本实用新型专利技术公开了一种待冷却壁体结构、涡轮叶片以及航空发动机，涉及航空发动机技术领域。解决了现有技术存在待冷却壁体结构冷却效率较差的技术问题。该待冷却壁体结构包括第一层壁、第二层壁、冷流膜孔、展流槽以及间隔体，其中：第一层壁通过间隔体与第二层壁相连接，展流槽至少部分设置在间隔体沿厚度方向投影在第一层壁上的投影区域内，展流槽与至少一个冷流膜孔的出流口相连通。该涡轮叶片以及航空发动机各自均包括本实用新型专利技术提供的待冷却壁体结构。本实用新型专利技术用于提高待冷却壁体结构的冷却效率和强度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及航空发动机
，尤其涉及一种待冷却壁体结构、设置该待冷却壁体结构的涡轮叶片以及航空发动机。
技术介绍
涡轮是航空发动机的重要组成部分之一。为了获得更好的推进效率，航空发动机涡轮前温度不断提高，这使得涡轮叶片面临着日趋恶劣的工作环境，因此迫切需要发展新型高效的叶片冷却结构。传统的涡轮叶片多采用内部冲击、肋或扰流柱强化内部冷却和外部气膜冷却的复合冷却结构形式。近年来，逐渐提出将待冷却壁体结构设计为冲击加气膜的双层壁结构，由于该结构的整体冷却效果远高于传统冷却形式，因而双层壁结构逐渐被应用于实际叶片。本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：如图1所示，通常的双层壁结构是在内壁(也称内层壁)71布置冲击孔73，外壁(也称外层壁)72布置气膜孔74。气流从冲击孔73冲击到上壁面即外壁72，继而在两层壁之间流动很短的距离后即从气膜孔74流出，这使得冷气在两层壁中主要获得冲击换热效果，而对流换热效果较弱。即使在两层壁中间布置肋或扰流柱结构来增强扰动，由于冷气流动距离较短，扰动效果也收益甚微。另外，由于外壁72厚较薄，使得通常双层壁结构的气膜孔74均采用基础圆孔结构。圆孔射流集中，形成的气膜展向分布不佳，且气膜孔74出口射流的法向速度较大，形成的气膜不易较好地贴附壁面。此外，为提高气膜的冷却的效果，现有技术还提供了一种在涡轮叶片外壁上设置与气膜孔连通的具有展流功能的凹槽的技术方案，通
过凹槽提高气膜孔流出的气流的横向覆盖效果的方式，改善气膜分布的均一性，但由于涡轮叶片外壁通常厚度较薄，所以凹槽的深度较浅，未能有效地提高气流横向的覆盖效果，且凹槽的设置会大大地降低涡轮叶片外壁的强度，导致涡轮叶片外壁使用寿命降低。
技术实现思路
本技术的至少一个目的是提出一种待冷却壁体结构、设置该待冷却壁体结构的涡轮叶片以及航空发动机。至少解决了现有技术存在待冷却壁体结构冷却效率较差的技术问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(冷却效果优良、结构强度高、使用寿命长等)详见下文阐述。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：本技术提供的待冷却壁体结构，包括第一层壁、第二层壁、冷流膜孔、展流槽以及所述第一层壁通过间隔体与所述第二层壁相连接，其中：所述展流槽至少设置在所述第一层壁上，且所述展流槽与至少一个所述冷流膜孔的出流口相连通；所述展流槽至少部分位于所述间隔体沿厚度方向投影在所述第一层壁上的投影区域内。由所述冷流膜孔的出流口流入所述展流槽的冷却流体能沿所述展流槽作展向流动并在流出所述展流槽后形成贴附于所述第一层壁的外表面的冷却流体膜层。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽的数目为两条以上，且与同一条所述展流槽连通的所述冷流膜孔的数目为两个以上。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽的底部沿其深度方向贯穿所述第一层壁并延伸至所述间隔体内。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后
技术方案的优化，所述冷流膜孔的至少部分区段设置在所述间隔体内或设置在所述间隔体与所述第一层壁相连接的位置。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽的内壁包括第一壁面以及第二壁面，其中：所述冷流膜孔的出流口位于所述第一壁面上，所述冷却流体流出所述第二壁面后形成贴附于所述第一层壁的外表面的冷却流体膜层。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一壁面以及所述第二壁面均为平面，且所述第一壁面与所述第一层壁的外表面或与所述第一层壁的外表面的切面之间存在第一夹角；所述第二壁面与所述第一层壁的外表面或与所述第一层壁的外表面的切面之间存在第二夹角，所述第二夹角小于所述第一夹角；作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一夹角为直角，和/或，所述第二夹角为15°～60°。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述冷流膜孔的出流方向与所述第一层壁的外表面或所述第一层壁的外表面的切面之间存在第三夹角，所述第三夹角大于等于所述第二夹角且小于所述第一夹角。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第三夹角大于所述第二夹角0°～15°。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽的横截面呈倾斜的V字型。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第一层壁、所述第二层壁以及所述间隔体三者之间的冷却流体腔室与所述冷流膜孔的进流口相连通，所述第二层壁上设置有与所述冷却流体腔室相连通的冲击孔，所述冲击孔的出流方向朝向所述冷却流体腔室内所述第一层壁远离所述展流槽的区域。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后
