专利名称：涡轮冷却叶片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种叶片，具体涉及一种小型燃气涡轮轴发动机涡轮冷却叶片。
背景技术：
涡轮叶片是航空发动机的重要热端部件，尤其是导向叶片直接承受燃烧室出口高 温燃气的冲刷，目前涡轴发动机燃烧室出口峰值温度已达1600K以上，而现有叶片材料的 工作温度不超过1370K。为提高现有材料的叶片工作温度，大多采用高温涂层、空心叶片，叶 片内表面对流冷却、叶片外表面气膜冷却等。但是对于小型涡轮轴发动机，由于叶片外形尺 寸小，轮廓尺寸约2 3cm，传统的叶片冷却设计只采用较为简单的大流通面积的内部径向 通道，冷气自上而下(或自下而上)地流过导向叶片内部通道以冷却叶片内腔壁面，冷却效 果较差。气膜冷却需在叶片表面开设气膜孔，气膜孔的孔径和角度都有严格的要求，加工工 艺复杂、制造时间长、费用高，而且流动损失大；为了保证发动机工作的安全性和可靠性，叶 片的工作温度不允许超过其材料的耐受温度，这就需要一种新型的涡轮冷却叶片。
发明内容本实用新型的目的是为了提供一种冷却效果好，叶片表面温度分布均匀，制造工 艺简单，时间短，费用低的涡轮冷却叶片。 本实用新型包括叶片基体和设在其内的冷气流腔，在冷气流腔内设有的冲击管， 其特征在于所述的冷气流腔的内壁面上设有凸台，冲击管固接在凸台上；冲击管管壁与 冷气流腔内壁面之间的间隙为0. 5-1. 0毫米，冷气流腔后部设有交叉排列的扰流柱，冷气 流腔出口设有槽缝和肋。 所述的凸台为半球形，直径为0.5 2毫米，凸台的纵向与横向间距比(a/b)为 1-5。 所述的冲击管的管壁上设有交叉排列的冲击孔，冲击孔直径为0. 3 .5毫米，冲 击孔纵向与横向间距比(n/p)为2-5。 所述的扰流柱的高度为1. 5 0. 3毫米，沿尾缘向后逐渐减小，直径为1 毫米，
扰流柱纵向与横向间距比(h/f)为5_10。 所述的槽缝和肋的间隔比为(m/L)为1-5。 本实用新型的优点是冷气流腔结构简单，制造容易，费用低，冲击管由凸台固定， 冲击管不易变形，保证了冲击管与叶片内壁之间的间隙不变，冷却效率提高40% 50%， 叶片表面温度分布均匀，热应力小，使用寿命提高10% 20%。
图1是本实用新型的结构示意图 图2是图1的B-B向视图 图3是图2的A-A向视图[0013] 图4为冲击管2的结构示意图 图中1、叶片基体，2、冲击管，3、冷气流腔，4、凸台，5、扰流柱，6、槽缝，8、肋，9、冲击 孔，10、冲击管安装边，a、凸台纵向间距，b、凸台横向间距，L、肋宽，m、槽缝宽，n、冲击孔纵向 间距，P、冲击孔横向间距，h、扰流柱纵向间距，f、扰流柱横向间距
具体实施方式本实用新型的涡轮冷却叶片由叶片基体1和设在其内的冷气流腔3、冲击管2组 成。冷气流腔3的内壁面上设有20个，纵向与横向间距比(a/b)为2，直径为1.6毫米的凸 台4，凸台4为半球形。冲击管2固接在凸台4上。 冲击管2管壁与冷气流腔3内壁面之间的间隙为0. 8毫米，在冲击管2管壁上开
有72个孔径为0. 6毫米，纵向与横向间距比(n/p)为1. 5，交叉排列的冲击孔9。 冷气流腔3的后部设有交叉排列的5排共23个直径为1. 5毫米，高度分别为1. 2、
1. 0、0. 8禾P 0. 6和0. 5毫米的扰流柱5，扰流柱5的纵向与横向间距比(h/f)为8。 冷气流腔3的出口设有5个长方形槽缝6和肋8，槽缝6与肋8的间隔比为(m/L)为2。 使用时，将冲击管2插入叶片基体1的冷气流腔3内，与球形凸台4连接，冲击管 安装边10与叶片基体1的上端面连接。 工作时，冷气流进入冲击管2，经冲击孔9流出，对叶片基体1的冷气流腔3的内壁 冲击冷却，随后沿冲击管2与冷气流腔3的内壁之间的间隙向后流动，流过交叉排列的5排 扰流柱5，最后冷气流从槽缝6排出，进入主流道。
权利要求一种涡轮冷却叶片，包括叶片基体(1)和设在其内的冷气流腔(3)，在冷气流腔(3)内设有的冲击管(2)，其特征在于所述的冷气流腔(3)的内壁面上设有凸台(4)，冲击管(2)固接在凸台(4)上；冲击管(2)管壁与冷气流腔(3)内壁面之间的间隙为0.5-1.0毫米，冷气流腔(3)后部设有交叉排列的扰流柱(5)，冷气流腔(3)出口设有槽缝(6)和肋(8)。
2. 根据权利要求l所述冷却叶片，其特征在于所述的凸台(4)为半球形，其直径为 0. 5 2毫米；凸台(4)的纵向与横向间距比(a/b)为1-5。
3. 根据权利要求l所述冷却叶片，其特征在于所述的冲击管(2)的管壁上设有交叉 排列的冲击孔(9)，冲击孔(9)直径为0. 3-1. 5毫米、纵向与横向间距比(n/p)为2_5。
4. 根据权利要求1所述冷却叶片，其特征在于所述的扰流柱(5)的高度为1. 5 0. 3 毫米，直径为l-1.5毫米，沿尾缘向后逐渐减小；扰流柱(5)纵向与横向间距比(h/f)为 5-10。
5. 根据权利要求1所述冷却叶片，其特征在于所述的槽缝(6)和肋(8)的间隔比为 (m/1)为1-5。
专利摘要本实用新型涉及一种涡轮冷却叶片，包括叶片基体和设在其内的冷气流腔，在冷气流腔内设有的冲击管，其要点是冷气流腔的内壁面上设有凸台，冲击管固接在凸台上；冲击管管壁与冷气流腔内壁面之间的间隙为0.5-1.0毫米，冷气流腔后部设有交叉排列的扰流柱，冷气流腔出口设有槽缝和肋。本实用新型的优点是叶片冷却腔结构简单，制造容易，费用低，冲击管由凸台固定，冲击管不易变形，保证了冲击管与叶片内壁之间的间隙不变，冷却效率提高40％～50％，叶片表面温度分布均匀，热应力小，使用寿命提高10％～20％。
文档编号F01D5/18GK201474728SQ200920309240
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者周志翔, 贺宜红, 赵尊盛 申请人:中国航空动力机械研究所