[發(fā)明專利]高壓渦輪的通風(fēng)葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880010751.8
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN110268137B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡特蘭·馬提諾;弗雷德里克·菲力浦·簡-雅克·帕爾多;凱文·皮萊特;吉恩-盧克·皮埃爾·薩赫瑞斯;朱利安·卡爾波恩
• 申請（專利權(quán)）人: 賽峰直升機發(fā)動機公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/30
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 江海;李雪

本發(fā)明涉及一種高壓渦輪發(fā)動機渦輪的葉片，該葉片包括：·?葉片翼型件(13)，該葉片翼型件在翼展方向(EV)上延伸，終止于頂端(S)并且包括下表面(16)和上表面(17)，下表面和上表面通過前緣(18)和后緣(19)接合，和·?內(nèi)部冷卻回路(25)，該內(nèi)部冷卻回路僅具有上游導(dǎo)管(26)和中心腔室(27)，該內(nèi)部冷卻回路用于通過循環(huán)空氣來冷卻葉片；·?其中，上游導(dǎo)管(26)和中心腔室(27)單獨地供應(yīng)有空氣；·?上游導(dǎo)管(26)對前緣(18)和上表面(17)進(jìn)行冷卻；·?中心腔室(27)對下表面(16)和后緣(19)進(jìn)行冷卻并且設(shè)置有使下表面(16)和上表面(17)互相連接的橋接元件(51)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種直升機渦輪軸發(fā)動機的高壓葉片。

背景技術(shù)

直升機渦輪軸發(fā)動機的結(jié)構(gòu)可以采用不同構(gòu)造，諸如圖1中所示的構(gòu)造，該直升機渦輪軸發(fā)動機具有所謂的自由渦輪，該自由渦輪通過減速齒輪驅(qū)動直升機轉(zhuǎn)子。

在這種由附圖標(biāo)記1標(biāo)記的發(fā)動機中，該發(fā)動機由外部殼體2界定，外部空氣被吸入進(jìn)氣套筒3中并且在到達(dá)燃燒室6中之前在通過壓縮機4時被壓縮。在燃燒室6的出口處，空氣在通過稱為高壓渦輪的第一渦輪7時膨脹，然后通過稱為低壓渦輪的第二渦輪8，然后通過排氣導(dǎo)管8排放到發(fā)動機外部。

然后，燃燒室6的出口處的熱氣體的動能在該熱氣體通過并驅(qū)動渦輪7和渦輪8時轉(zhuǎn)換成機械能。

每個渦輪7和8包括一系列的級，每個級包括圍繞相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸而彼此均勻地間隔開的一系列的葉片。高壓渦輪7連接到發(fā)動機1的軸9，壓縮機4安裝在該軸9上，該高壓渦輪7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮機4的運動。低壓渦輪或自由渦輪8連接到軸11，該軸11穿過軸9的內(nèi)部，以通過圖1中的減速齒輪組件R驅(qū)動直升機10的轉(zhuǎn)子。

通常，無論渦輪軸發(fā)動機的構(gòu)造如何，經(jīng)受最嚴(yán)苛條件(即處于最靠近燃燒室的級)的渦輪葉片是高壓渦輪葉片。

在實踐中，因為溫度在燃燒室的出口處趨于持續(xù)升高，因此提高渦輪發(fā)動機的性能需要增加高壓渦輪葉片的抗性，特別是關(guān)于該高壓渦輪葉片的耐溫性。

這種情況使得有必要重新考慮葉片的冷卻，使得葉片可以抵抗這些新的操作條件，燃燒氣體的溫度遠(yuǎn)高于制造這些葉片的材料的熔化溫度。

這種冷卻通過使從燃燒的上游從渦輪軸發(fā)動機排出的冷卻空氣在葉片內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)來實現(xiàn)。該空氣在葉片的根部處進(jìn)入并且沿著葉片中的內(nèi)部回路被輸送以冷卻該葉片，并且該空氣通過穿過該葉片的壁并分布在這些壁上的孔抽出到葉片的外部。這些孔用于抽出冷卻空氣并且在葉片的外表面上產(chǎn)生比燃燒氣體冷的空氣膜，該空氣膜有助于限制葉片的溫度。

本發(fā)明的目的在于提供一種葉片結(jié)構(gòu)，該葉片結(jié)構(gòu)允許在具有降低的制造成本的同時提高冷卻效率。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的目的在于一種渦輪發(fā)動機(諸如渦輪軸發(fā)動機)的高壓渦輪葉片，該高壓渦輪葉片包括：

-翼型件，該翼型件在翼展方向上延伸，終止于頂端并且包括吸力壁和壓力壁，該吸力壁和壓力壁在上游側(cè)處通過前緣接合并且在下游側(cè)處通過后緣接合，

-內(nèi)部冷卻回路，該內(nèi)部冷卻回路僅具有上游導(dǎo)管和中心腔室，該內(nèi)部冷卻回路用于通過循環(huán)空氣來冷卻該葉片；

-其中，上游導(dǎo)管和中心腔室單獨地供應(yīng)有空氣；

-上游導(dǎo)管專用于對前緣和上表面進(jìn)行冷卻；

-中心腔室專用于對吸力壁和后緣進(jìn)行冷卻并且設(shè)置有連接吸力壁和壓力壁的橋接元件。

利用該解決方案，葉片具有簡單且有效的內(nèi)部冷卻回路，使得鑄造制造步驟期間的廢料比率降低，這降低了制造成本。對葉片的通風(fēng)效率進(jìn)行優(yōu)化以滿足需要，該葉片設(shè)置有獨立的上游導(dǎo)管和中心腔室，上游導(dǎo)管和中心腔室都專門設(shè)計成用于對該葉片的不同且互補的部件進(jìn)行冷卻。