涡轮导向冷却叶片制造技术

本发明专利技术提出一种涡轮导向冷却叶片，涡轮导向冷却叶片包含叶背以及叶盆，叶背和叶盆围合形成叶腔。涡轮导向冷却叶片还包含第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板均连接在叶背与叶盆之间并沿径向贯序布置在叶腔内，叶腔由第一隔板和第二隔板分隔为沿轴向贯序布置的第一腔体、第二腔体和第三腔体。涡轮导向冷却叶片开设有第一进气口、第二进气口和第一出气口，第一进气口和第一出气口分别连通于第一腔体的径向的上侧和下侧，第二进气口连通于第二腔体的径向的上侧。第二隔板开设有多个通孔，第二腔体经由多个通孔连通于第三腔体。涡轮导向冷却叶片的叶片尾缘开设有多个冲击孔，第三腔体经由多个冲击孔连通于涡轮导向冷却叶片之外。

【技术实现步骤摘要】
涡轮导向冷却叶片
本专利技术涉及航空发动机
，尤其涉及一种涡轮导向冷却叶片。
技术介绍
导向叶片直接面临来流高温燃气的冲刷，高温燃气经过涡轮导向叶片后气流方向改变，温度降低，使转子叶片膨胀做功的环境得到改善，因此导向叶片是燃气涡轮级中不可或缺的零件。然而，现有导向叶片的叶片各区域，例如叶片前缘、叶片中弦区、叶片尾缘等区域，均采用大致相同的冷却气体的对流方式，且存在叶片温度分布均匀性较差、热应力较大且冷气利用率较低的诸多问题。
技术实现思路
本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种温度分布均匀性较佳、热应力较小、结构简单且冷气利用率高的涡轮导向冷却叶片。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供一种涡轮导向冷却叶片，包含叶背以及叶盆，所述叶背和所述叶盆围合形成叶腔。其中，所述涡轮导向冷却叶片还包含第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均连接在所述叶背与所述叶盆之间并沿径向贯序布置在所述叶腔内，所述叶腔由所述第一隔板和所述第二隔板分隔为沿轴向贯序布置的第一腔体、第二腔体和第三腔体。所述涡轮导向冷却叶片开设有第一进气口、第二进气口和第一出气口，所述第一进气口和所述第一出气口分别连通于所述第一腔体的径向的上侧和下侧，所述第二进气口连通于所述第二腔体的径向的上侧。所述第二隔板开设有多个通孔，而使所述第二腔体经由所述多个通孔连通于所述第三腔体。所述涡轮导向冷却叶片的叶片尾缘开设有多个冲击孔，而使所述第三腔体经由所述多个冲击孔连通于所述涡轮导向冷却叶片之外。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述第一腔体的腔壁设置有多条第一粗糙肋，所述多条第一粗糙肋沿径向间隔布置，所述第一粗糙肋沿轴向布置。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述第一粗糙肋的肋高为0.2mm～0.5mm；和/或，相邻两个所述第一粗糙肋的肋间距与所述第一粗糙肋的肋高的比值为8～15。和/或，所述第一粗糙肋沿径向的肋宽为0.3mm～0.6mm。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述第二腔体的腔壁设置有多条第二粗糙肋，所述多条第二粗糙肋沿径向间隔布置，所述第二粗糙肋沿轴向布置。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述第二粗糙肋的肋高为0.2mm～0.5mm；和/或，相邻两个所述第二粗糙肋的肋间距与所述第二粗糙肋的肋高的比值为8～15。和/或，所述第二粗糙肋沿径向的肋宽为0.3mm～0.6mm。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述第三腔体的腔壁设置有多根扰流柱，所述多根扰流柱的高度在轴向上的由叶片前缘至所述叶片尾缘的方向上渐减。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述多个冲击孔包含多个跑道型冲击孔以及多个圆型冲击孔，所述跑道型冲击孔位于所述叶片尾缘的高半径区域，所述圆型冲击孔位于所述叶片尾缘的低半径区域，所述跑道型冲击孔的孔型为长圆型。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述多个跑道型冲击孔的孔心与所述多个圆型冲击孔的孔心，在所述叶片尾缘上共同位于同一条直线路径上。和/或，所述跑道型冲击孔的宽度与所述圆型冲击孔的孔径相等。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述跑道型冲击孔的长度与宽度的比值为1～5。根据本专利技术的其中一个实施方式，所述多个冲击孔在所述叶片尾缘上沿径向呈单列布置。其中，所述多个冲击孔间隔均匀分布。由上述技术方案可知，本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片的优点和积极效果在于：本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片的叶腔由第一隔板和第二隔板分隔为第一腔体、第二腔体和第三腔体。第一进气口和第一出气口分别连通于第一腔体的径向的上侧和下侧，第二进气口连通于第二腔体的径向的上侧。第二腔体经由多个通孔连通于第三腔体。叶片尾缘开设有多个冲击孔。通过上述设计，本专利技术提出涡轮导向冷却叶片的针对叶片前缘、叶片中弦区、叶片尾缘等区域的结构特点和受热环境合理地布置了纵向对流方式与纵-横向对流方式相结合的对流方式，涡轮导向冷却叶片的叶片温度分布更加均匀，热应力较小，结构简单，铸造工艺性较好，冷气利用率较高。