[發明專利]燃氣輪機發動機的渦輪葉片及其控制方法

有效

• 申請號: 202010918079.1
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112160796B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 王松濤;羅磊;趙志奇;杜巍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D5/30
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種燃氣輪機發動機的渦輪葉片，其特征在于，包括：

榫頭；和

葉身，所述葉身具有包含內腔的內部冷卻系統，所述內腔中設置有沖擊套筒，以使所述沖擊套筒與所述葉身內壁之間形成近壁冷卻通道，所述沖擊套筒上設有和所述近壁冷卻通道相通的多個沖擊射流孔，所述沖擊套筒的上下兩側分別與所述葉身的頂端、端壁相連，且所述沖擊套筒外壁與所述葉身內壁通過擾流板相連，所述擾流板的內部具有供冷卻流體流經的狹縫，其中，所述狹縫由所述沖擊套筒內壁向外貫通至所述葉身外壁，使冷卻腔內的冷氣通過所述狹縫直接流出所述葉身外壁。

2.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，葉頂為凹槽式葉頂，其中，所述凹槽式葉頂設置有多個除塵孔。

3.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述榫頭為樅樹型榫頭。

4.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述葉身的尾緣采用全劈縫結構。

5.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述沖擊套筒的沖擊射流孔集中成沿葉片展向延伸的排，帶狹縫擾流板集中成沿展向延伸的排，且與沖擊孔排交替布置。

6.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述端壁、所述榫頭中沿葉身展向設置與所述冷卻腔相通的通孔，其中，所述通孔的數量與所述冷卻腔個數相同。

7.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述狹縫與吸力面的切線、壓力面切線之間的夾角處于為20°～160°之間，所述擾流板長寬比處于0.5～50之間，所述狹縫的長寬比處于0.5～50之間。

8.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述擾流板的截面設置為矩形截面、圓角矩形截面、橢圓截面、圓截面和半圓截面中的任意一項。

9.根據權利要求1所述的葉片，其特征在于，所述狹縫的截面設置為矩形截面、橢圓截面、圓角矩形截面、圓截面和半圓截面中的任意一項。

10.一種上述權利要求1-9任一項所述的燃氣輪機發動機的渦輪葉片的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

經由冷卻腔引入來自壓氣機的冷卻空氣；

將所述冷卻空氣將分為三個部分進行流動，其中，第一部分的冷氣通過葉頂的除塵孔排出，以形成葉頂氣膜冷卻；第二部分的冷氣通過所述沖擊射流孔排進入所述近壁冷卻通道，以在對相應的葉身內壁的沖擊面實施沖擊冷卻后，沿著所述近壁冷卻通道，途徑帶狹縫擾流板，向尾緣劈縫流出；第三部分的冷氣通過所述狹縫直接流向所述葉片的外部，并在所述葉身外壁形成氣膜覆蓋。