【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机，具体涉及一种涡轮导向器叶片及涡轮导向器。
技术介绍
1、燃气轮机是一种利用燃气能量来产生动力的机械装置。在燃气轮机中，燃气经过压气机压缩后，与空气混合，在燃烧室内高温下燃烧。燃烧产生的高温气体会流过涡轮，使涡轮转动，从而通过主轴带动整个转子的转动。
2、燃气轮机涡轮包括转子和静子两个部分。静子部分包括涡轮导向器，涡轮导向器虽然是静止件，但其工作条件十分恶劣，在高温状态下，材料的机械性能下降很快。此外，燃烧室出口温度在空间上并不是均一的，出口中间温度高两边温度低，从而在径向方向上产生了一个明显的温度梯度。这个温度梯度会使得导向器叶片前缘产生显著的热应力。在实际应用中，这个热应力会使得导向器前缘中部产生裂纹，从而导致导向器的失效。
3、目前国内外大多数涡轮导向器通常通过在上下缘板中加入特殊结构或者是通过改变与其他部件连接的具体结构来使得叶片应力得到释放，从而降低叶片前缘的应力。但由于空间的局限性，对这些结构进行改变调整受到部件结构尺寸以及与相邻部件装配关系的约束，使得对这些部件的调整很难实现。此外，这种方法只能对叶片整体应力进行改善，很难对叶片局部应力进行改善。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种涡轮导向器叶片及涡轮导向器，以释放涡轮导向器叶片前缘中部的径向热应力，从而降低涡轮导向器前缘中部的应力等级，达到对导向器叶片局部应力集中的问题进行优化，延长涡轮导向器使用寿命的目的。
2、本申请实施例提供以下技术方案：一
3、所述叶身的内部沿径向开设中空腔，所述叶身的叶背和叶盆之间通过弧面的前缘和尾缘平滑连接，所述中空腔的外形与所述叶身的外形完全相同；
4、所述中空腔的内壁上对应于所述叶身的前缘位置处开设去应力凹槽。
5、根据本申请一种实施例，所述去应力凹槽开设在所述叶身的高度方向上的前缘中部。
6、根据本申请一种实施例，所述去应力凹槽与所述中空腔之间通过圆弧曲面平滑连接。
7、根据本申请一种实施例，所述去应力凹槽的槽内最大深度其中h为叶身高度。
8、根据本申请一种实施例，所述去应力凹槽的槽宽度h满足：2d≤h≤5d；其中，h为去应力凹槽的槽宽度，d为去应力凹槽的槽内最大深度。
9、根据本申请一种实施例，所述叶身的前缘位置的壁厚t＝0.08h；其中，h为叶身高度。
10、根据本申请一种实施例，所述叶身壁厚t最小值为3mm。
11、本申请还提供一种涡轮导向器，所述涡轮导向器包括如上述的涡轮导向器叶片。
12、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：本专利技术实施例提出一种带热应力消除内腔的涡轮导向器叶片，该涡轮导向器叶片包含一个内腔，该内腔在前缘中部设有一个凹槽。通过设计凹槽能够减少由于温度产生变形时的约束，使得涡轮导向器叶片前缘中部的径向应力得到释放，从而降低了涡轮导向器前缘中部的应力等级，同时延长了涡轮导向器的使用寿命。此外，通过调节不同部位的壁厚，对应力较大部位增大壁厚以达到局部加强的作用。本专利技术实施例在不改变叶片外形(不影响气动性能)及装配结构的基础上，通过改变叶片空腔几何形状，包括不同位置的壁厚及开设去应力凹槽来减小叶片局部应力。于此同时，由于该涡轮导向器叶片内部为空腔结构，从而减轻了导向器的整体重量，达到对涡轮以及整个燃气轮机减重的作用。
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1.一种涡轮导向器叶片，其特征在于，包括：上缘板、下缘板和叶身，所述叶身固定于所述上缘板和所述下缘板之间；
2.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽开设在所述叶身的高度方向上的前缘中部。
3.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽与所述中空腔之间通过圆弧曲面平滑连接。
4.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽的槽内最大深度其中，H为叶身高度。
5.根据权利要求4所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽的槽宽度h满足：2d≤h≤5d；其中，h为去应力凹槽的槽宽度，d为去应力凹槽的槽内最大深度。
6.根据权利要求4所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述叶身的前缘位置的壁厚t＝0.08H；其中，H为叶身高度。
7.根据权利要求4所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述叶身壁厚T的最小值为3mm。
8.一种涡轮导向器，其特征在于，所述涡轮导向器包括如权利要求1至7任一项所述的涡轮导向器叶片。
【技术特征摘要】
1.一种涡轮导向器叶片，其特征在于，包括：上缘板、下缘板和叶身，所述叶身固定于所述上缘板和所述下缘板之间；
2.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽开设在所述叶身的高度方向上的前缘中部。
3.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽与所述中空腔之间通过圆弧曲面平滑连接。
4.根据权利要求1所述的涡轮导向器叶片，其特征在于，所述去应力凹槽的槽内最大深度其中，h为叶身高度。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：段入柯，何家祥，李茂义，
申请(专利权)人：清航空天北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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