[發明專利]一種用于發動機導向器葉片冷卻的肋結構

在審

• 申請號: 202211130174.0
• 申請日: 2022-09-16
• 公開（公告）號: CN115434758A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 程享;趙熙;吳帝佳;林莉;程俊;黃順兵;陳航
• 申請（專利權）人: 中國航發貴陽發動機設計研究所
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D25/12
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

一種用于發動機導向器葉片冷卻的肋結構，包括葉片本體，葉片本體為中空結構，在葉片本體的內腔靠近排氣側位置處設置有葉片尾緣劈縫，在葉片本體葉盆、葉背對應的內腔內壁上分別設置有多個肋條，肋條由葉片進氣邊對應的內腔圓弧位置處延伸至葉片尾緣劈縫；肋條與葉片尾緣劈縫相垂直；多個肋條平行間隔設置。本發明結構簡單，便于葉片的加工制造，實施成本低；同時多個平行間隔設置的肋條、以及垂直于葉片尾緣劈縫的結構可以有效的強化冷氣與導向器葉片之間的對流換熱，降低葉片溫度，提高了渦輪冷卻效率。平行間隔設置的多個肋條還可以提高葉片結構強度，保證飛行安全。

技術領域

本發明涉及航空發動機導向器葉片技術領域，尤其涉及一種用于發動機導向器葉片冷卻的肋結構。

背景技術

目前，在航空燃氣渦輪發動機的設計過程中，往往是通過增加渦輪進口燃氣溫度來提高發動機的推重比以及熱效率。不斷提高的渦輪前溫度使葉片的表面溫度不斷提高，遠遠超出了葉片自身材料所能承受的溫度極限。對于渦輪中的導向器葉片來說，其工作條件惡劣，被高溫燃氣包圍，表面溫度高且分布不均勻，所以對其冷卻結構的改進迫在眉睫。

現有技術中，航空發動機導向器葉片普遍采用中空設計，并利用冷卻氣在其內部的強化對流換熱帶走熱量以及排出葉片時形成氣膜覆蓋隔絕燃氣加熱，是發動機導向器葉片冷卻問題的主要解決手段。隨著葉片結構技術的發展，有在葉片空腔內部增設肋片結構以提高散熱性能。

如公開號為CN111271133A的專利公開了一種有復雜肋片結構內冷通道的渦輪導向器葉片，通過采用增材制造技術，在含空腔的葉身內沿冷卻氣流流向設置將腔室分割為多個相連通冷卻氣流通道的隔離柱，所述冷卻氣流通道內沿垂直于氣流流向設置有若干肋片，所述肋片的橫截面為不規則多邊形或復雜的規則多邊形，使得擾動冷卻氣流的效果大大增強，換熱效率提高。

在導向器葉片中，需要合理地設置肋片的角向以及間距，才能更好地進行強化冷氣與導向器葉片之間的對流換熱。現有技術中肋片結構復雜，造成加工制造不便，也并未有相關文獻公開導向器葉片中肋片的角向及間距。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種用于發動機導向器葉片冷卻的肋結構，旨在解決上述技術問題。

為實現上述目的，本發明提出一種用于發動機導向器葉片冷卻的肋結構，包括葉片本體，葉片本體為中空結構，在葉片本體的內腔靠近排氣側位置處設置有葉片尾緣劈縫，在葉片本體葉盆、葉背對應的內腔內壁上分別設置有多個肋條，肋條由葉片進氣邊對應的內腔圓弧位置處延伸至葉片尾緣劈縫；肋條與葉片尾緣劈縫相垂直；多個肋條平行間隔設置。

優選的，所述肋條的寬度d＝0.5～0.6mm。

優選的，相鄰肋條的之間的間距為1.5～2.0mm。

優選的，從葉片本體的上端至下端，所述肋條的數量不少于50條。

優選的，所述肋條的截面呈矩形或正方形形狀。

優選的，當肋條的截面呈矩形或正方形時，在肋條上設置有倒角。

優選的，所述倒角的半徑R≤0.2mm。

可選的，所述肋條的寬度d為0.5mm。

可選的，所述肋條的寬度d為0.6mm。

優選的，相鄰肋條的之間的間距為1.8mm。

由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果如下：