[发明专利]一种具有单一煤油冷却通道的涡轮叶片

说明书

本发明涉及一种具有单一煤油冷却通道的涡轮叶片，包括：涡轮叶片本体以及设置在其内部的冷却通道，其中，涡轮叶片本体包括叶顶、叶根以及位于叶顶与叶根之间的叶身，叶身由叶片压力面、和叶片吸力面围设而成，在叶片压力面与叶片吸力面的连接处分别形成叶片前缘和叶片尾缘；冷却通道包括依次串接的若干U型通道，冷却通道的进口和出口均设置在叶顶上，其中，进口靠近叶片前缘，出口靠近叶片尾缘；若干U型通道沿着叶片吸力面的弧长方向依次设置。本发明的涡轮叶片，设置的冷却通道可以有效降低叶片的温度，实现叶片压力面和叶片吸力面均匀冷却的目的。

技术领域

本发明属于燃气轮机和航空航天发动机领域，具体涉及一种具有单一煤油冷却通道的涡轮叶片。

背景技术

燃气轮机和航空航天发动机是能源领域的重要装备，为了提高发动机的热效率和推重比，必须提高涡轮前燃气入口温度。目前涡轮进口温度已经远远超过叶片材料的耐温范围。为解决涡轮进口温度过高的问题，研究人员致力于研发更加耐温的叶片材料，或者通过发展冷却技术解决进口温度过高的问题。

常见的涡轮叶片冷却方式有内部对流冷却和外部气膜冷却，对于内部对流冷却方式，内部冷却通道多采用回转式冷却通道，但是该回转式冷却通道，受到换热面积有限以及冷气与热壁面接触不够充分等条件限制，导致涡轮叶片冷却不均匀。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有单一煤油冷却通道的涡轮叶片。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种具有单一煤油冷却通道的涡轮叶片，包括：涡轮叶片本体以及设置在其内部的冷却通道，其中，

所述涡轮叶片本体包括叶顶、叶根以及位于所述叶顶与所述叶根之间的叶身，所述叶身由叶片压力面、和叶片吸力面围设而成，在所述叶片压力面与所述叶片吸力面的连接处分别形成叶片前缘和叶片尾缘；

所述冷却通道包括依次串接的若干U型通道，所述冷却通道的进口和出口均设置在所述叶顶上，其中，所述进口靠近所述叶片前缘，所述出口靠近所述叶片尾缘；

若干所述U型通道沿着所述叶片吸力面的弧长方向依次设置。

在本发明的一个实施例中，所述冷却通道包括连接的第一U型通道和第二U型通道，所述第一U型通道包括第一下降部和第一上升部，所述第二U型通道包括第二下降部和第二上升部，其中，

所述第一下降部的第一端连接所述进口，第二端连接所述第一上升部的第一端；

所述第一上升部的第二端连接所述第二下降部的第一端，所述第二下降部的第二端连接所述第二上升部的第一端，所述第二上升部的第二端连接所述出口；

所述第一上升部与所述第二下降部连接形成n型结构，所述n型结构位于靠近所述叶片吸力面曲率最大的位置处。

在本发明的一个实施例中，所述U型通道的截面为圆形，所述U型通道的直径为3-5mm。

在本发明的一个实施例中，所述进口与所述叶片前缘之间的距离，以及所述出口与所述叶片尾缘之间的距离，均为所述U型通道的直径的2.8-3倍。

在本发明的一个实施例中，所述n型结构与所述叶片吸力面曲率最大位置处之间的距离为所述U型通道的直径的1-1.5倍。

在本发明的一个实施例中，所述第一下降部和所述第一上升部之间的距离，以及所述第二下降部和所述第二上升部之间的距离，均为所述U型通道的直径的1.5-2倍；

所述第一上升部与所述第二下降部之间的距离为所述U型通道的直径的1.2-2倍。

在本发明的一个实施例中，所述第一下降部和所述第二上升部的长度为所述U型通道的直径的4.5-7.5倍；