涡轮叶片制造技术

本公开提供一种涡轮叶片，涉及涡轮叶片领域，其包括叶身，所述叶身内部中空，所述叶身后缘开设多个间隔布设的第一气膜孔；端壁，设于所述叶身的端部，所述端壁上开设有与所述叶身内部连通的冷气腔，所述冷气腔远离所述叶身的一侧呈开口状，所述端壁上开设有与外界连通的第二气膜孔；冲击板，设于所述冷气腔的开口处，所述冲击板上开设有多个第一冲击孔，所述多个第一冲击孔间隔布设且均与所述冷气腔相连通；柱肋，设有多个，多个所述柱肋间隔设置于所述冷气腔内，所述柱肋沿所述叶身的径向布设，所述柱肋靠近所述叶身的一端与所述冷气腔的内底壁固定连接。本公开具有提高涡轮叶片端壁冲击冷却能力的效果。击冷却能力的效果。击冷却能力的效果。

【技术实现步骤摘要】
涡轮叶片


[0001]本公开涉及涡轮叶片的
，尤其涉及涡轮叶片。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，涡轮叶片进气温度不断提高，进气温度已远超叶片材料的熔点，为了保证涡轮安全可靠运行，需要对涡轮叶片进行冷却，以便涡轮叶片的温度和应力分布保持合理。
[0003]对于静叶端壁通常采用的冷却方式有：冲击冷却和气膜冷却，冷气从冲击板的冷气孔流入后，冲击端壁，流入端壁气膜孔或叶身，在端壁表面形成气膜覆盖或冷却叶身，但端壁下游冲击冷气受上游冷气冲击的影响，使得端壁下游冲击冷却的效果大大减弱，故有待改进。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开提供了涡轮叶片，以改善涡轮叶片端壁冲击冷却效果差的问题。
[0005]本公开提供了一种涡轮叶片，包括：叶身，叶身内部中空，叶身后缘开设多个间隔布设的第一气膜孔；端壁，设于叶身的端部，端壁上开设有与叶身内部连通的冷气腔，冷气腔远离叶身的一侧呈开口状，端壁上开设有与外界连通的第二气膜孔；冲击板，设于冷气腔的开口处，冲击板上开设有多个第一冲击孔，多个第一冲击孔间隔布设且均与冷气腔相连通；柱肋，设有多个，多个柱肋间隔设置于冷气腔内，柱肋沿叶身的径向布设，柱肋靠近叶身的一端与冷气腔的内底壁固定连接。
[0006]可选地，柱肋远离叶身的一端与冲击板靠近叶身的一侧相贴合，或柱肋的高度不大于冷气腔内底壁与冲击板靠近叶身一侧之间距离的一半。
[0007]可选地，多个第一冲击孔纵横排布，多个柱肋纵横排布，多列第一冲击孔与多列柱肋均沿叶身的前缘向后缘间隔设置，且一列柱肋位于相邻两列第一冲击孔之间。
[0008]可选地，每列柱肋的数量不少于每列第一冲击孔数量的一半，和/或柱肋与第一冲击孔的直径比为(2
‑
2.5)∶1。
[0009]可选地，端壁的前部、中部和后部均设有加密区，加密区内第一冲击孔的布设密度大于非加密区第一冲击孔的布设密度。
[0010]可选地，加密区内柱肋的布设密度大于非加密区柱肋的布设密度。
[0011]可选地，加密区内柱肋的直径与非加密区内柱肋的直径比为1∶2～2∶3。
[0012]可选地，第二气膜孔由叶身前缘向后缘倾斜向下布设。
[0013]可选地，端壁的尾部设有尾部冷却组件，尾部冷却组件用于对端壁的尾部进行进一步的冷却。
[0014]可选地，尾部冷却组件包括：挡板，设于冷气腔的后缘，挡板将冷气腔分为前部冷却区域和尾部冷却区域，第一冲击孔、柱肋和第二气膜孔均位于前部冷却区域，挡板上开设
有多个间隔布设的第二冲击孔，端壁的尾部开设有多个第三气膜孔；扰流块，设于端壁尾部，扰流块设有多个，多个扰流块位于尾部冷却区域，多个扰流块与多个第三气膜孔交错设置。
[0015]本公开实施例采用的上述至少一个技术方案至少包括以下有益效果：
[0016]设置柱肋，一方面，对冷气腔内冷气的横向流动进行干涉，扰动冷气自由流，增加端壁换热面积，延长冷气在冷气腔内的停留时间，提高冷气的强化换热效果，有效降低了端壁的温度；另一方面，将横向流转化成旋转涡系，使上游的冷气在冲击端壁后绕开下游的冲击孔的位置，下游的冷气冲击端壁时能够免受上游形成的横向流的影响，减少下游冷气冲击受上游横向流的直接冲击，提高下游冷气冲击的冷却效果；
[0017]通过设置加密区，增强叶身前缘、后缘及相邻两个叶身间喉道区域对流和冲击换热强度，针对性的降低端壁高热负荷区的温度，提高涡轮叶片运行的稳定性；
[0018]通过控制柱肋与冲击孔的相对布设方式，不仅易于该产品的加工，同时也有利于使冷气冷却效果最大化；
[0019]在端壁的尾部区域设置尾部冷却组件，并扰动尾部冲击气流，增强尾部区域的换热强度，能够进一步对端壁进行冷却。
附图说明
