一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶制造技术

一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶，包括叶冠、叶身、伸根和榫齿，所述叶冠内的腔室和叶身内的腔室通过叶冠与叶身交接处的通道相连接，所述叶冠上开有工艺槽、冷却空气孔一和冷却空气孔二，工艺槽与堵塞一相配合，钎焊在一起，冷却空气孔一与堵塞二相配合，在堵塞二面A侧钎焊在一起，在堵塞二面B侧留有间隙L1，冷却空气孔二与堵塞三相配合，在堵塞三面A侧钎焊在一起，在堵塞三面B侧留有间隙L2。本发明专利技术可对叶冠和叶身区域进行均匀冷却，降低因叶片自身温度差产生的热应力，保证叶片在高温燃气中安全且长寿命使用。长寿命使用。长寿命使用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶


[0001]本专利技术应用于燃气轮机领域，具体涉及一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶。

技术介绍

[0002]随着现代燃气轮机技术的发展，对高效率、大功率燃气轮机的需求愈加剧烈。从燃气轮机热力循环方面考虑，提高涡轮前燃气温度是提高发动机热机效率和功率的根本所在。随着涡轮进口温度的不断提高，燃烧室出口最大周向和径向不均匀度明显增加，这将导致叶片热负荷提高、热应力增大。为保证涡轮叶片在高温环境下正常运行，达到设计寿命，必须采用先进、高效的冷却技术降低涡轮叶片温度。因此对涡轮叶片进行高效冷却结构设计是燃气轮机设计的关键问题之一。
[0003]涡轮动叶作为旋转工作叶片，设计工况下的转速能达到每分钟近万转，受到很大的热负荷，一般在涡轮动叶叶冠常常存在一个或几个高温区，为了降低涡轮动叶叶冠处的温度，通常在涡轮动叶上方的静子部件机匣上开设一定数量的冷却空气孔，从高压压气机抽气经这些冷却空气孔，对涡轮动叶的叶冠进行冷却。但这些冷却空气的注入会导致动叶叶尖泄露流增加，损失增大，降低了涡轮部件的工作效率，从而致使燃气轮机整机效率下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为克服现有技术不足，解决因对涡轮动叶叶冠进行冷却，增加叶顶冷却空气量，致使涡轮效率降低的问题，提出了一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶，该结构相对简单，冷却效果好。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶，包括叶冠、叶身、伸根和榫齿。所述涡轮动叶叶冠内的腔室和叶身内的腔室通过叶冠与叶身交接处的通道相连接。所述涡轮动叶的叶冠上开有工艺槽、冷却空气孔一和冷却空气孔二，工艺槽与堵塞一相配合，钎焊在一起，冷却空气孔一与堵塞二相配合，在堵塞二面A侧钎焊在一起，在堵塞二面B侧留有间隙L1，冷却空气孔二与堵塞三相配合，在堵塞三面A侧钎焊在一起，在堵塞三面B侧留有间隙L2。
[0007]进一步地，所述涡轮动叶叶冠为锯齿形叶冠。
[0008]进一步地，所述涡轮动叶叶冠上的工艺槽的尺寸和位置可根据叶片铸造工艺进行更改。
[0009]进一步地，所述涡轮动叶叶冠上的冷却空气孔的数量可以为一个或多个。
[0010]进一步地，所述涡轮动叶叶冠上冷却空气孔一与堵塞二间隙L1和冷却空气孔二与堵塞三间隙L2，可设置在0.03mm至0.2mm之间。
[0011]进一步地，所述涡轮动叶叶冠内的腔室和叶身内的腔室相连接通道的形状可以为圆形、矩形或其他不规则形状。
[0012]进一步地，所述涡轮动叶叶身的冷却结构可以为交错肋冷却结构、蛇型通道结构
或其他冷却结构。
[0013]进一步地，所述涡轮动叶榫齿底部存在工艺孔和进气孔，进气孔的数量可以一个或多个，形状可以圆形、矩形或其他不规则形状。
[0014]本专利技术相比现有技术具有以下有益效果：
