專利名稱：一種透平葉片及其冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片技術(shù)。
技術(shù)背景燃?xì)廨啓C(jī)是一種將高溫燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能的透平機(jī)械。燃機(jī)的熱效 率與透平的進(jìn)口溫度密切相關(guān)，透平進(jìn)口溫度的增加將直接提升燃機(jī)的熱效率， 隨著透平葉片材料性能的不斷提升、熱障涂層的發(fā)展、葉片冷卻設(shè)計(jì)的不斷完 善及制造加工技術(shù)的改進(jìn)，葉片在保證可靠使用的前提下其工作溫度也在不斷 提高。在以往的航空發(fā)動機(jī)渦輪冷卻設(shè)計(jì)中，冷卻介質(zhì)采用從壓氣機(jī)抽取來的 溫度相對較低的空氣，冷卻形式從簡單的對流冷卻發(fā)展到了氣膜保護(hù)、對流冷 卻加沖擊冷卻等多樣綜合的冷卻方式。冷卻結(jié)構(gòu)也相應(yīng)變得越來越精巧?，F(xiàn)階 段燃機(jī)透平的冷卻設(shè)計(jì)沿用了航空發(fā)動機(jī)的冷卻模式。但是已有的燃?xì)廨啓C(jī)透平中的冷卻ib區(qū)仍然采用從壓氣機(jī)抽取空氣，這對于重型氣輪機(jī)而言，這樣大的冷卻空氣消耗量，會顯著地降低燃機(jī)熱效率，影響燃機(jī)效益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于用蒸汽代替空氣進(jìn)行強(qiáng)效冷卻的透平葉片 及其冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種透平葉片，其特征在于葉片5上緣板上設(shè)置了注入蒸汽 的進(jìn)口 l和回收蒸汽的出口2，葉片內(nèi)腔用徑向肋3分成了 A、 B、 C和D四個(gè)分隔腔。 本發(fā)明提供的透平葉片，其隔腔中可以設(shè)置有強(qiáng)化散熱筋4。 本發(fā)明提供的透平葉片，其強(qiáng)化散熱筋4的設(shè)置方向可以是不同的。本發(fā)明還提供一種透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其特征在于由蒸汽發(fā)生器6、蒸汽分配腔7、蒸汽收集器8和葉片5組成，蒸汽分配腔7、蒸汽收集器8和葉片 5在透平氣缸里，蒸汽分配腔7與葉片的入口相連，蒸汽收集器8與葉片5的出 口相連，蒸汽發(fā)生器6通過各自的外部管路分別與蒸汽分配腔7和蒸汽收集器8 相連；葉片5上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn)口 l和回收蒸汽的出口2，葉片內(nèi)腔 用徑向肋3分成了A、 B、 C和D四個(gè)分隔腔。本發(fā)明提供的透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其隔腔中可以設(shè)置有強(qiáng)化散熱筋4，強(qiáng) 化散熱筋4的設(shè)置方向可以是不同的。本發(fā)明提供的透平葉片，其優(yōu)點(diǎn)在于降低燃機(jī)冷卻空氣消耗量，增加流 過透平的工質(zhì)流量，在保持燃機(jī)透平進(jìn)口溫度的條件下，進(jìn)一步提高透平的輸 出功率和效率，進(jìn)而增加燃機(jī)的輸出功率，提高燃機(jī)的熱效率。


圖1為透平葉片的結(jié)構(gòu)示意圖(橫截面)； 圖2為透平葉片的結(jié)構(gòu)示意圖(縱剖面)； 圖3為透平葉片冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l透平葉片透平葉片，其結(jié)構(gòu)如圖1和2所示，葉片5上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn) 口 l和回收蒸汽的出口2，葉片內(nèi)腔用徑向肋3分成了 A、 B、 C和D四個(gè)分隔 腔，隔腔中設(shè)置有方向不同的強(qiáng)化散熱筋4。
工作時(shí)，葉片使用的冷卻蒸汽是外置蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的，蒸汽具有一定壓 力和溫度。蒸汽經(jīng)外部管路從氣缸外引至葉片的蒸汽入口 1，蒸汽從此處注入葉片內(nèi)腔A。腔A位于葉片前緣，前緣是整個(gè)葉片受熱侵蝕最嚴(yán)重的部位，需進(jìn) 行重點(diǎn)冷卻；腔中的強(qiáng)化散熱筋4將氣流導(dǎo)向葉片頭部的作用。注入腔A的冷 卻蒸汽經(jīng)過蛇行回路從腔B、腔C流到腔D中，蒸汽在流動過程中對葉片進(jìn)行 冷卻。流過葉片后的蒸汽從位于腔D上方的出口2導(dǎo)出，并經(jīng)管路引到氣缸外，實(shí)現(xiàn)蒸汽的閉環(huán)流動。