CN1008292B - 经改善的具有圆角的气膜冷却通道的叶片 - Google Patents

Abstract

穿过燃气轮发动机空心叶片外壁的一种薄膜冷却通道具有一配量区，配量区和扩散区成串联流动关系，扩散区通至热燃气流要流过的叶片外表面之通道出口。扩散区通常具有垂直于通道轴线的矩形断面。在上、下流纵向延伸的扩散区的间隔相对的表面，通过一对间隔的侧壁连接在一起，该侧壁相互面对，并沿纵向向着通道出口相互倾斜。这些侧壁沿其长度和下流表面汇合成具有大半径的圆滑曲面。通道圆角的曲率直径，其大小处于在所述位置上扩散区上、下流表面间距离的同一数量级。这些大圆角的曲率，和小曲率半径相反，允许所述侧壁以较大的角度相互倾斜，而不使冷却剂流体从其上分离，这就允许少量的冷却剂空气铺开在大面积的机翼外表面上。

Description

本发明和气膜冷却、尤其和气膜冷却叶片有关。

众所周知，叶片的外表面的冷却可以经许多小通道从内腔引导冷却空气来进行。离开通道的空气，在通道下流尽可能长的距离内，继续处于被夹带在叶片表面上的边界层中，以便在热的主流气体和叶片表面之间形成一冷却空气保护膜，这是所希望之事。在通道出口处通道轴线和叶片表面组成的角度以及它与流过叶片表面上热燃气流方向的关系是影响气膜冷却效率的重要因素。气膜冷却效率E被定义为在通道出口下流X距离处，主燃气流温度（Tg）和冷却气膜温度Tf之差除以通道出口处（即在X＝0处）主燃气流温度和冷却剂温度（Tc）之差。因而，E＝（Tg-Tf）/（Tg-Tc）。气膜冷却效率随着离通道出口的距离而迅速减降。 在尽可能大的表面上，在尽可能长的距离内，保持高的气膜冷却效率乃是叶片气膜冷却的主要目的。

众所周知，在该技术中发动机的叶片必须用最少量的冷却空气来冷却，因为该冷却空气乃是工作流体，它从压气机排出，因此它从燃气流通道中流损会迅速降低发动机的效率。叶片设计师们面临着采用一种特殊的最大的冷却流体流量率来冷却所有发动机叶片的问题。从某一内腔流经每个分离的冷却通道进入燃气通道的流量是受冷却通道的最小横断面区（配量区）控制的。该配量区通常位于该通道和内腔交界处。在假定内、外压力是固定的，或者最低限度超出了设计师的控制的情况下，从叶片引出的所有冷却通道和孔口的总配量面积控制了来自叶片的冷却剂的总流量率。设计师的任务是确定通道尺寸和通道间的间隔以及通道的形状与方位，使叶片的全部区域处于由叶片材料性能、最大应力和要求的寿命所考虑的问题决定的临界设计温度极限之下。

从理论上讲，希望叶片表面100%地浸浴在冷却空气薄膜内，然而，离开通道出口的空气通常形成一冷却气膜条带，其宽度不大于或刚刚不大于垂直于燃气流的通道出口的尺寸。冷却通道数量、尺寸和间隔的限制会引起保护气膜间断和（或）出现低的气膜冷却效率区，它会形成局部过热点。叶片过热点是限制发动机运转温度的一个因素。

Howald的美国专利3，527，543采用了具有圆形横断面的倾斜锥形通道以增加从给定通道夹带进边界层中的冷却剂。该通道在纵向延伸或部分朝燃气流方向延伸的平面内也是最佳定向的，以便当冷却剂向下流流动时将其沿纵向铺开在通道的出口上。除了这些特性外，已由烟流显形试验和发动机成品检验确定，在冷却剂喷到叶片表面上后，从椭圆形通道出口（即，Howald专利）流出的冷却剂薄膜的纵向宽度继续纵向延伸，其最大量仅仅大约为通道出口的短轴。这一事实，结合常用的通道间的3至6倍直径的纵向间隔，便使叶片表面上在纵向间隔通道之间及其下流区域得不到从该排通道中流出的冷却流体。如Howald在专利3.527，543中所述的锥形的、带角度的通道充其量或许能达到不大于70%的覆盖率（冷却剂覆盖相邻孔口中心间距的百分率）。

