应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115875084A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202310187590.2(22)申请日2023.03.02(71)申请人中国航发四川燃气涡轮研究院地址610500四川省成都市新都区新都学府路999号(72)发明人黄维娜朱晓华娄德仓郭文古冬(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718专利代理师窦雪龙(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构(57)摘要本发明提供了一种应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，包括：叶片压力面基体；冲击板，与叶片压力面基体平行间隔设置，冲击板与叶片压力面基体之间形成内腔，冲击板上设置有冲击孔，冲击孔连接冲击板的外侧和内腔；多个鞍马形扰流部，间隔排列于内腔中，每个鞍马形扰流部均包括基座部和两个凸起部，基座部与冲击板或者叶片压力面基体连接，两个凸起部间隔设置在基座部上，且两个凸起部之间形成扰流凹槽。通过在层板通道布置鞍马形扰流部，获得优于长圆型扰流柱排的换热效果，本发明的层板冷却结构，具有方法简单，加工方便，效果明显的特点，可应用于各种涡轮叶片压力面内部冲击结构。CN115875084ACN115875084A权利要求书1/1页1.一种应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，包括：叶片压力面基体（2）；冲击板（1），与叶片压力面基体（2）平行间隔设置，冲击板（1）与叶片压力面基体（2）之间形成内腔（3），冲击板（1）上设置有冲击孔（5），冲击孔（5）连接冲击板（1）的外侧和所述内腔；多个鞍马形扰流部，间隔排列于所述内腔中，每个鞍马形扰流部均包括基座部和两个凸起部，所述基座部与冲击板（1）或者叶片压力面基体（2）连接，两个凸起部间隔设置在所述基座部上，且两个凸起部之间形成扰流凹槽。2.根据权利要求1所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，所述鞍马形扰流部包括第一鞍马形扰流部和第二鞍马形扰流部，所述第一鞍马形扰流部的凸起部的横截面积小于所述第二鞍马形扰流部的凸起部的横截面积。3.根据权利要求2所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，所述第一鞍马形扰流部的扰流凹槽长度大于所述第二鞍马形扰流部的凸起部的扰流凹槽长度。4.根据权利要求2或3所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，多个第一鞍马形扰流部沿垂直于气体流动方向设置并形成第一鞍马形扰流列，多个第二鞍马形扰流部沿垂直于气体流动方向设置并形成第二鞍马形扰流列，第一鞍马形扰流列和第二鞍马形扰流列均为多组，且多组第一鞍马形扰流列和多组第二鞍马形扰流列沿气体流动方向间隔设置。5.根据权利要求4所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，多组第一鞍马形扰流列和多组第二鞍马形扰流列沿气体流动方向间隔均布，相邻两组第一鞍马形扰流列之间设置有一组第二鞍马形扰流列。6.根据权利要求5所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，第一鞍马形扰流列中所有基座部均设置在冲击板（1）上，第二鞍马形扰流列中所有基座部均设置在叶片压力面基体（2）上；或者，第一鞍马形扰流列中所有基座部均设置在叶片压力面基体（2）上，第二鞍马形扰流列中所有基座部均设置在冲击板（1）上。7.根据权利要求1所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，沿气体流动方向且远离冲击孔（5）的一侧，冲击板（1）与叶片压力面基体（2）之间形成冷气通道出口（8）。8.根据权利要求1所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，叶片压力面基体（2）远离冲击孔（5）的一侧设置有气膜缝（4）。9.根据权利要求8所述的应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构，其特征在于，气膜缝（4）的延伸方向与气体流动方向之间的夹角范围是25°~45°。2CN115875084A说明书1/4页应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构技术领域[0001]本说明书涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种应用于涡轮叶片压力面的层板冷却结构。背景技术[0002]燃气涡轮发动机是一种基于布雷顿循环的热动力装置，依靠其强大的输出功率和高热效率已广泛应用于现代军事和工业。经验表明，在发动机尺寸不变的前提下，涡轮进口温度每提高56K，燃气轮机的推力可增加8‑13%，循环效率可提高2‑4%。目前先进航空发动机的涡轮前温度已经超过2000K，而涡轮叶片材料的耐温极限却远小于涡轮进口温度，因此必须采用高效冷却技术以保证其正常工作。涡轮导向叶片压力面区域存在气膜覆盖效果差，对流换热强度高的问题，需要加强内部冷却换热效果。此外，压力面区域的冷却设计不仅要求内部冷却换热效果好，还需要冷却均匀性好，是涡轮叶片上