[發明專利]渦輪葉片和航空發動機

有效

• 申請號: 201911189216.6
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN112855285B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張晶;王曉增
• 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: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D25/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 顏鏑

本發明公開一種渦輪葉片和航空發動機，渦輪葉片包括受熱板，受熱板上設有引入口，受熱板包括：第一板體，包括相對的上表面和下表面，第一板體還包括貫穿第一板體的上表面和下表面的多個第一氣膜孔；第二板體，位于第一板體的下方；板體連接部，連接第一板體和第二板體，板體連接部的內表面、第二板體的上表面和第一板體的下表面圍成一空腔；中間塊，空腔在中間塊的上表面與第一板體的下表面之間的部分形成第一空腔，中間塊包括與第一空腔連通的多個沖擊孔；第一連接部，連接中間塊的上表面和第一板體的下表面；在引入口與多個沖擊孔之間連通形成第一流道，在第一空腔與多個第一氣膜孔之間連通形成第二流道。

技術領域

本發明涉及發動機領域，特別涉及一種渦輪葉片。

背景技術

如圖1所示的渦輪中，渦輪葉片包括渦輪靜子葉片1’和與渦輪靜子葉片1’配合的渦輪轉子葉片2’，從發動機燃燒室出來的高溫熱氣體首先經過渦輪靜子葉片1’的翼型件的導向后，從渦輪靜子葉片1’的上緣板、下緣板和翼型件之間的通道輸出，然后驅動渦輪轉子葉片2’。渦輪靜子葉片1’與渦輪轉子葉片2’之間通常設置氣封結構以對熱氣體進行密封，防止熱氣體串入渦輪軸中，如圖1所示，氣封結構中包括渦輪靜子葉片1’下緣板出氣側的端板11’和渦輪轉子葉片2’的進氣側的端板21’，在此過程中，與高溫熱氣體接觸的部件包括渦輪靜子葉片1’的上緣板、下緣板、翼型件、渦輪轉子葉片2’的翼型件、進氣側的端板21’等多處板體，隨著航空發動機渦輪進口溫度的不斷提升，需采取各種冷卻手段來為渦輪葉片降溫以保證其有效工作。發明人已知的現有技術為渦輪葉片的降溫，主要采用沖擊冷卻、對流冷卻、氣膜冷卻等方式為渦輪葉片進行冷卻。沖擊冷卻和對流冷卻主要是在渦輪葉片內設置空腔，然后向渦輪葉片與熱源接觸的受熱面在空腔內對應的下表面射入冷卻空氣進行沖擊散熱。對流冷卻主要是向空腔內引入冷卻空氣，使冷卻空氣流動與渦輪葉片受熱面在空腔內對應的下表面進行對流換熱。氣膜冷卻主要是在渦輪葉片的受熱面開設槽縫、小孔等形狀第一氣膜孔，將冷卻空氣通過第一氣膜孔覆蓋導渦輪葉片的受熱面上，從而可以隊渦輪葉片的受熱面起到隔熱和冷卻的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種渦輪葉片，該渦輪葉片的受熱面的散熱效果好。本發明還提供一種應用該渦輪葉片的航空發動機。

本發明公開一種渦輪葉片，包括受熱板，所述受熱板上設有用于引入冷卻劑的引入口，所述受熱板包括：

第一板體，包括相對的上表面和下表面，所述第一板體的上表面用于與熱源接觸，所述第一板體還包括貫穿所述第一板體的上表面和下表面的多個第一氣膜孔；

第二板體，位于所述第一板體的下方；

板體連接部，連接所述第一板體和所述第二板體，所述板體連接部的內表面、所述第二板體的上表面和所述第一板體的下表面圍成一空腔；

中間塊，位于所述空腔中，所述空腔在所述中間塊的上表面與所述第一板體的下表面之間的部分形成第一空腔，所述中間塊包括與所述第一空腔連通且孔口朝向所述第一板體的下表面的多個沖擊孔；

第一連接部，位于所述第一空腔內且連接所述上表面和所述第一板體的下表面；

其中，在所述引入口與所述多個沖擊孔之間連通形成第一流道，在所述第一空腔與所述多個第一氣膜孔之間連通形成第二流道，所述第二流道包括位于所述第一連接部內的多個子流道，所述多個子流道一端分別與所述多個第一氣膜孔連接。