涡轮叶片前缘沉槽肋内冷结构及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102588000102588000B(45)授权公告日2014.11.05(21)申请号201210063251.5US4168938A,1979.09.25,说明书第2栏第62-66行及附图3.(22)申请日2012.03.12CA2231988C,2002.05.28,附图1.(73)专利权人南京航空航天大学US5700132A,1997.12.23,说明书第5栏第地址210016江苏省南京市白下区御道街53-56行，第6栏第36-45行及附图3.29号CN102200033A,2011.09.28,全文.(72)发明人吉洪湖朱强华审查员刘玲(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人叶连生(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)F01D9/02(2006.01)(56)对比文件CN202628198U,2012.12.26,权利要求1-5.EP0416542A1,1991.03.13,说明书第8栏第1-20行及附图6.权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图6页附图6页(54)发明名称涡轮叶片前缘沉槽肋内冷结构及其方法(57)摘要本发明涉及一种涡轮叶片前缘沉槽肋内冷结构及其方法，属于涡轮叶片的内部冷却技术领域。上述转子叶片（10）的前缘内壁面沿叶高方向具有沉槽结构，在沉槽结构内垂直叶高方向平行分布有若干弧形肋（34）；上述导向叶片（7）的前缘内壁面沿叶高方向具有沉槽结构，在沉槽结构内垂直叶高方向平行分布有若干弧形肋（34）；插件（28）上的冲击孔（29）与弧形肋（34）交错排列。本发明的结构综合应用了凹槽和肋片两项强化冷却措施，它不仅能够使叶片前缘得到更好的冷却效果，而且将冷却结构与叶片的设计融为一体，使涡轮叶片的结构更加简洁并在保证其强度的情况下有效减轻其重量。CN102588000BCN10258BCN102588000B权利要求书1/1页1.一种涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构，该涡轮叶片的转子叶片（10）具有蛇形通道式内部冷却结构，导向叶片（7）具有插件冲击式内部冷却结构，插件（28）前端具有冲击孔（29）；其特征在于：上述转子叶片（10）的前缘内壁面沿叶高方向具有沉槽结构，在沉槽结构内垂直叶高方向平行分布有若干弧形肋（34）；上述导向叶片（7）的前缘内壁面沿叶高方向具有沉槽结构，在沉槽结构内垂直叶高方向平行分布有若干弧形肋（34）；插件（28）上的冲击孔（29）与弧形肋（34）交错排列。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构，其特征在于：上述弧形肋（34）的顶部平齐于或高于叶片临近前缘其他部位的内侧壁面。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构，其特征在于：上述弧形肋（34）之间的间距与弧形肋高度之比在7～15之间。4.根据权利要求1所述的涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构，其特征在于：上述弧形肋（34）为等间距布置。5.根据权利要求1所述的涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构，其特征在于：上述弧形肋（34）的截面形状为矩形，或方形，或梯形，或三角形，或半圆形。6.利用权利要求1所述涡轮叶片的前缘沉槽肋内冷结构的前缘冷却方法，其特征在于包括以下过程：转子叶片（10）前缘内壁面的沉槽结构使得前缘壁厚较其它部位明显减薄，减小了叶片内部冷却空气与外部高温燃气之间的距离；弧形肋（34）保持叶片前缘在减薄之后具有足够的强度，又能加强对冷却气流的扰动、扩展其换热面积，加强了冷却效果；导向叶片（7）前缘内壁面的沉槽结构使得前缘壁厚较其它部位明显减薄，减小了叶片内部冷却空气与外部高温燃气之间的距离；弧形肋（34）保持叶片前缘在减薄之后具有足够的强度，又能加强对冷却气流的扰动、扩展其换热面积，加强了冷却效果；插件（28）上的冲击孔（29）与弧形肋（34）交错排列，能够起到更好的冷却效果。2CN102588000B说明书1/4页涡轮叶片前缘沉槽肋内冷结构及其方法技术领域[0001]本发明涉及燃气轮机尤其是陆用重型燃气轮机涡轮叶片的内部冷却结构，具体而言，是一种应用于涡轮叶片前缘部位的沉槽肋内冷结构。背景技术[0002]燃气轮机是一种将热能转化为机械能的先进的动力机械，提高其能量转换效率的一个主要途径就是提升涡轮前燃气温度，但这也导致高温涡轮部件的工作环境日益恶化。目前先进燃气轮机的涡轮前燃气温度超过了1500℃，已经远远高于涡轮材料的熔化温度，为了保证燃气轮机安全、可靠、长期的工作，就必须对其高温涡轮部件进行有效的冷却。其中涡轮叶片的冷却至关重要，因为它直接承受着高温燃气的热冲击负荷，而且涡轮转子叶片工作在高速旋转的状态下，还受到极大的离心力作用，故此迫切需要采取更加先进的冷却技