本發(fā)明涉及一種葉片；具體地，本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)的葉片；該葉片是位于燃?xì)廨啓C(jī)的下游部分的長(zhǎng)葉片，例如該葉片是燃?xì)廨啓C(jī)的最后一級(jí)的葉片。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)具有用于將空氣壓縮的壓縮機(jī)、用于使燃料與壓縮空氣共同燃燒從而產(chǎn)生熱氣體的燃燒室、用于使該熱氣體膨脹的渦輪。

渦輪通常具有多于一個(gè)的級(jí)，各級(jí)包括靜止翼葉和旋轉(zhuǎn)葉片；更靠近燃燒室的上游級(jí)具有短葉片，而位于燃?xì)廨啓C(jī)的更下游位置的葉片具有長(zhǎng)葉片（這些葉片可以長(zhǎng)達(dá)1米或甚至更多）。

長(zhǎng)葉片具有連接到轉(zhuǎn)子的根部、限定熱氣體路徑的平臺(tái)、和浸沒(méi)于通過(guò)熱氣體路徑的熱氣體中的翼型部。

為了能夠經(jīng)受高要求的工況，葉片具備使冷卻空氣通過(guò)的冷卻通道。

傳統(tǒng)地，冷卻通道是由具有在根部處的進(jìn)口和在葉片尖端處的出口的徑向通道所限定。

這些傳統(tǒng)的葉片具有一些缺點(diǎn)。

實(shí)際上，具有在根部處的進(jìn)口和在葉片尖端處的出口的冷卻通道的徑向構(gòu)造導(dǎo)致泵送效應(yīng)并且將冷卻空氣壓縮（即，冷卻通道限定用于冷卻空氣的離心式壓縮機(jī)）；該泵送效應(yīng)的結(jié)果是用于壓縮而不是用于提供在燃?xì)廨啓C(jī)軸處的有用功的能量消耗。例如，由于泵送效應(yīng)所消耗能量的量可以高達(dá)1 MW或更多。

另外，因?yàn)楦拷脚_(tái)的翼型部分是被相比更靠近葉尖的翼型部分更冷的空氣所冷卻，所以在葉片內(nèi)部（具體地在翼型部中）產(chǎn)生了應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面包括提供一種導(dǎo)致相比傳統(tǒng)葉片減少的用于泵送效應(yīng)的能耗的葉片。

本發(fā)明的另一方面包括提供一種具有相比傳統(tǒng)葉片減小的由于經(jīng)過(guò)葉片的溫差所產(chǎn)生的應(yīng)力的葉片。

本發(fā)明的這些和其它方面是通過(guò)提供根據(jù)所附權(quán)利要求的葉片而實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

基于通過(guò)附圖中的非限制性實(shí)例所說(shuō)明的關(guān)于葉片的優(yōu)選但非排他性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)，在附圖中：

圖1至圖3示出了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的葉片的實(shí)例；

圖4和圖5示出了圖1和圖2的放大部分；

圖6至圖11示出了散熱片的不同構(gòu)造；

圖12至圖14示出了該葉片的不同實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

參考附圖，這些附圖示出了燃?xì)廨啓C(jī)的葉片1。葉片1包括根部2、平臺(tái)3和翼型部4。葉片1具有冷卻通道5，該冷卻通道5具有位于根部或平臺(tái)處的進(jìn)口6及一個(gè)或多個(gè)出口7。

出口7有利地位于平臺(tái)3處。

例如，冷卻通道5可以具有U形狀。該冷卻通道可以具有限定進(jìn)口6的一個(gè)開(kāi)放端部和被平板25所封閉的其它端部，同時(shí)出口8被限定在平臺(tái)3處。當(dāng)然，不同的實(shí)施例是可行的，例如冷卻通道可以只具有限定進(jìn)口6的一個(gè)開(kāi)放端。

平臺(tái)3具有一個(gè)或多個(gè)孔8；這些孔8連接到冷卻通道5的出口7并且在平臺(tái)3的一側(cè)上開(kāi)口。

具體地，翼型部4限定壓力側(cè)4a和吸力側(cè)4b，并且平臺(tái)3具有面向由翼型部4所限定的壓力側(cè)4a的平臺(tái)壓力側(cè)3a、和面向由翼型部所限定的吸力側(cè)4b的吸力側(cè)3b?？?在平臺(tái)壓力側(cè)3a上開(kāi)口。

出口7相比翼型部4的后緣14更靠近前緣13。

平臺(tái)壓力側(cè)3a和平臺(tái)吸力側(cè)3b具有用于密封件（該密封件未圖示）的基座15，但通常它們是由插入相鄰葉片1的平臺(tái)壓力側(cè)3a和平臺(tái)吸力側(cè)3b的基座15中的金屬棒所限定。

孔8在位于翼型部4與基座15之間的平臺(tái)3（即，在平臺(tái)壓力側(cè)3a）的區(qū)域17中開(kāi)口。

葉片1優(yōu)選地還包括在翼型部4的冷卻通道5與尖端19之間的一個(gè)或多個(gè)第二孔18；這些第二孔18是用于使尖端19冷卻。

為了加強(qiáng)冷卻，冷卻通道5可以具有散熱片20；散熱片20在冷卻通道5中突出。散熱片的不同構(gòu)造是可能的，例如圖6-圖11示出了散熱片20的不同的可能構(gòu)造。

