一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115263437A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210725522.2(22)申请日2022.06.24(71)申请人中国船舶重工集团公司第七0三研究所地址150078黑龙江省哈尔滨市道里区洪湖路35号(72)发明人侯隆安马海红卫嘉霍玉鑫李涛林洪飞刘宇(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)F01D5/14(2006.01)F01D5/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶(57)摘要本发明提供一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，叶片冷却效果好、气动效率高、叶片强度高。本发明为降低叶片工作温度，在叶片前缘采用带肋冷却通道，在叶片中部采用蛇形冷却通道，叶片尾缘采用出气孔结构。叶片伸根采用过渡形伸根，下缘板两侧有一定的倾斜角度，叶冠为V形或Z形预扭冠，叶片整体强度高，抗振性好。该叶片制造难度较低，成品率高，叶片制造成本低。CN115263437ACN115263437A权利要求书1/1页1.一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：包括用于安装并固定在燃气轮机涡轮轮盘上的叶片枞树形叶根、与叶根相连的叶片伸根、叶片伸根之上的下缘板、固定在下缘板上的具有内部冷却结构的叶片叶身以及叶身顶部的叶冠；叶片的叶身外部包括压力面、吸力面、叶片前缘和叶片尾缘以及叶身向下缘板、叶冠的过渡圆角，叶片的叶身内部设置冷却通道，具体是：叶片前缘处有带扰流肋的冷却通道，叶身中部采用蛇形冷却通道；叶片尾缘处设置有叶片尾缘出气孔；叶根底部开有用于冷却空气的流入的进气孔。2.根据权利要求1所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述带扰流肋的冷却通道是在叶身中贯通叶片叶根、叶身前缘，并在接近叶顶处通过L形拐角后连接叶身中部冷却通道的通道；所述蛇形通冷却道是由若干个直通道与的U形拐角连接组成，首个直通道起始于叶身根部的进气孔，最后一个直通道与叶身尾缘的出气孔相连。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶片伸根，形状为从叶片的翼型过渡至叶根的平行四边形。4.根据权利要求3所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述下缘板从俯视看一般成平行四边形，两侧有一定的倾斜角度。5.根据权利要求1或2所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶片尾缘出气孔是开在叶片尾缘与叶片冷却通道相连的一排或多排圆形或椭圆形孔。6.根据权利要求3所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶片尾缘出气孔是开在叶片尾缘与叶片冷却通道相连的一排或多排圆形或椭圆形孔。7.根据权利要求4所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶片尾缘出气孔是开在叶片尾缘与叶片冷却通道相连的一排或多排圆形或椭圆形孔。8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶冠为V形或Z形叶冠，叶冠的轴线与叶片叶身的轴线呈一定角度。9.根据权利要求3所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶冠为V形或Z形叶冠，叶冠的轴线与叶片叶身的轴线呈一定角度。10.根据权利要求5所述的一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，其特征在于：所述叶冠为V形或Z形叶冠，叶冠的轴线与叶片叶身的轴线呈一定角度。2CN115263437A说明书1/3页一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶技术领域[0001]本发明涉及一种适用于船用燃气轮机的新型空气冷却涡轮动叶，属于燃气轮机领域。背景技术[0002]随着船用燃气轮机功率和效率的提升，燃气轮机涡轮进口温度不断提高，当前高温合金耐温等级的提升已不能满足涡轮进口温度的要求。为保证涡轮叶片在高温环境下安全运行，满足设计所要求的高可靠性及长寿命，必须采用先进、高效的冷却结构降低涡轮叶片温度。带冷却结构的叶片设计过程中，冷气少会使叶片温度过高，冷气多则降低涡轮效率，同时冷却结构的设计也会影响叶片的气动效率。动叶为旋转工作叶片，设计工况下的转速能达到每分钟近万转。该转速下，叶片所受离心力极大，叶身每个截面都会受到极大且来源复杂的力的作用，合理的冷却结构及叶片整体结构设计能够降低叶片所受到的力。叶片在高速转动时，受到气动力、离心力等多个力的影响下，不可避免的会发生振动，设计中要避免破坏性共振的发生。[0003]综上，带冷却结构的涡轮叶片设计要满足冷却效果好、所用冷却空气量较少、气动效率高、叶片强度高、叶片振动应力低等多维度的要求。同时叶片结构不