一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构的制作方法

本实用新型涉及一种涡扇冷却结构，特别涉及一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构。

背景技术：

涡轮叶片是燃气轮机的重要部件，现有的涡轮叶片包括叶片本体，叶片本体的内部具有冷却通道，在工作中，燃气涡轮叶片的叶顶顶板和机匣封严结构配合，两者之间的间隙引起的高温燃气泄漏是涡轮效率损失的最主要因素，这是由于涡轮叶片工作的高温、高压和高转速的恶劣环境，导致涡轮盘、叶片和机匣由于离心力、温度应力等产生的变形难以实现各工况下的最佳配合设计，涡轮叶片和封严结构之间总是存在一定间隙，而这个间隙

会造成高温燃气的泄露，致使涡轮的效率损失。因此，如何最大限度地降低涡轮的叶顶间隙泄漏是燃气轮机设计的焦点之一。目前，常用叶顶结构是在叶顶顶板上增加沿叶片外表面排布的具有一定厚度和高度的围带结构，形成叶顶凹槽结构，与平顶叶片相比可以较大程度地减少叶顶间隙燃气损失，在压力面和叶顶表面形成气膜，另一部分沿叶片流向流动与高温燃气混合 ；由于冷却通道面积较大，冷气的流速不大，再加上冷气在叶顶附近的流动路程较短，使得射流和气膜冷却要达到足够的冷却效果，需

要的冷气量较大，这对涡轮效率产生负面作用。为此，我们提出一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构，通过激光单步异型孔，高压冷却空气流团叶片内腔通过壁面的密集的细孔渗出并流到叶片外表面，在高温燃气与叶片表面之间形成一层完整连续的空穴隔热层，它既能使叶片表面与燃气完全隔开，又能吸收叶片表面部分热量，采用这种冷却方法，可使叶片材料温度接近于冷却空气温度，也有效降低叶片 发热问题，适合被广泛推广和应用，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构，包括机体、扇叶和螺旋桨轴，所述机体内腔活动设置有扇叶，扇叶通过螺旋桨轴与机体相连，所述螺旋桨轴一端为锥形桨轴，且表面固定设置有导流槽一，所述扇叶表面固定设置有激光单步异型孔，所述激光单步异型孔一侧固定设置有导流槽二，且机体和扇叶表面均涂有热胀涂层。

进一步地，所述激光单步异型孔为锥形孔。

进一步地，所述热胀涂层通过电子束物理气相沉积技术附着在发动机扇叶上。

进一步地，所述导流槽一为螺旋状导流槽。

进一步地，所述导流槽二深度为MM。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.通过机体内腔的扇叶转动，将空气吸进发动机内部，为发动机燃烧提供氧气，其中扇叶通过螺旋桨轴一机体相连，螺旋桨轴一端为锥形桨轴，且表面设置有螺旋状导流槽一，通过锥形的螺旋桨轴和螺旋导流槽一可对空气起到分流作用，同时锥形的桨轴可降低空气对桨轴的阻力。

2.扇叶表面固定设置有激光单步异型孔，高压冷却空气流团叶片内腔通过壁面的密集的细孔渗出并流到叶片外表面，在高温燃气与叶片表面之间形成一层完整连续的空穴隔热层，它既能使叶片表面与燃气完全隔开，又能吸收叶片表面部分热量，采用这种冷却方法，可使叶片材料温度接近于冷却空气温度，发散冷却效果可达800℃以上，也有效降低叶片 发热问题。

3.通过导流槽二可增加发动机的进气量，提高发动机的动力，通过在发动机扇叶上使用热障涂层，可以使高温燃气和发动机扇叶之间产生很大的温降，在不增加冷却气量的同时降低发动机扇叶表面的温度，使高温合金材料制成的发动机扇叶能够承受更高的环境温度，而且热障涂层的抗氧化粘结层能够保护扇叶基体材料免受氧化，可以大幅提高发动机寿命、可靠性，降低油耗，显著改善其动力性能。

附图说明

图1为本实用新型一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构的激光单步异型孔结构示意图。

图3为本实用新型一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构的热障涂层结构示意图。

图中：1、机体；2、扇叶；3、螺旋桨轴；4、导流槽一；5、激光单步异型孔；6、导流槽二；7、热障涂层。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-3所示，一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构，包括机体1、扇叶2和螺旋桨轴3，所述机体1内腔活动设置有扇叶2，扇叶2通过螺旋桨轴3与机体1相连，所述螺旋桨轴3一端为锥形桨轴，且表面固定设置有导流槽一4，所述扇叶2表面固定设置有激光单步异型孔5，所述激光单步异型孔5一侧固定设置有导流槽二6，且机体1和扇叶2表面均涂有热胀涂层7。

其中，所述激光单步异型孔5为锥形孔。

其中，所述热胀涂层7通过电子束物理气相沉积技术附着在发动机扇叶2上。

其中，所述导流槽一4为螺旋状导流槽。

其中，所述导流槽二6深度为10MM。

需要说明的是，本实用新型为一种高温涡轮叶片前缘伞状涡冷却结构，工作时，通过机体1内腔的扇叶2转动，将空气吸进发动机内部，为发动机燃烧提供氧气，其中扇叶2通过螺旋桨轴3一机体1相连，螺旋桨轴3一端为锥形桨轴，且表面设置有螺旋状导流槽一4，通过锥形的螺旋桨轴3和螺旋导流槽一4可对空气起到分流作用，同时锥形的桨轴可降低空气对桨轴的阻力，扇叶2表面固定设置有激光单步异型孔5，高压冷却空气流团叶片内腔通过壁面的密集的细孔渗出并流到叶片外表面，在高温燃气与叶片表面之间形成一层完整连续的空穴隔热层，它既能使叶片表面与燃气完全隔开，又能吸收叶片表面部分热量，采用这种冷却方法，可使叶片材料温度接近于冷却空气温度，发散冷却效果可达800℃以上，也有效降低叶片2 发热问题，通过导流槽二6可增加发动机的进气量，提高发动机的动力，通过在发动机扇叶2上使用热障涂层7，可以使高温燃气和发动机扇叶2之间产生很大的温降，在不增加冷却气量的同时降低发动机扇叶2表面的温度，使高温合金材料制成的发动机扇叶能够承受更高的环境温度，而且热障涂层7的抗氧化粘结层能够保护扇叶2基体材料免受氧化，可以大幅提高发动机寿命、可靠性，降低油耗，显著改善其动力性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。