CN111379595A - 用于燃气轮机的气膜孔和燃气轮机的叶片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃气轮机的气膜孔和用于燃气轮机的气膜孔，所述气膜孔包括进气孔段和出气孔段，所述出气孔段的第一端和所述进气孔段的第二端连通，所述出气孔段的横截面的外周轮廓大体呈三角形且包括第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段与三角形的三个角一一对应，第二圆弧段和所述第三圆弧段彼此对称，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段中的相邻两个圆弧段均通过相切线段相连，且连接所述第二圆弧段和所述第三圆弧段的相切线段为弧线段且朝向所述第一圆弧段弯曲。本发明的用于燃气轮机的气膜孔可以降低所需冷气量，提高冷却性能，从而提高机组效率。

Description

用于燃气轮机的气膜孔和燃气轮机的叶片

技术领域

本发明涉及燃气轮机技术领域，具体地涉及一种用于燃气轮机的气膜孔和具有气膜孔的燃气轮机的叶片。

背景技术

燃气轮机是天然气、合成气等燃气用发电装置的核心设备，燃气轮机主要包括压气机、燃烧室和透平。其中，透平叶片是高温燃气热能转化为机械能的关键部件，根据布雷顿循环原理，从燃烧室出来的燃气温度越高，燃气轮机简单循环的总热效率越高，然而当高温燃气超过了透平叶片材料耐受温度时，严重影响透平叶片的寿命。为此，为了实现燃气轮机高效发电，需将高温透平叶片进行冷却控温，叶片所需冷气量越高，机组运行效率越低，经济性越差。

相关技术中，用于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，气膜有效度低以及所需冷气量多等的问题，降低了冷却性能和机组效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一方面提出了一种用于燃气轮机的气膜孔,该气膜孔的气膜覆盖效果好，提高了气膜有效度，降低了所需冷气量，提高了冷却性能和机组效率。

本发明另一方面还提出了一种燃气轮机的叶片。

根据本发明的第一方面的实施例的用于燃气轮机的气膜孔包括：进气孔段，所述进气孔段的第一端面倾斜设置；出气孔段，所述出气孔段的第一端和所述进气孔段的第二端连通，所述出气孔段的第二端面倾斜设置，所述出气孔段的横截面积沿从所述出气孔段的第一端朝向所述出气孔段的第二端的方向逐渐增大，所述出气孔段的横截面的外周轮廓大体呈三角形且包括第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段与所述三角形的三个角一一对应，第二圆弧段和所述第三圆弧段彼此对称，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段中的相邻两个圆弧段均通过相切线段相连，且连接所述第二圆弧段和所述第三圆弧段的相切线段为弧线段且朝向所述第一圆弧段弯曲。

根据本发明实施例的用于燃气轮机的气膜孔，通过将出气孔段设置成沿从所述出气孔段的第一端朝向所述出气孔段的第二端的方向逐渐增大的扩张段，且出气孔段的横截面的外周轮廓包括上述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，可以改善气膜覆盖效果，提高气膜有效度，降低所需冷气量，提高冷却性能，从而提高机组效率。

在一些实施例中，所述第一圆弧段所在圆的直径为d1，所述第二圆弧段和所述第三圆弧段所在的圆的直径为d2，d2≤d1。

在一些实施例中，所述进气孔段的横截面呈圆形，所述进气孔段的中心轴线经过所述第一圆弧段所在圆的圆心。

在一些实施例中，所述出气孔段被第一平面所截形成的横截面中，所述第一圆弧段所在圆的直径为d1且与所述进气孔段的直径相同，其中所述第一平面经过所述出气孔段的第二端面与所述进气孔段的中心轴线的交点且正交于所述进气孔段的中心轴线。

在一些实施例中，所述出气孔段被所述第一平面所截形成的横截面中，所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第二圆弧段所在圆的圆心之间的距离以及所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第三圆弧段所在圆的圆心之间的距离为L1，d1≤L1≤2d1。

在一些实施例中，所述进气孔段被第二平面所截，其中所述第二平面经过所述进气孔段的第一端面与所述进气孔段的中心轴线的交点且正交于所述进气孔段的中心轴线；所述进气孔段和所述出气孔段的连接处被第三平面所截，所述第三平面正交于所述进气孔段的中心轴线，所述第二平面和所述第三平面之间的距离为L2，d1≤L2≤8d1。

