相邻气膜孔3的间距相同，具体地，相邻条形缝的间距与条形缝的长度的比值为1.2～2。
[0047] 下面参考附图5和6描述根据本实用新型另一个实施例的燃气轮机的叶片。如图5、6所示，燃气轮机的叶片包括叶片体1，叶片体1内具有沿叶片体1的叶高方向延伸的冷却通道2，叶片体1上设有多个气膜孔3，气膜孔3与冷却通道2连通。
[0048] 多个气膜孔3沿叶片体1的弦向方向布置成多排，每一排的气膜孔3沿叶片体1的叶高方向均匀间隔布置。相邻排的气膜孔3在叶片体1的叶高方向上交错设置。
[0049] 图5、6所示的燃气轮机的叶片的其他结构和操作可以与图1-4所示实施例相同，这里不再详细描述。
[0050] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0051] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。