空气离开冷却通道的速度取决于通道进口处空气压力和通道出口处燃气流压力之比。通常其压力比愈高，其出口速度愈高。出口速度过高会使冷却空气穿透到燃气流中去，在没有提供有效的气膜冷却的情况下会被带走。压力比太低会将燃气流吸入到冷却通道中，使叶片完全丧失局部冷却。叶片全部丧失冷却通常造成灾难性的后果，基于这点，总保持一安全裕量。作为安全裕量的这一额外压力使设计趋向于高压力比。能耐高压力比是气膜冷却结构所希望有的性质。如同在上述的Howarld专利中那样，通过把通道做成斜锥形来使冷却空气流扩散，这对于提供耐受力是有好处的，但其中所说的窄的扩散角（最大12°角）要求长的通道，因此，用厚的叶片壁是为了使其出口速度降低，通常被认为最需要减少气膜冷却结构对于压力比的灵敏性。对于在Sidenstick的美国专利4，197，443号中所述的梯形扩散通道也存在同样的限制。为了确保冷却流体不从锥形壁上发生分离，并确保在它排入热燃气流时冷却流体完全充满该通道，在两个相互垂直的平面中，其中所述的最大扩散角度分别为7°和14°。在对扩散角如此限制的情况下，仅仅较厚的叶片壁和在叶片伸展方向倾斜的通道能在纵向构成较宽的通道出口以及较小的通道纵向间隔。最好代之以宽的扩散角，但采用所述的现有技术是不能达到的。

日本专利55-114806在其图2和图3（在这里作为现有技术而复制的图14和15）中表明，一种空心叶片具有被配置成纵向排列的直圆柱形通道，并且该通道排入在该叶片外表面上形成的纵向延伸的通道口内。虽然那个专利似乎说明在该冷却流体流出通道口并到达叶片表面之前来自相邻通道的冷却液体流掺混而在通道口全长上形成一厚薄均匀的冷却流体膜，然而我们的试验经验表明，来自圆柱形通道的冷却剂流体向下流流动，成为大体上等宽度的条带，其宽度大致是通道的直径。引起相邻冷却剂流体条带混杂的任何扩散在下流出现，使该点的气膜冷却效率大大低于大多数叶片设计所要求的冷却效率。

Beer等人的美国专利3，515，449号中叙述了一种用堆叠的蚀刻薄板制成的叶片。所制成的叶片包括几个具有许多纵向隔开的通道的区域，这些通道自内腔通至一共同的纵向延伸的通道口，

中说冷却空气从该通道口流出来，在叶片外表面上 形成一冷却空气膜。在其图1中，每个通道似乎包括从其进口到某一和其通道口相交的最小横断面区。在另一实施方案图9中，通道似乎具有一个小的不变的尺寸，它排入到一相当宽的通道口内。两种造形可能具有和所讨论的日本专利同样的缺点，这就是说，冷却流体在进入主燃气流前会不均匀地充于通道口，而在通道口下流，可能大大低于100%的气膜覆盖率。

关于冷却叶片外表面的气膜的另一些出版物是：专利号为2，149，510、2，220，420、2，489，683的美国专利和“飞行和飞机工程师”（Flight    and    Aircraft    Engineer）第2460号，第69卷，3/16/56，第292-295页，所有这些表明采用了纵向延伸的通道口来冷却叶片前沿表面或其压力侧和负压侧表面。其中所示的通道口完全穿通叶片壁，和内腔直接连通。从结构强度观点看这些通道口是不希望有的，此外它们还要求过大的流量率。