在一些实施例中，所述第三平面和所述第一平面之间的距离为L3，0.5d1≤L3≤4d1。

在一些实施例中，所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第二圆弧段所在圆的圆心之间的连线与所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第三圆弧段所在圆的圆心之间的连线之间的夹角为α，且40°≤α≤120°。

在一些实施例中，连接所述第一圆弧段和所述第二圆弧段的相切线段为第一切线段，连接所述第一圆弧段和所述第三圆弧段的相切线段为第二切线段，所述第一切线段和所述第二切线段中的至少一个为弧形段或直线段。

在一些实施例中，所述第一切线段和所述第二切线段均为弧形段且彼此对称。

在一些实施例中，所述第一切线段朝向远离所述第三圆弧段的方向弯曲，所述第二切线段朝向远离所述第二圆弧段的方向弯曲。

根据本发明的第二方面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，所述气膜孔为上述任一实施例所述的用于燃气轮机的气膜孔，所述气膜孔相对于从所述叶片体的外壁面朝向所述叶片体的内壁面的方向倾斜设置，且所述进气孔段的第一端面与所述叶片体的外壁面平齐，所述出气孔段的第二端面与所述叶片体的内壁面平齐。

在一些实施例中，所述气膜孔为多个，多个所述气膜孔间隔布置。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的燃气轮机的叶片的示意图。

图2是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的示意图。

图3是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的示意图，其中示出了进口横截面和出口横截面。

图4是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的出气孔段的横截面的外周轮廓的示意图。

图5是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的纵截面示意图。

图6是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的有效度和流场分布的示意图。

图7是现有扇形孔的有效度和流场分布的示意图。

图8是现有圆形孔的有效度和流场分布的示意图。

图9是根据本发明的实施例的用于燃气轮机的气膜孔的有效度与质量流量比的关系图。

附图标记：

叶片体1，叶片体的外壁面11，叶片体的内壁面12，冷却通道2，气膜孔3，进气孔段31，出气孔段32，出口横截面320，第一圆弧段321，第二圆弧段322，第三圆弧段323，第一切线段324，第二切线段325，第三切线段326，第一平面A，第二平面B，第三平面C。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

下面描述根据本发明实施例的燃气轮机的叶片和用于燃气轮机的气膜孔。

如图1所示，根据本发明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。换言之，气膜孔3贯穿叶片体1的壁以连通冷却通道2。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。

在一些实施例中，气膜孔3为多个，多个气膜孔3间隔布置。进一步地，多个气膜孔3均匀间隔布置。换言之，相邻气膜孔3之间的距离相同。在本发明的描述中，“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。

下面参考附图2-5描述根据本发明实施例的用于燃气轮机的气膜孔。

如图2-5所示，根据本发明实施例的用于燃气轮机的气膜孔3包括进气孔段31和出气孔段32，其中进气孔段31的第一端面(图2所示的进气孔段31的左端面)倾斜设置。换言之，如图2所示，进气孔段31从左向右延伸且向上倾斜，进气孔段31的左端面相对于横切进气孔段31的平面向左倾斜预定角度。

出气孔段32的第一端(图2所示的出气孔段32的左端)和进气孔段31的第二端(图2所示的进气孔段31的右端)连通，出气孔段32的第二端面(图2所示的出气孔段32的右端面)倾斜设置。换言之，如图2所示，进气孔段31和出气孔段32从左向右布置且彼此连通，出气孔段32的右端面相对于横切出气孔段32的平面向右倾斜预定角度。

出气孔段32的横截面积沿从出气孔段32的第一端朝向出气孔段32的第二端的方向逐渐增大。换言之，出气孔段32的横截面积沿从左向右逐渐增大，以使出气孔段32形成为一个扩张段，以利于气流的喷射。

如图3-4所示，出气孔段32的横截面的外周轮廓大体呈三角形且包括第一圆弧段321、第二圆弧段322和第三圆弧段323，第一圆弧段321、第二圆弧段322和第三圆弧段323与三角形的三个角一一对应。换言之，出气孔段32的横截面的外周轮廓形似三角形且具有三个圆弧角，第一圆弧段321形成出气孔段32的横截面的外周轮廓的一个圆弧角，第二圆弧段322形成出气孔段32的横截面的外周轮廓的另一个圆弧角，第三圆弧段323形成出气孔段32的横截面的外周轮廓的再一个圆弧角。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

