本发明专利技术提供一种双层壁叶片冷却结构、叶片、航空发动机及燃气轮机，在叶片内壁和叶片外壁之间设置冷气通道，设置于叶片内壁之上的供气孔将叶片冷气腔内的气流引入冷气通道内，通过冷气通道内的流向冲击孔和扰流柱的对流换热作用，提高内部换热能力，冷却气在冲击叶片外壁后通过叶片外壁之上的气膜孔流出，从而实现了对叶片外壁的冷却，改进了涡轮叶片的冷却效果，并提高涡轮叶片的寿命。并提高涡轮叶片的寿命。并提高涡轮叶片的寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种双层壁叶片冷却结构、叶片、航空发动机及燃气轮机
[0001]本专利技术涉及涡轮领域，具体涉及一种双层壁叶片冷却结构、叶片、航空发动机和燃气轮机。
技术介绍
[0002]为了追求更好的整机热效率，根据布雷顿循环原理，航空发动机及燃气轮机的涡轮前温度不断提升，燃烧室出口的燃气温度已经远超涡轮叶片金属材料的许用温度。自十九世纪四五十年代首次提出冷却叶片方案以来，依靠涡轮叶片冷却技术，涡轮叶片可以工作在超过叶片金属长久工作的温度环境下。
[0003]叶片冷却技术主要包含内部强化换热冷却和外部气膜冷却，经过长久的发展和积累，内部强化换热和外部气膜冷却的效率已经达到很高的水平，通过常规的冷却方法难以支撑未来航空发动机和燃气轮机涡轮前温度的进一步提升。双层壁冷却作为一种高效紧凑式的冷却结构，具有很大的潜力应用在当前的航空发动机或燃气轮机涡轮叶片冷却当中。近年来，受加工技术的进步、实验能力的进步以及计算机数值模拟能力的提升，双层壁冷却结构已成功的应用在国内外航空发动机的研制中。未来，通过改进双层壁设计方法，能够极大地提升航空发动机或燃气轮机的整机性能和寿命。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本说明书实施例提供一种双层壁叶片冷却结构、叶片、航空发动机和燃气轮机，用于改进涡轮叶片的冷却效果，提高涡轮叶片的寿命。
[0005]本说明书实施例提供以下技术方案：一种双层壁叶片冷却结构，其特征在于，包括：双层壁冷却结构本体，设置有供气孔和位于内部的冷气通道，供气孔设置在双层壁冷却结构本体的内壁处，供气孔的两端分别连通冷气通道与双层壁冷却结构本体的外侧；流向冲击板，设置在冷气通道内部，所述流向冲击板上设置有流向冲击孔，流向冲击孔的轴向与冷气通道内的气体流向平行；扰流柱，设置在冷气通道内并位于所述流向冲击板远离供气孔的一侧；气膜孔，设置在双层壁冷却结构本体的外壁处，气膜孔的一端与扰流柱处的冷气通道连通，气膜孔的另一端与双层壁冷却结构本体的外侧连通。
[0006]进一步地，流向冲击孔的截面形状包括圆形、椭圆型和矩形。
[0007]进一步地，扰流柱的截面形状包括圆形、椭圆型、矩形、水滴形和三角形。
[0008]进一步地，气膜孔的截面形状为圆形、楔形和缝形。
[0009]本说明书实施例还提供一种叶片，所述叶片包括所述双层壁叶片冷却结构。
[0010]进一步地，所述叶片包括叶身，叶身内部设置有冷气腔，所述双层壁叶片冷却结构设置在叶身的压力面和/或吸力面，所述冷气腔通过供气孔与所述双层壁冷却结构本体连通。
[0011]进一步地，所述供气孔为多个，多个供气孔沿叶身的高度方向间隔设置。
[0012]进一步地，所述流向冲击板上设置有多个流向冲击孔，所述叶片还包括多个扰流
柱，多个流向冲击孔与多个扰流柱一一对应设置。
[0013]进一步地，多个扰流柱沿叶身的高度方向间隔设置并形成扰流柱排。
[0014]进一步地，所述扰流柱排为多排，相邻所述扰流柱排中的多个扰流柱呈顺排或者叉排布置。
[0015]本说明书实施例还提供一种航空发动机，所述航空发动机包括带双层壁冷却结构的叶片。
[0016]本说明书实施例还提供一种燃气轮机，所述燃气轮机包括带双层壁冷却结构的叶片。
[0017]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过提供一种双层壁叶片冷却结构，在叶片内壁和叶片外壁之间设置冷气通道，设置于叶片内壁之上的供气孔将冷气腔内的气流引入冷气通道内，通过冷气通道内的流向冲击孔和扰流柱提高内部换热能力，从而实现改进涡轮叶片的冷却效果，提高涡轮叶片的寿命的技术效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例所提供的双层壁叶片冷却结构示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例所提供的双层壁叶片冷却结构剖面图；
