燃气涡轮转子叶片的制作方法

文档序号:10458508阅读:574来源:国知局
燃气涡轮转子叶片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气涡轮转子叶片。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮转子叶片的叶顶被燃气包围,通常是高温区域,因此,叶顶有效冷却对于降低叶顶金属温度以提高叶片寿命至关重要。燃气涡轮转子叶片内部常设计为回转通道,在已有的发明中,回转通道的转弯区域布置肋片,强化了转弯区域压力面、吸力面的换热;也有发明在转弯区域布置导流片,减小了流动损失,但都没有解决顶部换热不均匀的问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种燃气涡轮转子叶片,其具有有利于叶片顶部换热均匀的结构。
[0004]—种燃气涡轮转子叶片,其内部设置有至少包括第一通道、第二通道的回转通道,其中,在第一通道至第二通道的转弯区域设置有引导流体流动方向指向第二通道顶部区域的结构。
[0005]优选地,所述流体流动方向指向第二通道顶部区域的中心。
[0006]优选地,所述转弯区域内设置有隔离所述第一通道、所述第二通道的纵向隔板的顶端以及在纵向隔板的长度方向的延伸方向上并位于叶片内部顶壁的短隔板,所述结构为引导流体流动方向指向第二通道顶部区域的冲击孔,所述冲击孔由所述纵向隔板与短隔板之间限定。
[0007]优选地,所述冲击孔的位于所述短隔板的孔壁为直线形。
[0008]优选地,所述冲击孔的位于所述纵向隔板的孔壁为直线形。
[0009]优选地,所述转弯区域内设置有隔离所述第一通道、所述第二通道的纵向隔板的顶端,所述顶端与叶片内部顶壁之间限定流体流动通道,所述结构包括在所述流体流动通道中设置的倾斜的直导流板以及所述纵向隔板的顶端折弯形成的导流部。
[0010]优选地,所述导流部的折弯方向平行于所述直导流板。
[0011]优选地,所述第一通道、所述第二通道为光滑通道。
[0012]优选地,所述第一通道、所述第二通道为带肋通道。
[0013]按照已有的设计,流体在叶片内部的回流通道内转弯后在第二通道的顶部形成涡结构,导致此区域的换热系数较低。对此本实用新型的结构将流体导流来冲击第二通道顶部区域的结构,解决了第二通道顶部区域换热系数过低的问题,因此有利于叶片顶部换热均匀。
【附图说明】
[0014]本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显,其中:
[0015]图1为本实用新型实施例1的叶片的正视示意图;
[0016]图2为图1中叶片的A-A剖视图;
[0017]图3为本实用新型实施例2的叶片的正视示意图;
[0018]图4为图3中叶片的B-B剖视图;
[0019]图5为本实用新型实施例3的叶片的正视示意图;
[0020]图6为图5中叶片的C-C剖视图;
[0021]图7为图5中叶片的D-D剖视图;
[0022]图8为本实用新型实施例4的叶片的正视示意图;
[0023]图9为图8中叶片的E-E剖视图;
[0024]图10为图8中叶片的F-F剖视图;
[0025]图11为本实用新型实施例5的叶片的正视示意图;
[0026]图12为本实用新型实施例6的叶片的正视示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
[0028]图1、图2示出了本实用新型的一实施例。需要注意的是,这些以及后续其他的附图均仅作为示例,其并非是按照等比例的条件绘制的,并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
[0029]据发明人的分析,叶片在离心力作用下,按照已有的设计,流体在回转通道的第一通道的顶部冲击壁面,形成比较高的换热系数;流体转弯后在回转通道的第二通道的顶部形成涡结构,导致此区域的换热系数较低。由于流体流动的影响,叶顶区域的换热系数差别较大,温度分布不均匀,局部应力较大。流体在转弯后,冲击第二通道的隔板,产生高的换热系数,造成隔板上局部区域过度冷却,这是对流体冷却能力的浪费。
[0030]在图1中,仅示意性地示出了叶片的靠近叶尖的部分,如图1和图2所示,燃气涡轮转子叶片内部设置有包括第一通道111、第二通道112的回转通道,在第一通道111至第二通道112的转弯区域设置有引导流体流动方向指向第二通道顶部区域1120的结构。该结构为冲击孔113,冲击孔113由短隔板114和纵向隔板115限定,短隔板114位于叶片11的内部顶壁上,纵向隔板115将第一通道111和第二通道112分隔开,短隔板114还位于纵向隔板115的长度方向的延伸方向上。冲击孔113的位于短隔板114的孔壁116为直线形,有利于引导流体流动方向指向第二通道顶部区域1120。第一通道111、第二通道112分别为光滑通道。较佳地,冲击孔113的位于纵向隔板115的孔壁117也为直线形,其可以平行于孔壁116,有利于引导流体流动方向指向第二通道顶部区域1120。冲击孔113的宽度可以设置来与第一通道111的宽度一致。叶片11可以直接铸造加工而成,不带来新的加工问题。
[0031]第一通道111的流体经过冲击孔113进入到第二通道112,能对第二通道112的顶部区域1120进行冲击,因此不存在第二通道112顶部区域换热系数比第一通道111顶部区域换热系数过低的问题,因此冲击孔113有利于合理的控制叶片11内部的流量分配,去除已有设计中第二通道顶部的涡旋区域带来的换热系数低的问题。
[0032 ]图3和图4示出了本实用新型的另一实施例。在图3中,仅示意性地示出了叶片的靠近叶尖的部分,如图3和图4所示,燃气涡轮转子叶片内部设置有包括第一通道121、第二通道122的回转通道,在第一通道121至第二通道122的转弯区域设置有引导流体流动方向指向第二通道顶部区域1
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