其中第二圆弧段322和第三圆弧段323彼此对称。换言之，出气孔段32的横截面的外周轮廓形似等腰三角形，第二圆弧段322和第三圆弧段323相对于第一圆弧段321对称。

第一圆弧段321、第二圆弧段322和第三圆弧段323中的相邻两个圆弧段均通过相切线段相连。换言之，第一圆弧段321和第二圆弧段322之间通过一个线段连接，该一个线段的第一端与第一圆弧段321的第一端相切相连，该一个线段的第二端与第二圆弧段322的第一端相切相连；第一圆弧段321和第三圆弧段323之间通过另一个相切线段连接，该另一个线段的第一端与第一圆弧段321的第二端相切相连，该另一个线段的第二端与第三圆弧段322的第一端相切相连；第二圆弧段322和第三圆弧段323之间通过再一个相切线段连接，该再一个相切线段的第一端与第二圆弧段322的第二端相切相连，该再一个相切线段的第二端与第三圆弧段323的第二端相切相连。

其中连接第二圆弧段322和第三圆弧段323的相切线段为弧线段且朝向第一圆弧段321弯曲。换言之，上述再一个相切线段呈弧形，且朝向三角形的中心弯曲，即该再一个相切线段不是向外凸出的弧线段，而是向内凹入的弧线段。

根据本发明实施例的用于燃气轮机的气膜孔3，通过将出气孔段32设置成沿从出气孔段32的第一端朝向出气孔段32的第二端的方向逐渐增大的扩张段，且出气孔段32的横截面的外周轮廓包括上述第一圆弧段321、第二圆弧段322和第三圆弧段323，可以改善气膜覆盖效果，提高气膜有效度，降低所需冷气量，提高冷却性能，从而提高机组效率。

具体地，上述气膜孔3应用到根据本发明实施例的燃气轮机的叶片中时，气膜孔3相对于从叶片体1的外壁面11朝向叶片体1的内壁面12的方向倾斜设置，且进气孔段31的第一端面与叶片体1的外壁面11平齐，出气孔段的第二端面与叶片体1的内壁面12平齐，以使气膜孔3贯通叶片体1的壁。由于气膜孔3倾斜设置，由此可知，进气孔段的31的第一端面相对于横切进气孔段31的平面倾斜，出气孔段32的第二端面相对于横切出气孔段32的平面倾斜。

为便于理解，出气孔段32的横截面的外周轮廓可解释为由以下过程形成：

首先确定三个点，其中三点两两连线后可形成等腰三角形；其次以三个点为圆心分别作圆；再在相邻两圆之间作出与两圆均相切的切线以连接两圆。此后，分别去除掉三个圆的内侧部分，保留外侧部分；分别去掉三条切线的伸出两两圆之间的部分，保留两两圆之间的部分。由此，三个圆的外侧部分以及三条切线的位于两两圆之间的部分围成的外圈封闭轮廓，该轮廓即形成出气孔段32的横截面的外周轮廓。

在一些实施例中，如图4所示，第一圆弧段321所在圆的直径为d1，第二圆弧段322和第三圆弧段323所在的圆的直径为d2，d2≤d1。

在一些实施例中，如图3所示，进气孔段31的横截面呈圆形，进气孔段31的中心轴线经过第一圆弧段321所在圆的圆心。换言之，进气孔段31为圆形管，第一圆弧段321所在圆的圆心位于进气孔段31的中心轴线上，即进气孔段31的直径与第一圆弧段321所在圆的直径相同。

进一步地，进气孔段31为恒径段。进气孔段31的直径沿进气孔段31的延伸方向恒定。换言之，进气孔段31的直径在进气孔段31的任意位置处均相同。

在一些实施例中，如图3-4所示，出气孔段32被第一平面A所截形成的横截面中，第一圆弧段321所在圆的直径为d1且与进气孔段31的直径相同，其中第一平面A经过出气孔段32的第二端面(图3所示出气孔段32的右端面)与进气孔段31的中心轴线的交点且正交于进气孔段31的中心轴线。换言之，如图3所示，进气孔段31的中心轴线经过出气孔段32的第一圆弧段321所在圆的圆心穿出出气孔段32的右端面，第一平面A垂直于进气孔段31的中心轴线且经过进气孔段31的中心轴线与出气孔段32的右端面之间的交点，出气孔段32在第一平面A上的投影形成出气孔段32被第一平面A所截形成的横截面，在该横街面中，第一圆弧段321所在圆的直径与进气孔段31的直径相同，且均为d1。