专利号为4，303，374的美国专利表示了一种用于冷却叶片后沿暴露的后移表面结构造形，该结构包括许多纵向间隔排列的在后沿中倾斜的通道。邻近的通道在其出口端会合，在后移表面上形成一连续的冷却空气膜。

一种期刊出版物，由T.F.Irvine，Jr.和J.P.Hartnett编辑的“Advances    in    Heat    Transfer”，第7卷，学术版（1971年纽约），包括由Richard    J.Goldstein写稿的标题为“薄膜冷却”（Film    Cooling）的一专题论文，321-379页，它提出了关于薄膜冷却技术的研究。该研究展示了完全穿通被冷却的壁的各种形状的细长通道口以及穿通该壁的圆断面通道。

本发明目的是提供一种经改善的用于冷却有热燃气流在其上流过的叶片壁面的气膜冷却通道结构。

此外，本发明的另一目的是提供一种叶片气膜冷却通道，在短的扩散距离内，它能将少量的冷却剂作为气膜铺开在大面积的叶片外表面上。

按照本发明，穿通要冷却的壁的气膜冷却通道具有一配量区，配量区和通至通道出口的扩散区成串联关系，通道出口位于热燃气要在其上流过的壁的外表面上，扩散区通常具有跟流过其间的流体流相垂直的矩形断面，并且具有倾斜的、隔离的、面对面的侧壁，这些侧壁把扩散区的上流表面和对面的下流表面纵向连接在一起，这些侧壁沿其长度和下流表面融合成一大半径光滑曲面。

在包括附后的权利要求书的本说明书中，扩散区的“下流表面”是扩散区的表面，它总是面对上流，上流是相对于流过通道出口的热燃气流的下流方向而言的。该下流表面和要被冷却的壁的外表面相交，形成了以下称之为通道出口的下流边沿。

正如在本发明的背景材料中所讨论的那样，从要被冷却的壁的冷却侧引出少量的冷却剂流体，然后将它尽可能大地铺开在壁的热表面积上，成为一薄膜。为了做到这一点，就需要将冷却通道出口在沿垂直于流过通道出口处表面的热燃气流的方向上做得尽可能长，其次，冷却剂流体必须均匀地（在理想情况下）充满整个通道出口，以便在该出口下流形成一冷却剂薄膜，其薄膜宽度和出口长度相等。现有的技术认为使冷却剂流从小截面进口处或配量区扩散到大面积的出口处需要采用比较小的扩散角（即小于7°），以防止从倾斜壁上分离，确保冷却剂流体充满该通道出口。如果通道受限于小的扩散角，那么就需要长的通道长度来使通道出口尺寸大量增加。如果要被冷却的壁很薄，诸如空心的燃气轮机叶片的壁，那么该通道的最大长度便严重地受到限制。制造上的限制，空间的限制，连同通道长度的限制，就需要在现有技术的通道出口间留有比较长的间隔，于是在由该通道形成的冷却剂薄膜中就表现为出现间断。

按照本发明，业已意外地发现，如果用较大的内“角”半径来代替现有技术中的一些小半径（即锐角），在该处扩散区的两则壁和扩散区的下流表面通过圆角半径连接在一起，那么就可允许采用斜度较大的倾斜侧壁，也就是说，当采用大的倾斜角时圆滑的内角有助于使冷却剂充满整个通道出口，并防止气流从侧壁上分离。在采用按本发明造形的通道时，已成功地试验了达到30°的倾斜角（即夹角为60°角）。

接近通道出口的圆角曲率直径应当和在所述位置处扩散区上、下流表面间的距离处于同一数量级上。在上、下流表面向该通道出口倾斜的一般情况下，在接近扩散区进口处，圆角半径可较小些，在通道出口处，逐渐增加到最大半径。在某一实施例中，这些圆角分别成为斜锥体的一部分。

可以相信，圆滑的圆角沿其长度形成了反向旋转的旋涡流，它从有内聚力的中心核处吸引冷却剂，而当冷却剂流经通道的扩散区时使它改变方向流向侧壁，而后向出口处流去。于是，在倾斜角明显大于现有技术通道中所采用的倾斜角的情况下，也能避免气流从侧壁上分离，这就能完全充满具有较短通道的倾斜更大的通道。

