一种涡轮静子叶片、涡轮静子叶片冷却结构及冷却方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109763864A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201811598080.X(22)申请日2018.12.26(71)申请人苏州大学地址215137江苏省苏州市相城区济学路8号(72)发明人黄耀松(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人常亮(51)Int.Cl.F01D9/04(2006.01)F01D25/12(2006.01)F01D25/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种涡轮静子叶片、涡轮静子叶片冷却结构及冷却方法(57)摘要本申请公开了一种涡轮静子叶片、涡轮静子叶片冷却结构及冷却方法，其中冷却方法通过冷却介质对涡轮静子叶片的内部沿涡轮径向进行分区冷却，各分区采用不同的冷却介质，且沿径向由内向外的方向，冷却介质的蒸发温度逐渐增大。由于沿涡轮径向由内向外，涡轮静子叶片的温度由低到高，该方法根据涡轮静子叶片径向各部位不同的冷却需求，通过在各分区内蒸发温度逐渐增大的冷却介质实现分区冷却，提高了冷却效率，且最大化地提高能源匹配度，避免能源浪费。CN109763864ACN109763864A权利要求书1/1页1.一种涡轮静子叶片冷却方法，其特征在于，通过冷却介质对涡轮静子叶片的内部沿涡轮径向进行分区冷却，各分区采用不同的冷却介质，且沿径向由内向外的方向，所述冷却介质的蒸发温度逐渐增大。2.一种涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，包括设置于涡轮静子叶片的叶身内部且沿涡轮径向依次排布的多个冷却腔体，每个所述冷却腔体内均包括位于径向内侧的冷凝段和位于径向外侧的蒸发段，每个所述冷却腔体内均填充有冷却介质，所述冷却介质在所述冷凝段冷凝为液体，在所述蒸发段蒸发为气体；沿涡轮径向由内向外的方向，各所述冷却腔体内的冷却介质的蒸发温度逐渐增大。3.根据权利要求2所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，每个所述冷却腔体内均设置有用于将所述冷凝段内的冷却介质吸引转移至所述蒸发段内进行蒸发的吸液结构，沿涡轮径向由内向外的方向，各所述冷却腔体内的所述吸液结构的吸液能力逐渐增强。4.根据权利要求3所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，所述吸液结构为设置于所述冷却腔体的内壁上的丝网构件；或者所述吸液结构为设置于所述冷却腔体的内壁上的沟槽结构；或者所述吸液结构为设置于所述冷却腔体的内壁上的丝网构件和沟槽结构的复合结构。5.根据权利要求2-4任一项所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，所述冷却介质为醇类、水、苯类、水银、碱金属或银。6.根据权利要求2-4任一项所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，沿涡轮径向由内向外，各所述冷却腔体的径向高度逐渐增大。7.根据权利要求2-4任一项所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，沿涡轮径向由内向外，各所述冷却腔体的径向内侧腔壁的厚度逐渐减小。8.根据权利要求2-4任一项所述的涡轮静子叶片冷却结构，其特征在于，所述冷却腔体的形状与所述叶身的外形相匹配。9.一种涡轮静子叶片，包括叶身和位于所述叶身的根部的平台，所述叶身设置有冷却结构，其特征在于，所述冷却结构为如权利要求1-8任一项所述的涡轮静子叶片冷却结构。10.根据权利要求9所述的涡轮静子叶片，其特征在于，紧邻所述平台的所述冷却腔体的冷凝段位于所述平台内，所述叶身的外壁上设置有散热肋条。2CN109763864A说明书1/5页一种涡轮静子叶片、涡轮静子叶片冷却结构及冷却方法技术领域[0001]本发明涉及航空发动机涡轮叶片冷却技术领域，特别涉及一种涡轮静子叶片冷却方法。本发明还涉及一种基于涡轮静子叶片冷却方法的涡轮静子叶片冷却结构。本发明还涉及一种包含该涡轮静子叶片冷却结构的涡轮静子叶片。背景技术[0002]航空发动机燃气涡轮叶片承受着来自燃烧室的高温高压气体的作用，使得常用叶片材料耐温程度几乎达到极限，采用高效的叶片冷却技术是提高涡轮叶片使用寿命及提高涡轮前温度的重要手段。[0003]当前，随着叶片冷却技术的发展，基于热管高效换热对涡轮静子叶片进行冷却的方式应运而生。然而，目前采用热管高效换热冷却涡轮静子叶片还存在如下不足：由于热管的形状较为局限，难以做到对叶片的均匀冷却，热应力分布不均匀；叶片的不同位置处温度差别较大，使用单一的液体换热介质和吸液芯，在宽温度范围内使用时容易导致换热效率低下，且换热介质和吸液芯易失效等问题。发明内容[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种涡轮静子叶片冷却方法，以提高涡轮静子叶片的冷却效率。[0005]本发明的另一个目的在于提供一种基于该涡轮静子叶片冷却方法的涡轮静子叶片冷却结构，以提高涡轮静子叶片的冷却效率。[0006]本发明的第三个目的在于提供一种包含该涡轮静子叶片冷