實(shí)施例2透平葉片的冷卻系統(tǒng)透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，由蒸汽發(fā)生器6、蒸汽分配腔7、 蒸汽收集器8和葉片5組成，蒸汽分配腔7、蒸汽收集器8和葉片5在透平氣缸 里，蒸汽分配腔7與葉片的入口相連，蒸汽收集器8與葉片5的出口相連，蒸 汽發(fā)生器6通過各自的外部管路分別與蒸汽分配腔7和蒸汽收集器8相連；葉 片5上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn)口 1和回收蒸汽的出口 2，葉片內(nèi)腔用徑向肋 3分成了A、 B、 C和D四個(gè)分隔腔。葉片5的結(jié)構(gòu)如圖1和2所示，其上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn)口 1和回 收蒸汽的出口2，葉片內(nèi)腔用徑向肋3分成了 A、 B、 C和D四個(gè)分隔腔，隔腔 中設(shè)置有方向不同的強(qiáng)化散熱筋4。工作時(shí)，葉片使用的冷卻蒸汽是外置蒸汽發(fā)生器6產(chǎn)生的，蒸汽具有一定 壓力和溫度。蒸汽自蒸汽發(fā)生器6經(jīng)外部管路從氣缸外引至蒸汽分配腔7，再到 葉片的蒸汽入口 1，蒸汽從此處注入葉片內(nèi)腔A。腔A位于葉片前緣，前緣是 整個(gè)葉片受熱侵蝕最嚴(yán)重的部位，需進(jìn)行重點(diǎn)冷卻；腔中的強(qiáng)化散熱筋4將氣 流導(dǎo)向葉片頭部的作用。注入腔A的冷卻蒸汽經(jīng)過蛇行回路從腔B、腔C流到
腔D中，蒸汽在流動過程中對葉片進(jìn)行冷卻。流過葉片后的蒸汽從位于腔D上 方的出口2導(dǎo)出到蒸汽收集器8，并經(jīng)管路返回到蒸汽發(fā)生器6，實(shí)現(xiàn)蒸汽的閉環(huán)流動。
權(quán)利要求
1. 一種透平葉片，其特征在于葉片(5)上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn)口(1)和回收蒸汽的出口(2)，葉片內(nèi)腔用徑向肋(3)分成了A、B、C和D四個(gè)分隔腔。
2、 按照權(quán)利要求1所述的透平葉片，其特征在于所述隔腔中設(shè)置有強(qiáng) 化散熱筋(4)。
3、 按照權(quán)利要求2所述的透平葉片，其特征在于所述強(qiáng)化散熱筋(4) 的設(shè)置方向是不同的。
4、 權(quán)利要求1所述透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其特征在于由蒸汽發(fā)生器(6)、 蒸汽分配腔(7)、蒸汽收集器(8)和葉片(5)組成，蒸汽分配腔(7)、蒸汽 收集器(8)和葉片(5)在透平氣缸里，蒸汽分配腔(7)與葉片的入口相連， 蒸汽收集器(8)與葉片(5)的出口相連，蒸汽發(fā)生器(6)通過各自的外部管 路分別與蒸汽分配腔(7)和蒸汽收集器(8)相連；葉片(5)上緣板上設(shè)置了 注入蒸汽的進(jìn)口 (1)和回收蒸汽的出口 (2)，葉片內(nèi)腔用徑向肋(3)分成了 A、 B、 C和D四個(gè)分隔腔。
5、 按照權(quán)利要求4所述透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述隔腔中 設(shè)置有強(qiáng)化散熱筋(4)。
6、 按照權(quán)利要求5所述透平葉片的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述強(qiáng)化散 熱筋(4)的設(shè)置方向是不同的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種透平葉片及其冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的特征在于由蒸汽發(fā)生器6、蒸汽分配腔7、蒸汽收集器8和葉片5組成，蒸汽分配腔7、蒸汽收集器8和葉片5在透平氣缸里，蒸汽分配腔7與葉片的入口相連，蒸汽收集器8與葉片5的出口相連，蒸汽發(fā)生器6通過外部管路分別與蒸汽分配腔7和蒸汽收集器8相連；葉片5上緣板上設(shè)置了注入蒸汽的進(jìn)口1和回收蒸汽的出口2，葉片內(nèi)腔用徑向肋3分成了A、B、C和D四個(gè)分隔腔。本發(fā)明提供的透平葉片及其冷卻系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)在于降低燃機(jī)冷卻空氣消耗量，增加流過透平的工質(zhì)流量，在保持燃機(jī)透平進(jìn)口溫度的條件下，進(jìn)一步提高透平的輸出功率和效率，進(jìn)而增加燃機(jī)的輸出功率，提高燃機(jī)的熱效率。
文檔編號F01D5/18GK101210498SQ20061013515
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者永 呂, 宇 宮, 張鳳云, 瑋 徐, 偉 李, 李景波, 蕾 馬 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司