按照插图中的图解，从下述优选实施例的详细叙述来看，本发明的上述目的和其它目的、特征和优点会变得更加明显。

图1为局部剖开的空心燃气轮机叶片，体现了本发明的特点。

图2是沿图12-2线所取的剖视图。

图3是图2A-A区域的放大视图，表示按本发明成形的冷却通道。

图4（a），4（b），和4（c）是个别沿图3的4（a）-4（a），4（b）-4（b）和4（c）-4（c）线所取的剖视图。

图5是沿图3的5-5线所取的剖视图。

图6是沿图4a的6-6线所取的剖视图。

图7为一电极的透视图，该电极能用于同时制出一系列相邻的图3-6中所述的冷却剂通道。

图8-10表示基准冷却通道构造，本发明可相对这些作比较。

图11表示的是某一曲线，它可用以比较本发明的冷却剂通道结构和图8-10的基准结构的气膜冷却效果。

图12和图13是类似于图6视图的简略剖视图，表示本发明冷却剂通道的另一结构。

图14和15分别是图2和图3的复制，属于现在技术的日本专利55-114806。

图16是图1B-B区的放大视图。

图17是沿图16的17-17线所取的剖视图。

图18是沿图17的18-18线所取的剖视图。

把图1中普遍以标号10表示的燃气轮机叶片看作是本发明的典型实施例。参照图1和2，叶片构件10的一部分是空心叶片12，该部分沿其伸展方向或纵向从叶根14处向外延伸。平台16配置于叶片12的底面。叶片12包括一具有外表面20和内表面22的壁18。内表面22形成了纵向延伸的内腔，内腔被纵向延伸的肋30、32分别分隔成许多相邻的纵向延伸的隔室24、26、28。叶根14内的通道34、36和隔室24、26、28连通。当叶片10在给定的环境中、诸如在燃气轮机的燃气轮区内工作时，从适当气源来的压力冷却剂诸如压缩机输出空气被输入到通道34、36内，并使隔室24、26、28充以压力。

如图1和图2所示，叶片12包括许多排纵向延伸的冷却剂通道，例如在负压侧的通道38在叶片前沿邻近的通道42和在压力侧的通道44。每一通道38、42、44从叶片内表面22上的进气口延伸到外表面20上的出气口，排与排之间，或一排之间的这些通道不必相同。负压侧的表面20还包括一纵向延伸的通道口40，由许多各别的纵向对齐的通道41供气，通道41延伸到内表面22。为了清楚起见，在图1和图2中表示的叶片已被简化了，通道排的数量，每排的通道数量以及排之间的间距，如图中所示，仅是为了图示，而不受限止。

冷却剂通道可采用任何适当的装置来形成。最好采用众知的电火花加工（EDM）方法来加工，该方法的电极具有要形成的通道形状。采用如图7所示的“梳子”电极，可以同时形成许多通道，“梳子”电极只不过是包含许多邻接“齿”45的电极，它在基体47上联合成一体。在共同占有的美国专利申请中叙述了可用以形成本发明通道的另一梳型电极，该专利申请号为-（记录号为F-5252），标题为“用于加工气膜冷却通道的电极”，由罗伯特E·菲尔德在与此相同的申请日申请的。该种用以形成通道的方法据认为并不是本发明的观点。

在所有的附图中，箭头50代表流经叶片表面的热燃气流（即流线）的方向。为了叙述本发明，流经叶片压力面或负压面上的热燃气流方向应认为是顺流方向。这样，在叶片负压侧或压力侧表面上的任意点，该顺流方向和叶片表面是相切的，或许除了接近于其尖端或叶面处之外，那里产生了非规则流，大体上和叶片的伸展方向相垂直。