[0020]为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
[0021]图1示意性示出了本公开实施例提供的涡轮叶片一个视角的剖视结构示意图；
[0022]图2示意性示出了本公开实施例提供的涡轮叶片另一个视角的剖视结构示意图；
[0023]图3示意性示出了本公开实施例提供的涡轮叶片端壁一个视角的剖视结构示意图；
[0024]图4示意性示出了本公开实施例提供的涡轮叶片冲击板的俯视图；
[0025]图5示意性示出了本公开实施例提供的涡轮叶片端壁另一视角的剖视结构示意图；
[0026]图6示意性示出了图1中冷气由端壁前缘向后缘流动的示意图；
[0027]图7示意性示出了冷气在冷气腔中流动的示意图；
[0028]图8示意性示出了缺少柱肋和尾部冷却组件时冷气腔中冷气流动的示意图。
[0029]【附图标记说明】
[0030]1‑
叶身；11
‑
第一气膜孔；2
‑
端壁；21
‑
冷气腔；211
‑
前部冷却区域；212
‑
尾部冷却区域；22
‑
第二通气孔；23
‑
第二气膜孔；24
‑
第三气膜孔；3
‑
冲击板；31
‑
第一冲击孔；32
‑
第一通气孔；4
‑
柱肋；5
‑
尾部冷却组件；51
‑
挡板；511
‑
第二冲击孔；52
‑
扰流块；6
‑
加强柱；
[0031]101
‑
正向横向流；102
‑
逆向横向流；103
‑
尾部横向流；104
‑
上游横向流；105
‑
下游冲击流；106
‑
对涡；
[0032]F1
‑
叶身径向。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全
部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0035]在本专利技术中，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，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，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。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专利技术中的具体含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片，其特征在于，包括：叶身(1)，所述叶身(1)内部中空，所述叶身(1)后缘开设多个间隔布设的第一气膜孔(11)；端壁(2)，设于所述叶身(1)的端部，所述端壁(2)上开设有与所述叶身(1)内部连通的冷气腔(21)，所述冷气腔(21)远离所述叶身(1)的一侧呈开口状，所述端壁(2)上开设有与外界连通的第二气膜孔(23)；冲击板(3)，设于所述冷气腔(21)的开口处，所述冲击板(3)上开设有多个第一冲击孔(31)，所述多个第一冲击孔(31)间隔布设且均与所述冷气腔(21)相连通；柱肋(4)，设有多个，多个所述柱肋(4)间隔设置于所述冷气腔(21)内，所述柱肋(4)沿所述叶身(1)的径向布设，所述柱肋(4)靠近所述叶身(1)的一端与所述冷气腔(21)的内底壁固定连接。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，所述柱肋(4)远离所述叶身(1)的一端与所述冲击板(3)靠近所述叶身(1)的一侧相贴合，或所述柱肋(4)的高度不大于所述冷气腔(21)内底壁与所述冲击板(3)靠近所述叶身(1)一侧之间距离的一半。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片，其特征在于，多个所述第一冲击孔(31)纵横排布，多个所述柱肋(4)纵横排布，多列所述第一冲击孔(31)与多列所述柱肋(4)均沿所述叶身(1)的前缘向后缘间隔设置，且一列所述柱肋(4)位于相邻两列所述第一冲击孔(31)之间。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片，其特征在于，每列所述柱肋(4)的数量不少于每列所述第一冲击孔(31)数量的一半，和/或所述柱肋(4)与所述第一冲击孔(31...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋旭旭，徐克鹏，陈春峰，张正秋，王文三，
申请(专利权)人：北京全四维动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：