[發明專利]一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片

在審

• 申請號: 201711452737.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108223017A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 薛偉鵬;唐國慶;張維濤;朱高平
• 申請（專利權）人: 中國航發四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，包括葉身(1)、緣板(2)、小翼，小翼位于緣板(2)上，緣板(2)進口到葉身(1)進口位置之間。多排非均勻小翼可有效約束封嚴氣流動，削弱封嚴氣和端壁附面層產生的通道渦，降低渦輪轉子葉片中的流動損失；可改善動葉緣板(2)進口壓力場的不均勻性，使封嚴氣均勻覆蓋在緣板上，對緣板進行有效保護。多排小翼布置對動葉葉身強度影響很小，小翼受到封嚴氣的有效保護，無熱和機械問題。

技術領域

本發明屬于航空發動機、燃氣輪機渦輪葉片設計領域，涉及一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片。

背景技術

渦輪轉子葉片通道中，由于橫向壓力梯度的存在，導致附面層在通道中形成很強的通道渦系，通道渦系沿葉身徑向發展，影響葉片根部很大一部分葉高的流動，當轉子進口有封嚴氣進入時，封嚴氣進一步強化通道渦系，從而產生更大的損失，影響渦輪性能。

傳統渦輪轉子葉片端區的流動控制主要有非軸對稱端壁和翼刀結構。但非軸對稱端壁結構對于有封嚴氣強化的通道渦系控制效果差。翼刀結構尺寸較大，翼刀本身的熱、機械負荷較大，缺乏工程實用價值。傳統轉子葉片在緣板旋轉方向上存在氣體壓力不均勻的現象。導致封嚴氣無法均勻覆蓋在緣板上，無法對緣板形成有效冷卻。

發明內容

發明目的

本發明提出一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，目的在于削弱封嚴冷氣和通道渦系不利影響，降低通道中的流動損失。

技術方案

一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，包括葉身(1)、緣板(2)、小翼，小翼位于緣板(2)上，緣板(2)進口到葉身(1)進口位置之間。

所述的一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，所述小翼包括短小翼(3)和長小翼(4)，長小翼(4)在葉身(1)前緣與短小翼(3)之間。

所述的一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，所述短小翼(3)長為葉身弦長的0.15-0.25％，高度為葉身高度的1-2％。

所述的一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，所述長小翼(4)高度為葉身高度的1-2％，前端與短小翼(3)前端對齊，后端延伸至葉身(1)最大厚度處，與葉身(1)不接觸。

所述的一種緣板進口帶多排非均勻小翼的渦輪轉子葉片，短小翼(3)的數量為2到6個，和長小翼(4)的數量為1到2個。

有益效果

本發明可有效約束封嚴氣流動，削弱封嚴氣和端壁附面層產生的通道渦，降低渦輪轉子葉片中的流動損失。使封嚴氣均勻覆蓋在緣板上，對緣板進行有效保護。多排小翼布置對動葉葉身強度影響很小，小翼受到封嚴氣的有效保護，無熱和機械問題。

附圖說明

圖1帶多排小翼的渦輪轉子葉片正視圖；

圖2帶多排小翼的渦輪轉子葉片俯視圖；

圖3帶多排小翼的渦輪轉子葉片三維視圖；

圖4a無小翼約束的封嚴冷氣流動俯視圖；

圖4b無小翼約束的封嚴冷氣流動正視圖；

圖5a受小翼約束的封嚴冷氣流動俯視圖；

圖5b受小翼約束的封嚴冷氣流動正視圖；

圖6小翼的排布方法；

1-葉身；2-緣板；3-短小翼；4-長小翼；5-無小翼約束的封嚴氣；6-無小翼約束的通道渦；7-小翼約束的封嚴氣；8-小翼約束的通道渦；9-小翼的排布步驟1；10-小翼的排布步驟2；11-小翼的排布步驟3。

具體實施方式