[發明專利]一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構

有效

• 申請號: 202110391292.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113107607B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 劉存良;葉林;許衛疆;劉海涌;朱安冬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

1.一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，在渦輪葉片尾緣區域設置有尾緣半劈縫結構，所述尾緣半劈縫結構是將渦輪葉片尾緣壓力面的部分壁面切去，只保留吸力面一側的壁面以及若干分隔肋；

其特征在于：在分隔肋與半劈縫壁面接觸的底部具有若干側向貫穿分隔肋的貫穿縫，貫穿縫將分隔肋兩側尾緣半劈縫表面空間連通；

在不增加冷氣流量的情況下，尾緣冷卻氣流在流出尾緣冷氣腔后，冷卻氣流從出流縫中噴射出，覆蓋在半劈縫壁面上形成冷卻氣膜，且還從貫穿分隔肋的貫穿縫流過，對分隔肋內部進行冷卻；

所述貫穿縫在分隔肋上的開縫方向與分隔肋側面的法線在平行于尾緣半劈縫表面的平面上存在夾角，形成傾斜的貫穿縫，使得分隔肋一側的冷卻氣流更加順暢通過傾斜貫穿縫流向分隔肋另一側；

從貫穿分隔肋的傾斜貫穿縫流過的冷卻氣流，能夠減弱分隔肋影響下產生的冷氣角渦，并削弱脫落渦與角渦的相互作用，增強分隔肋附近的氣膜冷卻效率；

在平行于尾緣半劈縫表面的平面上，貫穿縫的開縫方向與分隔肋側面的法線夾角為10°～15°。

2.根據權利要求1所述一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，其特征在于：半劈縫尾緣冷卻結構的冷氣出流縫高度h?1的取值范圍為0.3～0.8mm，尾緣冷氣出流縫寬度l?1與尾緣冷氣出流縫高度h?1比值范圍在3～10之間；相鄰兩個尾緣冷氣出流縫的展向間距p?1的取值范圍為1.8～4.8mm；所述半劈縫結構的唇板厚度t與冷氣出流縫高度h?1的比值在0.2至1.5之間，半劈縫傾斜角在0°至15°之間。

3.根據權利要求1所述一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，其特征在于：貫穿縫在垂直于開縫方向上的截面形狀為矩形、平行四邊形或直角三角形。

4.根據權利要求3所述一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，其特征在于：貫穿縫在垂直于開縫方向上的截面形狀為矩形時，同一分隔肋上具有多個矩形貫穿縫，沿冷卻氣流流向的第一個矩形貫穿縫中的氣流流入口邊緣與分隔肋起始線重合，單個矩形貫穿縫的寬度l?2為0.25mm，矩形貫穿縫的高度h?2與寬度l?2的比值為2，矩形貫穿縫的間距p?2為0.815mm。

5.根據權利要求3所述一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，其特征在于：貫穿縫在垂直于開縫方向上的截面形狀為平行四邊形時，同一分隔肋上具有單個平行四邊形貫穿縫，平行四邊形貫穿縫中的氣流流入口的下方端點位于分隔肋起始線上，平行四邊形貫穿縫的寬度l?2為1.575mm，高度h?2為0.5mm。

6.根據權利要求3所述一種尾緣帶有肋上貫穿縫的渦輪導葉結構，其特征在于：貫穿縫在垂直于開縫方向上的截面形狀為直角三角形時，其中一個直角邊為分隔肋底邊，長度l?2為1.875mm，而氣流流入口的另一直角邊與分隔肋起始線重合，高度h?2為0.5mm。