附图说明通过结合附图考虑以下对本专利技术的优选实施方式的详细说明，本专利技术的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本专利技术的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：图1是根据一示例性实施方式示出的一种涡轮导向冷却叶片的轴向剖视图；图2是图1示出的涡轮导向冷却叶片的径向剖视图；图3是图1示出的涡轮导向冷却叶片的立体图；图4是图3中的A部分的平面放大图。附图标记说明如下：100.叶背；200.叶盆；300.第一隔板；310.第一进气口；320.第一出气口；400.第二隔板；410.第二进气口；420.通孔；510.第一粗糙肋；520.第二粗糙肋；530.扰流柱；540.跑道型冲击孔；550.圆型冲击孔；X.叶片前缘；Y.叶片中弦区；Z.叶片尾缘；C1.第一腔体；C2.第二腔体；C3.第三腔体；L1.间距；L2.间距；L3.间距；L.长度；B.宽度；φD.孔径。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本专利技术。在对本专利技术的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本专利技术的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本专利技术的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本专利技术范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本专利技术的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本专利技术的范围内。参阅图1，其代表性地示出了本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片的轴向剖视图。在该示例性实施方式中，本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片是以应用于燃气涡轮级为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本专利技术的相关设计应用于其他类型的航空发动机或其他设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片的原理的范围内。如图1所示，在本实施方式中，本专利技术提出的涡轮导向冷却叶片包含叶背100以及叶盆200，且叶背100和叶盆200围合形成叶腔，涡轮导向冷却叶片在近似轴向的方向上还大致分为叶片前缘X、叶片中弦区Y和叶片尾缘Z。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了能够体现本专利技术原理的涡轮导向冷却叶片的径向剖视图；图3中代表性地示出了能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮导向冷却叶片，包含叶背以及叶盆，所述叶背和所述叶盆围合形成叶腔；其特征在于：/n所述涡轮导向冷却叶片还包含第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均连接在所述叶背与所述叶盆之间并沿径向贯序布置在所述叶腔内，所述叶腔由所述第一隔板和所述第二隔板分隔为沿轴向贯序布置的第一腔体、第二腔体和第三腔体；/n所述涡轮导向冷却叶片开设有第一进气口、第二进气口和第一出气口，所述第一进气口和所述第一出气口分别连通于所述第一腔体的径向的上侧和下侧，所述第二进气口连通于所述第二腔体的径向的上侧；/n所述第二隔板开设有多个通孔，而使所述第二腔体经由所述多个通孔连通于所述第三腔体；/n所述涡轮导向冷却叶片的叶片尾缘开设有多个冲击孔，而使所述第三腔体经由所述多个冲击孔连通于所述涡轮导向冷却叶片之外。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡轮导向冷却叶片，包含叶背以及叶盆，所述叶背和所述叶盆围合形成叶腔；其特征在于：
所述涡轮导向冷却叶片还包含第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均连接在所述叶背与所述叶盆之间并沿径向贯序布置在所述叶腔内，所述叶腔由所述第一隔板和所述第二隔板分隔为沿轴向贯序布置的第一腔体、第二腔体和第三腔体；
所述涡轮导向冷却叶片开设有第一进气口、第二进气口和第一出气口，所述第一进气口和所述第一出气口分别连通于所述第一腔体的径向的上侧和下侧，所述第二进气口连通于所述第二腔体的径向的上侧；
所述第二隔板开设有多个通孔，而使所述第二腔体经由所述多个通孔连通于所述第三腔体；
所述涡轮导向冷却叶片的叶片尾缘开设有多个冲击孔，而使所述第三腔体经由所述多个冲击孔连通于所述涡轮导向冷却叶片之外。


2.根据权利要求1所述的涡轮导向冷却叶片，其特征在于，所述第一腔体的腔壁设置有多条第一粗糙肋，所述多条第一粗糙肋沿径向间隔布置，所述第一粗糙肋沿轴向布置。


3.根据权利要求2所述的涡轮导向冷却叶片，其特征在于，所述第一粗糙肋的肋高为0.2mm～0.5mm；和/或，相邻两个所述第一粗糙肋的肋间距与所述第一粗糙肋的肋高的比值为8～15；和/或，所述第一粗糙肋沿径向的肋宽为0.3mm～0.6mm。


4.根据权利要求1所述的涡轮导向冷却叶片，其特征在于，所述第二腔体的腔壁设置有多条第二粗糙肋，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兰芳，陈文彬，贺宜红，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43