本发明改进了的冷却剂通道在这里用通道38表示，它沿叶片纵向配置成一排，穿过叶片负压侧的壁部，并在图3至6中已大大地放大了。虽然按负压侧冷却剂通道描述，它们的用途并不限于叶片的负压侧。显然，本发明对于冷却任何较薄的下述壁面是有用的，该种壁具有充以压力的隔室或腔，其中在壁的一侧含有较冷的流体，而在壁的另一侧的表面上流过热流体，在被冷却的区内，热流体的 压力低于冷却剂流体的压力。

参照图3-6，通道38按顺次的流动关系包括一配量区52，随后是扩散区56。在本实施例中，配量区52的断面通常是矩形的，然而，它的特定的断面形状就本发明来说并不是关键性的，譬如说，可以是圆形的或椭圆形的。按照定义，配量区52是具有最小的垂直于流经通道38的气流方向的断面的冷却剂通道38的那部分，所述气流沿着通道中心线穿过配量区52断面几何中心。通道38的长度B是中心线39跟表面20、22相交点之间的长度。在本说明书中，沿着中心线39的流动是“轴向”流动。

配量区最好短些，以降低从此流出的冷却剂流的内聚性。长度大约小于配量区横截面积等效直径的3倍是最佳的。长度越短越好，只要配量区域恰好形成就行。配量区52的进口58和隔室26（图2）内表面22上的通道38的进口60相连通，并从那里接受一冷却剂流体流。

配量区52的出口62和扩散区56的进口是重合的。扩散区56包括一对隔离的平面66、68。表面68和叶片的伸展方向或纵向相平行。表面68还平行于中心线39。

表面66、68大致向下流延伸，并分别以r₁、r₂角与叶片的外表面20相交（图3）。这些角度最好是不大于40°左右的小角度（最好为30°或少于30°），以使冷却剂流以垂直于叶片外表面的方向穿透到热燃气流中最少。跟那些剩下的通道出口下流附在叶片表面的冷却剂的薄膜相反，过多的穿透会导致冷却剂从叶片表面上迅速被吹走。表面66、68和外表面20的交线分别形成了通道出口71的下流边沿和上流边沿73、75，并且，出于这一理由，表面66、68被分别称之为下流表面和上流表面。注意，下流表面66总是面对上流表面，而上流表面68总是面对下流表面。为了给下面讨论的大的圆角提供空间，要求下流表面66从中心线39上向通道出口71偏离。最好，下流表面按5°-10°间的某一角度和上流表面68倾斜。这就减小了r₁角，这是所希望的。

如同在图4-6中清楚表示的，扩散区56包括侧面70和72，它们相互面对，并在表面66、68间延伸。每一侧面还沿着以β角（图6）从轴线39方向倾斜的某一直线路径从配量区出口延伸到通道出口。达到30°的倾斜角已被试验成功了，其中，宽度大体上和通道出口的全宽相同的冷却剂薄膜形成了，表明通道流动“完美”。可以相信，在细调时，可采用达到40°的倾斜角。

如图12和13中分别简略所示的，侧面也可以是凸弧形（70′，72′）或包括许多直线段（70″或72″），每一直线段以大于前一段的角度从轴线方向倾斜。在每一情况中的有效倾斜角度分别是β′和β″。

参照图4a至4c，每一侧边70，72沿其长度和下流表面66汇合成圆滑的曲线（如同在74、76上一样），而不是尖角和小半径（参看后面要讨论的图8-10）。通道38出口处的圆角直径（图4a）最好处于出口表面66、68之间距离同数量级上。该直径随着通道向扩散区进口往下斜削而减小。沿扩散区的长度该圆角最好构成斜锥体的一部分。锥体的最高点最好处于C点（图3，4a）。

