[實用新型]一種渦輪轉子葉片及航空發動機

有效

• 申請號: 201721065391.0
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN207363712U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 萬博;王曉增;王輝;駱劍霞
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本實用新型的目的是提供一種渦輪轉子葉片及航空發動機。渦輪轉子葉片包括榫頭和葉身；榫頭和葉身的內部設置有冷卻通道；冷卻通道包括螺旋形通道，螺旋形通道的形狀是截面為橢圓形的柱形在不同高度位置圍繞其中心線沿同一方向進行連續扭轉而形成的螺旋形狀。由于冷卻通道為螺旋形狀，所以冷卻空氣進入冷卻通道后，沿著螺旋方向在冷卻通道內部產生一股縱向渦流，起到強化冷卻通道換熱的技術效果；同時，由于不用在冷卻通道中增加其它渦流發生器結構，從而減小了流動阻力，并且避免了渦流發生器結構脫落的風險。航空發動機包括上述渦輪轉子葉片。

技術領域

本實用新型涉及航空發動機領域，更具體地，涉及一種渦輪轉子葉片及航空發動機。

背景技術

航空發動機采用高溫高壓燃氣推動渦輪做功以提供動力。渦輪轉子葉片一直面對著高溫高壓燃氣，工作環境十分惡劣，因此必須對渦輪轉子葉片進行有效地冷卻結構設計以降低葉片表面溫度，延長其使用壽命。

通常渦輪轉子葉片多采用內部沖擊、肋或擾流柱強化內部冷卻和外部氣膜冷卻的復合冷卻結構形式。這些冷卻形式通過產生橫向渦流，破壞葉片內部表面的冷卻空氣邊界層，來達到強化換熱的目的。但是，現有的冷卻結構通常會對冷卻空氣造成比較大的壓力損失。在現有技術中，利用渦流發生器在通道內部產生一股縱向渦流，可以達到強化通道壁面換熱的目的，同時不會對冷卻空氣造成比較大的壓力損失。渦流發生器結合傳統的冷卻結構形式配合使用，還能進一步強化葉片通道內部的換熱效果。

如圖1所示，在已公布的發明專利CN104791018B中，其示出了一種渦輪轉子葉片結構。該渦輪轉子葉片結構在進口段增加了渦流發生器991、992，冷卻空氣在從榫頭進口進入后，通過渦流發生器991、992，產生縱向渦流，從而達到加強換熱的目的，同時渦流發生器991、992還能加強榫頭部分通道的強度。

但是，在此種布置形式下，渦流發生器991、992本身仍然會造成冷卻空氣的壓力損失；并且，由于渦流發生器991、992本身為凸起物，當受到過高燃氣溫度的影響時，可能存在脫落的風險，對渦輪轉子葉片及發動機本身造成較大危害。

本領域需要一種冷卻空氣的壓力損失較小的渦輪轉子葉片及航空發動機。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種渦輪轉子葉片，所述渦輪轉子葉片的冷卻空氣的壓力損失較小。

為實現所述目的的渦輪轉子葉片，包括榫頭和葉身，所述葉身固定設置在所述榫頭的一側；所述榫頭和所述葉身的內部設置有冷卻通道；

所述冷卻通道包括螺旋形通道，所述螺旋形通道的形狀是截面為橢圓形的柱形在不同高度位置圍繞其中心線沿同一方向進行連續扭轉而形成的螺旋形狀。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述螺旋形通道由截面為橢圓形的螺旋管限定，所述螺旋管沿所述葉身的高度方向設置。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述螺旋形通道在所述葉身的高度方向上沿同一方向均勻地連續扭轉。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述冷卻通道的內壁設置有肋片，所述肋片用于加強所述冷卻通道的換熱效果。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述冷卻通道由撓性導熱材料制成。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述同一方向為圍繞所述冷卻通道的中心線的順時針方向或者逆時針方向。

所述的渦輪轉子葉片，其進一步的特點是，所述榫頭包括冷卻空氣的進氣口，所述進氣口與所述冷卻通道連通。

為實現所述目的的航空發動機，包括機匣和發動機渦輪，所述發動機渦輪設置在所述機匣中，所述發動機渦輪包括渦輪盤，其特征在于，所述發動機渦輪還包括如上所述的渦輪轉子葉片，所述渦輪轉子葉片包括榫頭和葉身，所述葉身固定設置在所述榫頭的一側，所述榫頭的另一側固定設置在所述渦輪盤上。