技术方案的优化，所述间隔体为能将所述第一层壁与所述第二层壁之间的间隙分隔为若干腔室的隔板或为能使流经的冷却流体产生扰流的扰流柱。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽为直线型或曲线形凹槽，和/或，所述冷流膜孔为圆孔、椭圆孔或多边形孔。作为本技术前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述展流槽的长度方向与所述冷流膜孔的出流方向之间的夹角为直角。本技术提供的涡轮叶片，包括本技术任一技术方案提供的待冷却壁体结构，其中：所述第一层壁为涡轮叶片的外层壁，所述第二层壁为所述涡轮叶片的内层壁。本技术提供的航空发动机，包括本技术任一技术方案提供的待冷却壁体结构或本技术任一技术方案提供的涡轮叶片。基于上述技术方案，本技术实施例至少可以产生如下技术效果：由于本技术中第一层壁通过间隔体与第二层壁相连接，间隔体(优选为隔板)沿厚度方向投影在第一层壁上的投影区域在整个待冷却壁体结构(优选为双层壁结构)中壁厚尺寸最厚，结构强度也最大，故而此时将可以促使冷却流体作展向流动，进而改善气膜展向分布的作用的展流槽至少部分设置在间隔体沿厚度方向投影在第一层壁上的投影区域内时，展流槽的深度、长度和宽度尺寸均可以做的更大，由此，不仅可以使冷流膜孔(优选为气膜孔)的出流口流出的冷却流体(例如冷气)在展流槽作更为理想的展向流动，进而确保冷却流体流出展流槽后形成贴附于第一层壁的外表面的冷却流体膜层的展向分布更为理想，冷却效果更好，故而解决了现有技术存在待冷却壁体结构冷却效率较差的技术问题。而且由于本技术中展流槽对整个待冷却壁体结构的结构强度的损害较小，所以还具有结构强度高、使用
寿命长的优点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为现有技术中双层壁结构的示意图；图2为本技术实施例1所提供的待冷却壁体结构的立体结构的示意图；图3为图2所示待冷却壁体结构的主视示意图；图4为图3沿A-A线的剖视示意图；图5为图3所示待冷却壁体结构的仰视示意图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种待冷却壁体结构，其特征在于，包括第一层壁(1)、第二层壁(2)、冷流膜孔(3)、展流槽(4)以及间隔体(5)，其中：所述第一层壁(1)通过所述间隔体(5)与所述第二层壁(2)相连接，所述展流槽(4)至少部分设置在所述间隔体(5)沿厚度方向投影在所述第一层壁(1)上的投影区域内，所述展流槽(4)与至少一个所述冷流膜孔(3)的出流口相连通。
【技术特征摘要】
1.一种待冷却壁体结构，其特征在于，包括第一层壁(1)、第二层壁(2)、冷流膜孔(3)、展流槽(4)以及间隔体(5)，其中：所述第一层壁(1)通过所述间隔体(5)与所述第二层壁(2)相连接，所述展流槽(4)至少部分设置在所述间隔体(5)沿厚度方向投影在所述第一层壁(1)上的投影区域内，所述展流槽(4)与至少一个所述冷流膜孔(3)的出流口相连通。2.根据权利要求1所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述展流槽(4)的数目为两条以上，且与同一条所述展流槽(4)连通的所述冷流膜孔(3)的数目为两个以上。3.根据权利要求1所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述展流槽(4)的底部沿其深度方向贯穿所述第一层壁(1)并延伸至所述间隔体(5)内。4.根据权利要求1所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述冷流膜孔(3)的至少部分区段设置在所述间隔体(5)内或设置在所述间隔体(5)与所述第一层壁(1)相连接的位置。5.根据权利要求1－4任一所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述展流槽(4)的内壁包括第一壁面(41)以及第二壁面(42)，其中：所述冷流膜孔(3)的出流口位于所述第一壁面(41)上，所述冷却流体流出所述第二壁面(42)后形成贴附于所述第一层壁(1)的外表面的冷却流体膜层。6.根据权利要求5所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述第一壁面(41)以及所述第二壁面(42)均为平面，且所述第一壁面(41)与所述第一层壁(1)的外表面或与所述第一层壁(1)的外表面的切面之间存在第一夹角(δ)；所述第二壁面(42)与所述第一层壁(1)的外表面或与所述第一层壁(1)的外表面的切面之间存在第二夹角(γ)，所述第二夹角(γ)小于所述第一夹角(δ)。7.根据权利要求6所述的待冷却壁体结构，其特征在于，所述第一夹角(δ)为直角，和/或，...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆剑霞，王晓增，潘晴，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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