在诸如图8-10中所示的属于现有技术型式的通道中，冷却剂流趋向于保持某种较内缘的单向性气团，纯粹由于边界层中的粘性剪切力，它很难沿着扩散区段的倾斜表面110、112改变方向。本发明圆滑的圆角形成了反向旋转涡流，该涡流有助于将冷却剂均匀地充入扩散区，这就允许采用比现有技术采用通常的小半径或尖角的情况所能采用的倾斜角要大的倾斜角。本发明通道的充分张开的倾斜角可使相同的冷却剂量铺开在明显大于现有技术中具有同样通道长度B（图3）和同样配量区横断面的面积上。这就允许采用长度（B）和配量区有效直径（D）之比小的冷却通道，所要冷却的壁在很薄的情况下，这是极其有利的。

在具有薄壁的较小叶片中（例如0.030英寸厚），全部冷却通道配量部分横截面积总和是受限制的，各配量区的最小尺寸是受实际条件限制的，本发明允许沿其伸展方向排列的各通道出口的相互间隔较现有技术中所采用的通道更近。

按照本发明的另一实施例，如图1、16、17和18所示，形状和上述通道38类似的冷却通道41可被配置得彼此足够近，这样，它们的侧面100在低于叶片外表面20处相交，从而形成了一纵向延伸的通道口40。基于这种结构，来自各通道41的冷却剂流体在低于叶片表面的通道口40内还将进一步扩散，并作为一连续的薄膜沿着通道 口40的长度流出。这就完全消除了冷却剂覆盖范围内的间隔，这种间隔典型地发生在如同上述实施例的通道38那种纵向邻接的通道间，这些通道成分离出口穿出表面。

出于对比的目的，按照本发明的冷却剂通道相对于图8-10中所示的称之为“基准”型的一排成型通道作了对比试验。这些成型通道，除了倾斜角为10°度外，和美国专利4，197，443中Sidenstick所叙述的成型通道是相似的。在下面所叙述的试验中，这些通道流动“良好”，并形成了一冷却剂薄膜，其宽度大体上和通道出口相同，虽然Sidenstick建议最大倾斜角为7°。

图11的曲线表示其试验结果。在图11中，其水平轴是无量纲参数P，其数值为离开冷却通道出口的距离“X”（沿流过出口的主气体方向-即下流方向）跟一个与流出通道的冷却空气的质量流量率直接有关的某一数值之比值。其垂直轴线为在通道出口下流X距离处测得的薄膜冷却效率（按上述定义）。其最大可能的效率为1.0。由于P与离开通道出口的距离有关，并且由于在这些试验中出口下流的距离是唯一可变的，故可认为P是通道出口下流距离的度量。

标有A的曲线是相应于经诸如图8-10中所示的穿过一块试验板202的一排基准冷却剂通道200的曲线，每一通道的面积比Ae/Am是3.6，其中Ae是在图8中标有Ae平面上测量的通道出口横断面积，而Am是在标有Am平面上测量的配量区204（图8）的横断面积。间距直径比P/d是6.5，其中P（图9）是相邻配量区200的中心距，而d是配量区的等效直径，它是具有相同横断面积Am的圆的直径。

曲线B是在扁平试验板中的跟由图1及图16-18所述的通道41和通道口40形成的冷却剂通道形状相同的一种冷却剂通道结构的曲线。采用图16和图17中出现的标记，β角为25°，角为10°，γ角为40°。其面积比Ae/Am为13.3，间距直径比P/d为5.77。Ae和Am是在图17中具有这些标记的平面上测量的，这些平面垂直于通道中心线。在试验板的侧面形成的接受冷却流体的通道口40和那些通道相交，那些通道的倾斜侧面在低于热燃气流要流过的表面处和相邻通道的侧面相交。这样，这些通道沿着试验板热表面形成了一纵向延伸通道口，它和图1中所示的通道口40相似。

由本发明所提供的薄膜冷却效率E的改善是值得注意的，并且在图11中能很容易地看出来。例如，在P＝50时，本发明的冷却效率比基准形状通道的效率约高0.03。在P＝200时，冷却效率的差异约为0.02。展望这个结果，假定通道口出口的冷却剂温度为1200°F，主气流温度为2600°F，在相同的冷却剂质量流量率的情况下，冷却效率增加0.02加转变为冷却剂薄膜温度下降约28°F。