[0021]图3是本专利技术实施例所提供的叶片结构示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例所提供的叶片型面示意图。
[0023]图中附图标记：1、叶片结构；11、叶身；12、缘板；13、根部；14、冷气腔；110、前缘；111、压力面；112、吸力面；113、尾缘；200、双层壁冷却结构本体；201、供气孔；202、冷气通道；203、流向冲击孔；204、扰流柱；205、气膜孔；206、叶身内壁；207、叶身外壁；208、侧壁。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0025]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种双层壁叶片冷却结构，包括：双层壁冷却结构本体200，设置有供气孔201和位于内部的冷气通道202，供气孔201设置在双层壁冷却结构本体200的内壁处，供气孔201的两端分别连通冷气通道202与双层壁冷却结构本体200的外侧；流向冲击板，设置在冷气通道202内部，所述流向冲击板上设置有流向冲击孔203，流
向冲击孔203的轴向与冷气通道202内的气体流向平行；扰流柱204，设置在冷气通道202内并位于所述流向冲击板远离供气孔201的一侧；气膜孔205，设置在双层壁冷却结构本体200的外壁处，气膜孔205的一端与扰流柱204处的冷气通道202连通，气膜孔205的另一端与双层壁冷却结构本体200的外侧连通。
[0027]本实施例通过供气孔201将气流引入冷气通道202内，通过冷气通道202内的流向冲击孔203和扰流柱204提高内部换热能力，从而实现改进涡轮叶片的冷却效果，提高涡轮叶片的寿命的目的。
[0028]具体地，如图1和图2所示，双层壁冷却结构本体200由供气孔201、冷气通道202、流向冲击孔203、扰流柱204和气膜孔205构成。图2为图1中双层壁冷却结构本体200的内部剖面图，即B
‑
B面的截面图。其中，所述冷气通道由叶身内壁206、叶身外壁207和侧壁208组合而成。供气孔201为多个，设于所述叶身内壁206之上，冷气通道202内的冷却气通过叶身内壁206设置的供气孔201流入，通过叶身外壁207设置的气膜孔20本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双层壁叶片冷却结构，其特征在于，包括：双层壁冷却结构本体(200)，设置有供气孔(201)和位于内部的冷气通道(202)，供气孔(201)设置在双层壁冷却结构本体(200)的内壁处，供气孔(201)的两端分别连通冷气通道(202)与双层壁冷却结构本体(200)的外侧；流向冲击板，设置在冷气通道(202)内部，所述流向冲击板上设置有流向冲击孔(203)，流向冲击孔(203)的轴向与冷气通道(202)内的气体流向平行；扰流柱(204)，设置在冷气通道(202)内并位于所述流向冲击板远离供气孔(201)的一侧；气膜孔(205)，设置在双层壁冷却结构本体(200)的外壁处，气膜孔(205)的一端与扰流柱(204)处的冷气通道(202)连通，气膜孔(205)的另一端与双层壁冷却结构本体(200)的外侧连通。2.根据权利要求1所述的一种双层壁叶片冷却结构，其特征在于，流向冲击孔(203)的截面形状包括圆形、椭圆型和矩形。3.根据权利要求1所述的一种双层壁叶片冷却结构，其特征在于，扰流柱(204)的截面形状包括圆形、椭圆型、矩形、水滴形和三角形。4.根据权利要求1所述的一种双层壁叶片冷却结构，其特征在于，气膜孔(205)的截面形状为圆形、楔形和缝形。5.一种叶片，包括双层壁叶片冷却结构，其特征在于，所述双层...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆宗，杜强，王沛，刘军，徐光耀，陈大为，刘昊阳，李红叶，柳光，廉曾妍，谢垒，任然，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。