[發(fā)明專利]一種透平葉片的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111599666.X
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114278388A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金婷婷;張岳飛;潘丞雄;焦廣云
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣燃?xì)廨啓C(jī)有限公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 蔡東升

本發(fā)明公開了透平葉片冷卻技術(shù)領(lǐng)域的一種透平葉片的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)，包括葉身，葉身內(nèi)設(shè)有冷卻氣通道，冷卻氣通道具有低溫內(nèi)表面；平臺，平臺設(shè)置于葉身的一端，平臺與葉身間設(shè)有圓角過渡區(qū)，圓角過渡區(qū)具有高溫外表面；氣膜孔，氣膜孔設(shè)置于圓角過渡區(qū)，氣膜孔連通低溫內(nèi)表面和高溫外表面，用于將冷卻氣通道內(nèi)的冷卻氣引流至高溫外表面，并形成冷卻氣膜。本發(fā)明中的氣膜孔可使葉身內(nèi)部冷卻氣通道的低溫內(nèi)表面與圓角過渡區(qū)的高溫外表面連通，以將冷卻氣通道內(nèi)的冷卻氣引流至高溫外表面，并形成冷卻氣膜，該冷卻氣膜可對圓角過渡區(qū)進(jìn)行氣膜冷卻，降低圓角過渡區(qū)的溫度，并防止蠕變裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而延長透平葉片的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透平葉片冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透平葉片的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)效率不斷的提高，如今燃?xì)廨啓C(jī)的透平進(jìn)口溫度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了透平葉片合金材料本身的耐熱極限，因此透平葉片普遍采用了陶瓷涂層和冷卻結(jié)構(gòu)等技術(shù)，以確保對部件的冷卻均勻且充分。若對部件的冷卻不充分，則會在該部件上產(chǎn)生熱應(yīng)力，長時間的循環(huán)熱應(yīng)力會造成諸如渦輪葉片等部件發(fā)生熱疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致故障的發(fā)生。

典型的透平葉片冷卻方式主要有：沖擊冷卻、氣膜冷卻以及內(nèi)部通道冷卻等。上述冷卻方式對透平葉片直接遭受高溫燃?xì)鉀_刷的葉身和平臺起到了很好的保護(hù)作用，延長了透平葉片的使用壽命。但經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有透平葉片的葉身與平臺之間的圓角過渡區(qū)在使用過程中容易出現(xiàn)裂紋，影響了透平葉片的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在葉身與平臺之間的圓角過渡區(qū)，遭受著高溫燃?xì)獾臎_刷，但卻沒有相應(yīng)的冷卻結(jié)構(gòu)來進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致圓角過渡區(qū)局部溫度過高，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力并導(dǎo)致蠕變應(yīng)變過高，長此以往，葉身與平臺之間的圓角過渡區(qū)易出現(xiàn)裂紋，影響了透平葉片的使用壽命。

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種透平葉片的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有透平葉片的圓角過渡區(qū)易出現(xiàn)裂紋的技術(shù)問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種透平葉片的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)，包括：

葉身，所述葉身內(nèi)部設(shè)有冷卻氣通道，所述冷卻氣通道具有低溫內(nèi)表面；

平臺，所述平臺設(shè)置于所述葉身的一端，所述平臺與所述葉身連接處設(shè)有圓角過渡區(qū)，所述圓角過渡區(qū)具有高溫外表面；

氣膜孔，所述氣膜孔設(shè)置于所述圓角過渡區(qū)并連通所述低溫內(nèi)表面和所述高溫外表面，用于將所述冷卻氣通道內(nèi)的冷卻氣引流至所述高溫外表面，并形成用于對所述圓角過渡區(qū)進(jìn)行冷卻的冷卻氣膜。

優(yōu)選的，所述氣膜孔的數(shù)量至少為2個。

優(yōu)選的，多個所述氣膜孔沿所述高溫外表面上高溫燃?xì)饬鲃臃较蚓€性排布于所述圓角過渡區(qū)。

優(yōu)選的，多個所述氣膜孔上下交錯排布于所述圓角過渡區(qū)。

優(yōu)選的，所述氣膜孔的軸線方向與所述高溫外表面上高溫燃?xì)饬鲃臃较虻膴A角為A，A≦90°。

優(yōu)選的，所述氣膜孔的軸線方向與所述冷卻氣通道內(nèi)冷卻氣流動方向的夾角為B，B≦90°。

優(yōu)選的，所述氣膜孔通過激光打孔或電火花打孔工藝成型于所述圓角過渡區(qū)。

優(yōu)選的，所述氣膜孔的橫截面為圓孔、方孔、扇形孔和橢圓孔中一種或兩種。

優(yōu)選的，所述氣膜孔的直徑為φ，0.5mm≦φ≦2mm。

優(yōu)選的，相鄰兩個所述氣膜孔的間距為D，2φ≦D。

本發(fā)明的有益效果：