[發(fā)明專利]一種渦輪葉片及其設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310879847.0
• 申請(qǐng)日: 2023-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN116624231A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;潘春霖;丁冠東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)有限公司
• 主分類號(hào): F01D5/30
• 分類號(hào): F01D5/30
• 代理公司: 北京箴思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11913
• 代理人: 張宇

本申請(qǐng)公開了一種渦輪葉片及其設(shè)計(jì)方法，涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。包括伸根；開設(shè)于伸根第一側(cè)面的至少一個(gè)第一凹槽，所述第一側(cè)面為該伸根與相鄰伸根第二側(cè)面的相對(duì)面；第一凹槽的延伸方向與伸根的旋轉(zhuǎn)軸心線不垂直；第一凹槽由內(nèi)而外的開口逐漸增大；與第一凹槽一一對(duì)應(yīng)的活動(dòng)柱，活動(dòng)柱用于放置于對(duì)應(yīng)的第一凹槽內(nèi)；所述伸根繞旋轉(zhuǎn)軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述活動(dòng)柱的外側(cè)面能夠與第一凹槽的側(cè)壁面以及相鄰伸根的第二側(cè)面相抵觸。本申請(qǐng)利用渦輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠?qū)ζ浔倔w上的各個(gè)零件產(chǎn)生離心力，在相鄰兩個(gè)伸根之間設(shè)置活動(dòng)柱，該活動(dòng)柱在特定條件的第一凹槽的約束下，能夠?qū)⒆陨淼碾x心力轉(zhuǎn)化為對(duì)相鄰兩個(gè)伸根的壓力，從而實(shí)現(xiàn)密封功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種渦輪葉片及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片沿周向布置在渦輪盤上。考慮到冷態(tài)的裝配性和熱態(tài)的膨脹和離心作用，相鄰渦輪葉片的伸根之間需預(yù)留一定的間隙。需要清楚的是，燃?xì)廨啓C(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)是通過高溫燃?xì)怛?qū)動(dòng)渦輪葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而做功。若伸根存在間隙，則高溫燃?xì)鈺?huì)從間隙溢出，進(jìn)而降低燃?xì)廨啓C(jī)或者航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。為了避免高溫燃?xì)庥稍撻g隙泄漏，通常采用封嚴(yán)插片或者端面擋板對(duì)間隙進(jìn)行密封。現(xiàn)有技術(shù)中，封嚴(yán)插片具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配難度較大，易磨損等缺點(diǎn)，而端面擋板增加了渦輪的重量，渦輪重量增加，其工作效率降低，并且需設(shè)計(jì)緊固結(jié)構(gòu)以固定端面擋板，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種渦輪葉片及其設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中渦輪葉片伸根的密封結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N渦輪葉片，該渦輪葉片包括：伸根；開設(shè)于伸根第一側(cè)面的至少一個(gè)第一凹槽，所述第一側(cè)面為該伸根與相鄰伸根第二側(cè)面的相對(duì)面；第一凹槽的延伸方向與伸根的旋轉(zhuǎn)軸心線不垂直；第一凹槽由內(nèi)而外的開口逐漸增大；與第一凹槽一一對(duì)應(yīng)的活動(dòng)柱，活動(dòng)柱用于放置于對(duì)應(yīng)的第一凹槽內(nèi)；所述伸根繞旋轉(zhuǎn)軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述活動(dòng)柱的外側(cè)面能夠與第一凹槽的側(cè)壁面以及相鄰伸根的第二側(cè)面相抵觸。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的高度大于等于0.9倍的伸根高度，小于等于1.0倍的伸根高度，所述高度的方向平行于渦輪的徑向。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的延伸方向與伸根的旋轉(zhuǎn)軸心線的夾角大于等于84°，小于等于88°。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的延伸方向與伸根的旋轉(zhuǎn)軸心線的夾角為86°。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的側(cè)壁面與相鄰伸根的第二側(cè)面的夾角大于等于60°，小于等于80°。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的側(cè)壁面與相鄰伸根的第二側(cè)面的夾角為70°。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述活動(dòng)柱的橫截面為圓形或者梯形。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，第一凹槽的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)第一凹槽分別設(shè)置于所述第一側(cè)面的兩側(cè)。

作為本申請(qǐng)實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第一凹槽的側(cè)壁面為平滑壁。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N渦輪葉片的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括：

獲取高溫燃?xì)獾膲簭?qiáng)和渦輪轉(zhuǎn)速；

基于高溫燃?xì)獾膲簭?qiáng)和渦輪轉(zhuǎn)速，獲取活動(dòng)柱的質(zhì)量、第一凹槽的延伸方向與伸根的旋轉(zhuǎn)軸心線的夾角和第一凹槽的側(cè)壁面與相鄰伸根的第二側(cè)面的夾角。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果是：