[0015]1、本专利技术提出的具有空心叶冠结构的涡轮动叶，叶冠为空心结构，叶冠内的腔室和叶身内的腔室通过叶冠与叶身交接处的通道相连接，且涡轮叶冠上设置了两个冷却空气孔。冷却空气从涡轮动叶榫齿底部的进气孔进入涡轮动叶，经叶身部分的冷却通道，对叶身区域进行有效的冷却后，一部分冷却空气经叶片尾缘部分的窗口注入主流燃气中，另一部分冷却空气经叶冠与叶身交接处的通道进入叶冠空腔，对叶冠进行冷却后，经冷却空气孔与堵塞之间的间隙流入主流燃气。采用该结构的叶片冷却效果较好，可对叶冠和叶身区域进行均匀冷却，降低因叶片自身温度差产生的热应力，保证叶片在高温燃气中安全且长寿命使用。
[0016]2、应用本专利技术提出的具有空心叶冠结构动叶的涡轮部件，可减少或取消涡轮动叶上方，经静子机匣上冷却孔的冷却空气量。一方面，可简化涡轮静子部件结构，另一方面，可大幅度减少涡轮动叶叶顶燃气的泄露，提高了涡轮动叶叶顶气动效率，进而提升涡轮部件和整机的效率指标。
附图说明
[0017]图1为具有空心叶冠结构的涡轮动叶示意图；
[0018]图2为图1的B向视图；
[0019]图3为图1的A
‑
A剖视图；
[0020]图4为图2的C
‑
C向视图；
[0021]图5为图1的D向视图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术申请作进一步的说明：
[0023]具体实施方式一：结合图1至图5说明本专利技术的实施方式，本实施例所述的具有空心叶冠结构的涡轮动叶，包括叶冠1、叶身2、伸根3和榫齿4。具体而言，所述涡轮动叶的叶冠1和叶身2均具有复杂的冷却结构，如图3和图4所示，所述涡轮动叶的叶冠1内的腔室1
‑
1和叶身2内的腔室2
‑
1通过叶冠1与叶身2交接处的通道5相连接。如图3所示，所述涡轮动叶的叶冠1上开有工艺槽6、冷却空气孔一7和冷却空气孔二8。工艺槽6与堵塞一9相配合，钎焊在一起。冷却空气孔一7与堵塞二10相配合，在堵塞二面A侧10
‑
1钎焊在一起，在堵塞二面B侧10
‑
2留有间隙L1。冷却空气孔二8与堵塞三11相配合，在堵塞三面A侧11
‑
1钎焊在一起，在堵塞三面B侧11
‑
2留有间隙L2。
[0024]具体实施方式二：结合图1和图2，本实施例所述涡轮动叶叶冠1为锯齿形结构。
[0025]具体实施方式三：结合图2和图3，本实施例所述涡轮动叶叶冠1上的工艺槽6的形状为矩形，位于叶冠中部。
[0026]具体实施方式四：结合图2和图3，本实施例所述涡轮动叶叶冠1上的冷却空气孔有两个，冷却空气孔一7和冷却空气孔二8的孔径大小相等，直径均为1.5mm。
[0027]具体实施方式五：结合图2和图3，本实施例所述所述涡轮动叶叶冠1上冷却空气孔一7与堵塞二10面B侧10
‑
2的间隙L1为0.03
‑
0.08mm，冷却空气孔二8与堵塞三11面B侧11
‑
2的间隙L2为0.03
‑
0.08mm。
[0028]具体实施方式六：结合图3和图4，本实施例所述涡轮动叶的叶冠1内的腔室1
‑
1和叶身2内的腔室2
‑
1相连接通道5的形状可以为矩形。
[0029]具体实施方式七：结合图1，本实施例所述涡轮动叶叶身2的冷却结构，分为区域E和区域F，两个区域均为交错肋冷却结构。
[0030]具体实施方式八：结合图5，本实施方案所述涡轮动叶榫齿4底部存在一个工艺孔12和一个矩形的进气孔13。
[0031]在本专利技术的一个实施例中，如专利技术所描述的，图1为具有空心叶冠结构的涡轮动叶示意图，图2为图1的B向视图，图4为图2的C
‑
C向视图。如图4所示，叶冠1内的腔室1
‑
1和叶身2内的腔室1
‑
2通过叶冠1与叶身2交接处的通道5相连接，图3为图1的A
‑
A剖视图，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空心叶冠结构的涡轮动叶，包括叶冠(1)、叶身(2)、伸根(3)和榫齿(4)，其特征在于：所述叶冠(1)内的腔室(1
‑
1)和叶身(2)内的腔室(2
‑
1)通过叶冠(1)与叶身(2)交接处的通道(5)相连接，所述叶冠(1)上开有工艺槽(6)、冷却空气孔一(7)和冷却空气孔二(8)，工艺槽(6)与堵塞一(9)相配合，钎焊在一起，冷却空气孔一(7)与堵塞二(10)相配合，在堵塞二面A侧(10
‑
1)钎焊在一起，在堵塞二面B侧(10
‑
2...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍玉鑫，姜爽，林洪飞，何泉璋，卫嘉，李宗全，牛夕莹，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：