同样可以看出，因为在邻近试验板热表面的通道出口处冷却剂流体完全充满了纵向延伸的通道口，本发明的试验形状提供了一薄膜冷却剂，它覆盖了最初和最后通道间的纵向距离的100%。曲线A所代表的形状仅达到了54%的覆盖范围量级。

虽然本发明就其优选实施例已作了图示和说明，可以理解，就精通本技术的人来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的结构和细节作出其它多种改变和删略。

Claims (14)

1、一种经改善的具有圆角的气膜冷却通道的叶片，包括经改善的具有圆角的气膜冷却通道和外表面与内表面，所述的外表面适于暴露在向下流方向流过该外表面的热燃气流内，所述的内表面适于构成冷却剂隔室的一部分以容纳其中的加压冷却剂，在所述壁内有冷却通道，所述通道在所述外表面上有一出口，并包括一配量区，和扩散区成连续流动关系，所述扩散区具有一进口和一出口，所述配量区适于接受来自冷却剂隔室的冷却剂流，并适于控制流经所述通道的冷却剂流体的流量率，所述扩散区包括和第二表面相间隔并相对的第一表面，所述第一或第二表面相互平行或向着所述外表面相互倾斜，并以小角度与所述壁的外表面相交，以形成所述冷却剂通道的出口，所述冷却剂通道被这样定位来引导来自所述通道出口的冷却剂流，使其具有下流方向的速度分量，所述第一表面形成所述通道出口的上流边缘，而所述第二表面形成所述通道出口的下流边缘，而所述扩散区包括相互面对的侧面，和所述第一及第二表面相互连接，并向着所述扩散区出口相互倾斜，其特征是每一所述侧面大致沿其全长和所述第二表面汇合成光滑的曲面，在所述汇合位置上，其直径处于所述第一和第二表面间距离大小的量级上。

2、按权利要求1所述的叶片，其特征是，所述配量区包括一直边区，它被构成和配置成按轴向引导冷却剂流进入所述扩散区，流向所述通道出口，其中，至少一个侧面以至少15°角从所述的轴向倾斜。

3、按权利要求2所述的叶片，其特征是，所述光滑曲面构成了锥体的一部分。

4、按权利要求2所述的叶片，其特征是，所述两侧面至少以15°角从所述的轴向倾斜。

5、按权利要求4所述的叶片，其特征是，所述配量区在所述冷却壁的内表面上有一进口，而在所述配量区进口和所述扩散区之间有一出口，所述配量区从其进口到出口是一直边区。

6、按权利要求4所述的冷却叶片壁，其特征是，所述通道出口的上流和下流边沿按大体上垂直于下流方向的第一方向延伸。

7、按权利要求6所述的叶片，其特征是，所述第一和第二表面大致沿下流方向向所述通道出口延伸。

8、按权利要求5所述的叶片，其特征是，所述轴线方向基本上平行于所述第一表面，而所述第二表面以大到约10°角从所述轴线方向倾斜。

9、按权利要求6所述的叶片，其特征是，所述配量区具有一出口，该出口位于所述扩散区的进口，所述配量区出口在垂直于所述轴线方向和第一方向两者的方向上具有一高度“A”，所述配量区在所述轴线方向上延伸不大于约3.0“A”的距离。

10、按权利要求1所述的叶片，其特征是，所述壁是空心叶片的外壁。

11、按权利要求9所述的叶片，其特征是，所述壁是空心叶片的外壁，所述第一方向是所述叶片伸展方向。

12、按权利要求11所述的叶片，其特征是，所述配量区沿轴线方向从其进口延伸到所述扩散区进口。

13、按权利要求13所述的叶片，其特征是，它包括许多具有间隔出口、并大致按所述叶片伸展方向定位的所述通道。

14、按权利要求13所述的叶片，其特征是，所述相邻通道的侧面在低于所述外表面外相互交切，而所述相邻通道的第一和第二表面与所述外表面相交以形成一连续的沿叶片伸展方向延伸的通道口。

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