[發明專利]膜冷卻燃氣輪機部件

有效

• 申請號: 201580073004.5
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN107109950B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: A·黑澤爾豪斯
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/20
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

1.一種用于燃氣輪機的膜冷卻燃氣輪機部件(8)，所述燃氣輪機部件(8)具有表面(38)，所述表面(38)能夠暴露于熱氣體(39)并且多個膜冷卻開口(36)在所述表面(38)中打開，所述膜冷卻開口能夠在橫斷所述熱氣體(39)的流動方向(52)的方向上組成至少一排(30、34)，

其中所述膜冷卻開口(36)中的每一個沿著其通流方向具有管道部分(48)和緊挨著所述管道部分(48)的散流器部分(46)，所述散流器部分包括上游散流器邊緣(40)、兩個散流器縱向邊緣(42)以及下游散流器邊緣(44)，其中每個散流器縱向邊緣(42)與所述下游散流器邊緣(44)在角部區域(54)處相交；

其特征在于，相應排(30、34)的至少兩個緊鄰的膜冷卻開口(36)被設計成使得：相應管道部分(48)的管道軸線(50)相對于所述熱氣體(39)的局部流動方向(52)側向地傾斜，并且所述膜冷卻開口的散流器部分(46)分別相對于所述管道軸線(50)的延長線形成為非對稱，使得當在所述熱氣體(39)的流動方向(52)上觀察時，相應膜冷卻開口(36)的緊鄰的角部區域(54)對準或重疊，而相應散流器部分(46)彼此不接觸。

2.根據權利要求1所述的燃氣輪機部件(8)，其中所有膜冷卻開口(36)被設計成使得：相應管道部分(48)的管道軸線(50)相對于所述熱氣體(39)的局部流動方向(52)側向地傾斜，并且所述膜冷卻開口的散流器部分(46)分別相對于所述管道軸線(50)的延長線形成為非對稱，使得當在所述熱氣體(39)的流動方向(52)上觀察時，相應膜冷卻開口(36)的緊鄰的角部區域(54)對準或重疊，而相應散流器部分(46)彼此不接觸。

3.根據權利要求1所述的燃氣輪機部件(8)，其中，相應散流器部分(46)等同于半截棱錐形狀的散流器體積的印記，所述散流器體積圍繞所述管道軸線(50)旋轉旋轉角(γ)以形成非對稱性。

4.根據權利要求3所述的燃氣輪機部件(8)，其中，所述旋轉角(γ)為近似15°。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的燃氣輪機部件(8)，其中，相應散流器部分(46)的上游散流器邊緣(40)、一個或兩個縱向邊緣(42)和/或下游散流器邊緣(44)基本上是直線狀的。

6.根據權利要求4所述的燃氣輪機部件(8)，其中，相應散流器部分(46)的下游散流器邊緣(44)與局部熱氣流方向圍成不同于90°的角度(α)。

7.根據權利要求1-4和6中任一項所述的燃氣輪機部件(8)，其中，相對于所述熱氣體(39)的整體流動方向(52)，相應管道軸線(50)傾斜近似50°的傾斜角(β)。

8.根據權利要求1-4和6中任一項所述的燃氣輪機部件(8)，其中，所述燃氣輪機部件(8)被設計為受冷卻的渦輪轉子葉片(10)，所述渦輪轉子葉片(10)具有空氣動力學輪廓的葉片翼型(16)，所述葉片翼型(16)包括吸力側壁(22)和壓力側壁(24)，所述吸力側壁(22)和所述壓力側壁(24)關于所述葉片翼型(16)的輪廓弦從所述葉片翼型(16)的前緣(18)延伸到所述葉片翼型(16)的后緣(20)，并且關于徑向方向從轂側端(17)延伸到自由終止的葉片翼型頂端(32)，其中，在所述葉片翼型頂端(32)上，至少在壓力側上設置有摩擦邊緣(62)，其中至少一排的膜冷卻開口(36)沿著所述輪廓弦以距所述摩擦邊緣(62)近似恒定的距離分布在壓力側，以用于所述摩擦邊緣(62)的冷卻。

9.根據權利要求8所述的燃氣輪機部件(8)，其中，隨著距所述后緣(20)的距離的減小，兩個緊鄰的膜冷卻開口(36)之間的間距(A)增加。

10.根據權利要求8所述的燃氣輪機部件(8)，其中，隨著距所述后緣(20)的距離的減小，所述管道軸線(50)相對于所述后緣(20)的傾斜程度一直增加。