一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片的制作方法

文档序号:12554949阅读:616来源:国知局

本实用新型涉及燃气轮机技术领域,尤其涉及一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片。



背景技术:

燃气轮机作为一种重要的热功转换装置,在航空、船舶、发电及化工等领域得到日益广泛的应用,在国民经济与国防建设中的地位极为重要。在当前全球能源紧缺的趋势下,各国的相关科研设计人员都在努力提高燃气轮机效率。提高燃气轮机性能的一个重要途径是提高透平进口燃气温度。随着透平进口燃气温度的不断提高,其运行温度已远高于金属允许温度,如目前最先进的航空燃气轮机中透平进口燃气温度已达2000K,先进重型燃气轮机的透平进口温度已达1873K,在研重型燃气轮机透平进口温度高达1973K。要保证燃气轮机在高温环境下能够长时间可靠运行主要有两种途径,一种是进一步提高叶片材料的耐热性能,另一种是采用先进的冷却技术来降低叶片温度。透平进口燃气温度的提高70%是由于采用了有效的空气冷却设计,另外30%是由于耐热材料的发展和制作工艺的进步。可见,透平冷却设计对提高透平进口温度,增加燃气轮机比功率和热效率至关重要。透平叶片是透平燃气轮机中用以引导流体按一定方向流动,并推动转子旋转的重要部件。装在壳体上的叶片称静叶片或导叶,装在转子上的叶片称为动叶片。透平叶片的主体是叶身,其尺寸关系到透平的流通能力。在高速透平机械中,任何动叶的断落都会引起振动,甚至造成损毁,需要紧急停机检修。因此,叶片的可靠性至关重要。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片。

为了实现上述目的,本实用新型采用了如下技术方案:

一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片,包括叶跟平台和叶身,所述叶跟平台位于叶身的上方,所述叶跟平台内设有第一挡板,所述第一挡板将叶跟平台内分隔成第一进气口和第二进气口,所述第一挡板的顶端设有第二挡板,所述第二挡板为U形结构,且第二挡板内设有第三挡板,所述叶身包括前缘和尾缘,所述前缘上设有第一气膜冷却孔,所述前缘和尾缘顶部的中间位置设有第二气膜冷却孔,所述第二挡板靠近前缘的一侧设有第四挡板,所述第四挡板上设有冲击孔,所述第二挡板靠近尾缘的一侧设有绕流圆柱组,所述尾缘上设有第三气膜冷却孔,所述第四挡板和第二挡板、第二挡板和第三挡板与第二挡板和绕流圆柱组之间均平行排列有扰流肋,所述扰流肋上设有湍流发生器,所述扰流肋之间贯穿有纵向相交肋。

优选的,所述第一气膜冷却孔斜向设置于前缘上,且第一气膜冷却孔与冲击孔相配合。

优选的,所述绕流圆柱组为六到二十列,且绕流圆柱组与扰流肋相对应。

优选的,所述第四挡板的底端为弧形结构,所述第四挡板与前缘连接。

优选的,所述绕流圆柱组上还设置有通孔。

本实用新型的有益效果是:设计合理,操作和结构简单,利用扰流肋与纵向相交肋交叉式设计,具有更佳的冷却效果,有效提高了换热效率,同时避免了空气冷却中冷却气体与主流掺混造成的损失,减少对叶片的冲击,提高该燃气透平叶片的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片的结构示意图。

图中:1叶跟平台、2扰流肋、3冲击孔、4前缘、5第四挡板、6第一气膜冷却孔、7第二气膜冷却孔、8第三挡板、9第二挡板、10尾缘、11绕流圆柱组、12第三气膜冷却孔、13湍流发生器、14纵向相交肋、15第一进气口、16第一挡板、17第二进气口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。

实施例

参照图1,一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片,包括叶跟平台1和叶身,叶跟平台1位于叶身的上方,叶跟平台1内设有第一挡板16,第一挡板16将叶跟平台1内分隔成第一进气口15和第二进气口17,第一挡板16的顶端设有第二挡板9,第二挡板9为U形结构,且第二挡板9内设有第三挡板8,叶身包括前缘4和尾缘10,前缘4上设有第一气膜冷却孔6,前缘4和尾缘10顶部的中间位置设有第二气膜冷却孔7,第二挡板9靠近前缘4的一侧设有第四挡板5,第四挡板5上设有冲击孔3,第二挡板9靠近尾缘10的一侧设有绕流圆柱组11,尾缘10上设有第三气膜冷却孔12,第四挡板5和第二挡板9、第二挡板9和第三挡板8与第二挡板9和绕流圆柱组11之间均平行排列有扰流肋2,扰流肋2上设有湍流发生器13,扰流肋2之间贯穿有纵向相交肋14。本实用新型的有益效果是:设计合理,操作和结构简单,利用扰流肋2与纵向相交肋14交叉式设计,具有更佳的冷却效果,有效提高了换热效率,同时避免了空气冷却中冷却气体与主流掺混造成的损失,减少对叶片的冲击,提高该燃气透平叶片的使用寿命。

第一气膜冷却孔6斜向设置于前缘4上,且第一气膜冷却孔6与冲击孔3相配合,绕流圆柱组11为六到二十列,且绕流圆柱组11与扰流肋2相对应,第四挡板5的底端为弧形结构,第四挡板5与前缘4连接,绕流圆柱组11上还设置有通孔。本实用新型的有益效果是:设计合理,操作和结构简单,利用扰流肋2与纵向相交肋14交叉式设计,具有更佳的冷却效果,有效提高了换热效率,同时避免了空气冷却中冷却气体与主流掺混造成的损失,减少对叶片的冲击,提高该燃气透平叶片的使用寿命。

示例一:工作时,冷却空气从第一进气口15和第二进气口17进入叶身,第四挡板5和第二挡板9、第二挡板9和第三挡板8与第二挡板9和绕流圆柱组11之间均平行排列有扰流肋2,扰流肋2上设有湍流发生器13,扰流肋2之间贯穿有纵向相交肋14,利用扰流肋2与纵向相交肋14交叉式设计,具有更佳的冷却效果,有效提高了换热效率,同时避免了空气冷却中冷却气体与主流掺混造成的损失,减少对叶片的冲击,提高该燃气透平叶片的使用寿命。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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