进一步地，出气孔段32被第一平面A所截形成的横街面中，第一圆弧段321所在圆的圆心与第二圆弧段322所在圆的圆心之间的距离以及第一圆弧段321所在圆的圆心与第三圆弧段323所在圆的圆心之间的距离为L1，d1≤L1≤2d1。换言之，如图3-4所示，出气孔段32在第一平面A上的投影中，第一圆弧段321所在圆的圆心与第二圆弧段322所在圆的圆心之间的距离与第一圆弧段321所在圆的圆心与第三圆弧段323所在圆的圆心之间的距离相同，且均为L1。而且L1与第一圆弧段321所在圆的直径d1之间的关系为：d1≤L1≤2d1。

在一些实施例中，如图3、5所示，进气孔段31被第二平面B所截，其中第二平面B经过进气孔段31的第一端面(图3所示的进气孔段31的左端面)与进气孔段31的中心轴线的交点且正交于进气孔段31的中心轴线；进气孔段31和出气孔段32的连接处被第三平面C所截，第三平面C正交于进气孔段31的中心轴线，第二平面B和所述第三平面C之间的距离为L2，d1≤L2≤8d1。

换言之，如图3、5所示，进气孔段31的左端面与进气孔段31的中心轴线相交具有交点，第二平面B垂直于进气孔段31的中心轴线且经过该交点，进气孔段31在第二平面B的投影为圆形，即进气孔段31被第二平面B所截形成的横截面呈圆形。

第三平面C经过进气孔段31和出气孔段32的连接处且垂直于进气孔段31的中心轴线，气膜孔3在第三平面C上的投影为圆形。其中第二平面B和第三平面C之间的距离为L2，该距离与出气孔段32在第一平面A上的投影中的第一圆弧段321所在圆的直径d1之间的关系为：d1≤L2≤8d1。

进一步地，第三平面C和第一平面A之间的距离为L3，0.5d1≤L3≤4d1。

在一些实施例中，第一圆弧段321所在圆的圆心与第二圆弧段322所在圆的圆心之间的连线与第一圆弧段321所在圆的圆心与第三圆弧段323所在圆的圆心之间的连线之间的夹角为α，且40°≤α≤120°。

在一些实施例中，连接第一圆弧段321和第二圆弧段322的相切线段为第一切线段324，连接第一圆弧段321和第三圆弧段323的相切线段为第二切线段325，第一切线段324和第二切线段325中的至少一个为弧形段或直线段。

换言之，第一切线段324与第一圆弧段321和第二圆弧段322相切连接，第二切线段325与第一圆弧段321和第三圆弧段323相切连接，且第一切线段324和/或第二切线段325可以呈弧形，也可以呈直线形，且本发明并不限于此。

可以理解的是，若界定连接第二圆弧段322和第三圆弧段323的切线段为第三切线段326，第三切线段326为弧线段且朝向第一圆弧段321弯曲。

其中在图2-3所示的实施例中，第一切线段324和第二切线段325为弧形段。换言之，第一切线段324和第二切线段325均呈弧形。进一步地，第一切线段324和第二切线段325彼此对称布置。

在一些具体地实施例中，第一切线段324朝向远离第三圆弧段323的方向弯曲，第二切线段325朝向远离第二圆弧段322的方向弯曲。换言之，第一切线段324和第二切线段325均朝向三角形的中心弯曲，即其不是向外凸出的弧线段，而是向内凹入的弧线段。

下面参考附图1-5描述根据本发明具体实施例的燃气轮机的叶片。

如图1-5所示，根据本发明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上设有多个彼此均匀间隔开的气膜孔3。