冷卻通道5的進(jìn)口6可以具有部分地阻礙冷卻通道5的突出部22。突出部22防止或阻礙在冷卻通道5的進(jìn)口6處形成冷卻空氣的再循環(huán)區(qū)，因此減小壓力損失。

在不同的實(shí)施例中（圖12），葉片1可以具有在翼型部縱向長(zhǎng)度上部分地延伸的冷卻通道5。圖12示出了葉片1的縱向軸線L，并且示出了冷卻通道5在縱向軸線L的方向上僅部分地延伸經(jīng)過(guò)葉片1的翼型部4。

在另一個(gè)實(shí)施例中（圖13），冷卻通道5可以具有一個(gè)或多個(gè)限流件23。限流件23可以使不同量的冷卻空氣通過(guò)翼型部4的不同部分。

優(yōu)選地，冷卻通道5具有連接到進(jìn)口6的第一路徑5a、和連接到出口7的第二路徑5b；第一路徑5a與第二路徑5b在其端部（即，在葉尖處）連接。限流件23被限定在第二路徑5b中。

在又一個(gè)實(shí)施例中（圖13和圖14），提供將第一路徑5a連接到第二路徑5b的中間通道24。

葉片1是長(zhǎng)葉片，例如燃?xì)廨啓C(jī)的下游級(jí)的葉片；葉片的縱向長(zhǎng)度（即，沿軸線L的長(zhǎng)度）可以具有例如至少60厘米、優(yōu)選地至少75厘米、更優(yōu)選地在90-120厘米之間的大小。

基于所描述和說(shuō)明的內(nèi)容，葉片1的運(yùn)行是顯而易見(jiàn)的并且基本上是下面的描述。

在運(yùn)行期間，葉片1旋轉(zhuǎn)浸沒(méi)于熱氣體中。

冷卻空氣 F1（例如，從壓縮機(jī)中吸出）被提供至葉片與轉(zhuǎn)子R之間，并且進(jìn)入冷卻通道5（箭頭F2）；當(dāng)進(jìn)入冷卻通道5時(shí)，突出部22有助于減小壓力損失。

因此，冷卻空氣通過(guò)冷卻通道5的第一路徑5a，從而使翼型部冷卻（箭頭F3）。一些冷卻空氣（冷卻空氣的減小部分）通過(guò)第二孔18并且使葉尖19冷卻。

因此，冷卻空氣通過(guò)冷卻通道5的第二路徑5b（箭頭F4）而到達(dá)出口7。冷卻空氣被從出口7中被排放到冷卻通道5的外部。

當(dāng)通過(guò)第一路徑5a時(shí)，冷卻空氣被壓縮（泵送效應(yīng)），并且消耗能量；相反，當(dāng)通過(guò)第二路徑5b時(shí)，使冷卻空氣發(fā)生膨脹，并且提供能量。因此，因?yàn)檫M(jìn)口6是在根部2處或在平臺(tái)3處并且出口7是在平臺(tái)3處，所以經(jīng)過(guò)冷卻通道5的冷卻空氣通道大體上是中性的，即，整體上不存在由于泵送效應(yīng)（即，通過(guò)冷卻通道5的冷卻空氣的壓縮）所導(dǎo)致的顯著能耗，因?yàn)檫M(jìn)口6和出口7關(guān)于轉(zhuǎn)子R處在相同的徑向位置或者處在接近的徑向位置，因而不會(huì)產(chǎn)生顯著的泵送效應(yīng)。

在進(jìn)入孔8并經(jīng)過(guò)冷卻通道5的出口7之后，冷卻空氣通過(guò)孔8并且使平臺(tái)3（具體地，平臺(tái)的面向翼型部4的壓力側(cè)4a的部分；箭頭F5）冷卻。然后將冷卻空氣從孔8中排出，因?yàn)槔鋮s空氣在被容納于基座15中的密封件與翼型部4中間被排出，所以冷卻空氣在相鄰葉片的平臺(tái)上方移動(dòng)并且使平臺(tái)的面向相鄰葉片1的翼型部4b的吸力側(cè)的部分冷卻（箭頭F6）。

當(dāng)提供限流件23時(shí)，限流件23可以限制通過(guò)它的冷卻空氣的量。圖13示出了其中同時(shí)提供限流件23和中間通道24的一個(gè)實(shí)例；在這種情況下，可以根據(jù)冷卻需求來(lái)優(yōu)化通過(guò)冷卻通道5的不同部分的冷卻空氣的量。

當(dāng)然，所描述的特征可相互獨(dú)立地提供。

附圖標(biāo)記

1 葉片

2 根部

3 平臺(tái)

3a 平臺(tái)壓力側(cè)

3b 平臺(tái)吸力側(cè)

4 翼型部

4a 壓力側(cè)

4b 吸力側(cè)

5 冷卻通道

5a 第一路徑

5b 第二路徑

6 進(jìn)口

7 出口

8 孔

13 前緣

14 后緣

15 基座

17 區(qū)域

18 第二孔

19 葉尖

20 散熱片

22 突出部

23 限流件

24 中間通道

L 縱向軸線

F1、F2、F3、F4、F5、F6 冷卻空氣