[發(fā)明專利]一種念珠式渦輪葉片尾緣劈縫冷卻結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011049549.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112177683B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 孔星傲;呂東;王楠;劉英實;康浩
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 戴風友

1.一種念珠式渦輪葉片尾緣劈縫冷卻結構，其特征在于，包括空心渦輪葉片(1)、內(nèi)腔冷氣通道(2)和尾緣排氣劈縫通道(3)；

所述空心渦輪葉片(1)內(nèi)部設有內(nèi)腔冷氣通道(2)，供低溫冷卻氣體在葉片內(nèi)部流動，對葉片進行冷卻；空心渦輪葉片(1)尾緣沿弦向開有多個離散的念珠式尾緣排氣劈縫通道(3)，以供冷卻氣排出葉片；

所述的念珠式尾緣排氣劈縫通道(3)的截面形狀為圓形或橢圓形，截面積沿劈縫通道中心線(4)在最大值和最小值之間連續(xù)交替地變化，反復出現(xiàn)收縮和擴張的通道結構，形似串連而成的念珠；所述的劈縫通道中心線(4)在葉型俯視截面圖中與尾緣中心線重合，在葉片主視圖中為水平直線或傾斜直線，與水平面的夾角為通道傾斜角∠E(5)，通道傾斜角∠E(5)為0～30°；相鄰兩個尾緣排氣劈縫通道(3)之間錯排排列；

每個通道的截面橢圓的短軸定義為x軸，垂直于劈縫通道中心線(4)，且指向葉背為正方向；長軸定義為y軸，垂直于劈縫通道中心線(4)，且朝上為正方向；通道的截面形狀由短軸半徑R_x和長軸半徑R_y共同決定，特別的，當R_x和R_y相等時，通道截面形狀為圓形。

2.如權利要求1所述的一種念珠式渦輪葉片尾緣劈縫冷卻結構，其特征在于，所述的短軸半徑R_x和長軸半徑R_y的變化規(guī)律分別由A型波浪曲線和B型波浪曲線控制，此兩條波浪曲線分別位于劈縫通道中心線(4)在x軸方向和y軸方向的正上方，與劈縫通道中心線(4)的距離即為R_x和R_y；A型和B型波浪曲線沿劈縫通道中心線(4)周期性交替出現(xiàn)波峰和波谷，波峰的頂點到劈縫通道中心線(4)距離為極大值R_xmax和R_ymax，波谷的頂點到劈縫通道中心線(4)的距離為極小值R_xmin和R_ymin，相鄰兩個波峰或相鄰兩個波谷的頂點在劈縫通道中心線(4)上的投影長度為波長L；R_x和R_y在極大值和極小值之間連續(xù)地增加和減小，當距尾緣端部還有0.5～1個波長時，逐漸收斂并穩(wěn)定于極小值；B型波浪曲線的極大值R_ymax和極小值R_ymin不變，形成周期性的波浪曲線；相鄰兩個尾緣排氣劈縫通道(3)的B型波浪曲線相差半個周期，以使尾緣排氣劈縫通道(3)形成錯排排列；同一個尾緣排氣劈縫通道(3)的A型和B型波浪曲線具有相同的波長L以及波峰和波谷數(shù)。

3.如權利要求2所述的一種念珠式渦輪葉片尾緣劈縫冷卻結構，其特征在于，所述的A型和B型波浪曲線有2～8個周期，其波長L由周期個數(shù)和葉片尾緣區(qū)域的弦向長度具體確定；A型波浪曲線的極大值R_xmax為當?shù)厝~型厚度的0.25～0.35，極小值R_xmin/波長L為0.2～0.5；B型波浪曲線的極大值R_ymax/波長L為0.6～1，極小值R_ymin/波長L為0.2～0.5。