气膜孔3贯穿叶片体1的壁，以使气膜孔3与冷却通道2连通。具体地，气膜孔3的延伸方向相对于从叶片体1的外壁面11朝向叶片体1的内壁面12的方向倾斜设置，且气膜孔3的外端面与叶片体1的外壁面11平齐，气膜孔3的内端面与叶片体1的内壁面12平齐。由此，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。

如图2所示，气膜孔3包括从左向右依次布置的进气孔段31和出气孔段32，进气孔段31为恒径段且横截面为圆形，进气孔段31的左端面即为气膜孔3的外端面，由于气膜孔3倾斜设置，故进气孔段31的左端面相对于横切进气孔段31的平面倾斜设置且呈近似椭圆形。

出气孔段32的横截面积从左向右逐渐增大以形成从坐下向右逐渐扩张段，出气孔段32的横截面的外周轮廓大体呈等腰三角形，出气孔段32的横截面的外周轮廓包括第一圆弧段321、第一切线段324、第二圆弧段322、第二切线段325、第三圆弧段323和第三切线段326，其中第一圆弧段321、第二圆弧段322和第三圆弧段323与三角形的三个角一一对应，且第二圆弧段322和第三圆弧段323彼此对称。

第一切线段324相切连接第一圆弧段321和第二圆弧段322，第二切线段325与相切连接第一圆弧段321和第三圆弧段323，且第一切线段324和第二切线段325彼此对称，第一切线段324和第二切线段325均呈弧形且朝向远离三角形的中心的方向弯曲，即二者均向外凸出。第三切线段326相切连接第二圆弧段322和第三圆弧段323，且第三切线段326呈弧形且朝向三角形的中心弯曲，即其向内凹入。

进气孔段32的直径为d1，且进气孔段31的中心轴线经过第一圆弧段321所在圆的圆心。进气孔段31被第二平面B所截，其中第二平面B经过进气孔段31的左端面与进气孔段31的中心轴线之间的交点且垂直于进气孔段31的中心轴线，进气孔段31在第二平面B的投影为圆形。

进气孔段31和出气孔段32的连接处被第三平面C所截，且第三平面C垂直于进气孔段31的中心轴线，气膜孔3在第三平面C上的投影为圆形。

出气孔段32被第一平面A所截，第一平面A经过出气孔段32的右端面与进气孔段31的中心轴线的交点且垂直于进气孔段31的中心轴线。

出气孔段32在第一平面A的投影中，第一圆弧段321所在圆的直径也为d1，即与进气孔段31的直径相同。第二圆弧段321所在圆的直径为d2，其中d2≤d1。第一圆弧段321所在圆的圆心与第二圆弧段322所在圆的圆心之间的距离和第一圆弧段321所在圆的圆心与第三圆弧段323所在圆的圆心之间的距离相同，且均为L1，其中d1≤L1≤2d1。第二平面B和所述第三平面C之间的距离为L2，其中d1≤L2≤8d1。第三平面C和第一平面A之间的距离为L3，其中0.5d1≤L3≤4d1。第一圆弧段321所在圆的圆心与第二圆弧段322所在圆的圆心之间的连线与第一圆弧段321所在圆的圆心与第三圆弧段323所在圆的圆心之间的连线之间的夹角为α，且40°≤α≤120°。

对根据本发明的实施例的气膜孔和传统的圆孔与扇形孔结构分别进行数值模拟，以从流场结构、气膜覆盖结构，气膜有效度等方面进行对比分析，如图5-7所示。

其中，气膜有效度如下式所示：

其中，T_g为主流燃气温度，T_aw为在气膜冷却条件下叶片表面覆盖冷气温度，T_c为气膜孔流出温度。

通过对三种气膜孔流场与气膜覆盖效果进行分析，无论在流场结构与气膜覆盖效果均有改善，对比图6与图7，根据本发明的实施例的气膜孔相对于传统的扇形孔，根据本发明的实施例的气膜孔的相邻孔低气膜区域明显小于扇形孔，对气膜出流具有更明显扩压减速效果，提高气膜有效度。同理，对比图6和图8，根据本发明的实施例的气膜孔也明显优于传统的圆形孔。

对比气膜覆盖区域平均有效度与冷气量关系如图9所示，相同冷气质量流量比条件下，根据本发明的实施例的气膜孔平均气膜有效度均高于传统的扇形孔和圆形孔；对比表1，根据本发明的实施例的气膜孔在相同冷气量气膜有效度至少高于传统的扇形孔10％，至少高于传统的圆形气膜孔25％。

其中质量流量比如下式所示：

其中mc为冷气进口质量流量，mg为主流燃气质量流量。

表1叶片气膜有效度与质量流量比的关系

MFR[％]	新型气膜孔	圆形气膜孔	扇形气膜孔
				0.5	0.0938	0.0730	0.0832
0.7	0.1123	0.0845	0.0933
				0.9	0.1214	0.0908	0.1030
1	0.1223	0.0919	0.1081

综上分析，根据本发明的实施例的气膜孔较传统的圆孔与扇形孔有显著提高，用于燃机的叶片可以有效降低叶片冷气量需求，从而降低燃机透平冷气量需求，提高机组效率，提高经济性。

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发明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须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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，包括：

进气孔段，所述进气孔段的第一端面倾斜设置；

出气孔段，所述出气孔段的第一端和所述进气孔段的第二端连通，所述出气孔段的第二端面倾斜设置，所述出气孔段的横截面积沿从所述出气孔段的第一端朝向所述出气孔段的第二端的方向逐渐增大，所述出气孔段的横截面的外周轮廓大体呈三角形且包括第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段与所述三角形的三个角一一对应，所述第二圆弧段和所述第三圆弧段彼此对称，所述第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段中的相邻两个圆弧段均通过相切线段相连，且连接所述第二圆弧段和所述第三圆弧段的相切线段为弧线段且朝向所述第一圆弧段弯曲。

2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述第一圆弧段所在圆的直径为d1，所述第二圆弧段和所述第三圆弧段所在的圆的直径为d2，d2≤d1。

3.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述进气孔段的横截面呈圆形，所述进气孔段的中心轴线经过所述第一圆弧段所在圆的圆心。

4.根据权利要求2所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述出气孔段被第一平面所截形成的横截面中，所述第一圆弧段所在圆的直径为d1且与所述进气孔段的直径相同，其中所述第一平面经过所述出气孔段的第二端面与所述进气孔段的中心轴线的交点且正交于所述进气孔段的中心轴线。

5.根据权利要求4所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述出气孔段被所述第一平面所截形成的横截面中，所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第二圆弧段所在圆的圆心之间的距离以及所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第三圆弧段所在圆的圆心之间的距离为L1，d1≤L1≤2d1。

6.根据权利要求4所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述进气孔段被第二平面所截，其中所述第二平面经过所述进气孔段的第一端面与所述进气孔段的中心轴线的交点且正交于所述进气孔段的中心轴线；所述进气孔段和所述出气孔段的连接处被第三平面所截，所述第三平面正交于所述进气孔段的中心轴线，所述第二平面和所述第三平面之间的距离为L2，d1≤L2≤8d1。

7.根据权利要求6所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述第三平面和所述第一平面之间的距离为L3，0.5d1≤L3≤4d1。

8.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第二圆弧段所在圆的圆心之间的连线与所述第一圆弧段所在圆的圆心与所述第三圆弧段所在圆的圆心之间的连线之间的夹角为α，且40°≤α≤120°。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，连接所述第一圆弧段和所述第二圆弧段的相切线段为第一切线段，连接所述第一圆弧段和所述第三圆弧段的相切线段为第二切线段，所述第一切线段和所述第二切线段中的至少一个为弧形段或直线段。

10.根据权利要求9所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述第一切线段和所述第二切线段均为弧形段且彼此对称。

11.根据权利要求10所述的用于燃气轮机的气膜孔，其特征在于，所述第一切线段朝向远离所述第三圆弧段的方向弯曲，所述第二切线段朝向远离所述第二圆弧段的方向弯曲。

12.一种燃气轮机的叶片，其特征在于，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，所述气膜孔为权利要求1-11中任一项所述的用于燃气轮机的气膜孔，所述气膜孔相对于从所述叶片体的外壁面朝向所述叶片体的内壁面的方向倾斜设置，且所述进气孔段的第一端面与所述叶片体的外壁面平齐，所述出气孔段的第二端面与所述叶片体的内壁面平齐。

13.根据权利要求12所述的燃气轮机的叶片，其特征在于，所述气膜孔为多个，多个所述气膜孔间隔布置。

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