一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于兩端進(jìn)氣的渦輪轉(zhuǎn)子葉片尾緣通道，一部分冷氣通過(guò)尾縫排出到燃?xì)饬鞯?，另一部分冷氣分別從葉片尖部和底部向葉片中段匯集，然后再通過(guò)尾縫排出，因此在匯集區(qū)葉片的冷氣流量少，冷氣的流動(dòng)特性差，導(dǎo)致該區(qū)域的換熱較差。為了改善兩端進(jìn)氣的渦輪葉片通道內(nèi)的冷卻效果，現(xiàn)有技術(shù)通常在葉片的隔板上開設(shè)通氣孔，以增加冷氣匯集區(qū)的冷氣流量，同時(shí)改善該區(qū)域的擾動(dòng)特性。但是由于渦輪轉(zhuǎn)子葉片的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片隔板承載著較大的拉伸載荷，隔板開孔后，會(huì)在孔的周圍產(chǎn)生拉伸應(yīng)力集中區(qū)，使隔板的強(qiáng)度水平降低，從而導(dǎo)致整個(gè)葉片的強(qiáng)度壽命減少。此外，由于隔板上的孔正對(duì)著葉片尾縫，冷氣從隔板孔流出后直接從尾縫排出，冷氣流經(jīng)的區(qū)域面積小，冷氣的利用效率不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0003](I)本實(shí)用新型目的:
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)葉片隔板開孔會(huì)導(dǎo)致隔板強(qiáng)度水平降低、葉片壽命較少以及冷氣利用效率不高的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種應(yīng)用于氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片的分段隔板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不但可以消除隔板上的拉伸應(yīng)力集中區(qū)，增加隔板的強(qiáng)度水平，提高葉片壽命，同時(shí)還可以改善葉片內(nèi)腔的冷卻效果，提高冷氣利用效率，減少葉片冷氣用量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
[0005](2)本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0006]一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，隔板由多個(gè)承力板和連接塊組成，每?jī)蓚€(gè)承力板在葉高方向上有一重疊段，不同半徑位置重疊段的長(zhǎng)度是不同的，靠近葉根的重疊段長(zhǎng)，靠近葉尖的重疊段短，重疊段在周向和軸向上有一定間隙，在間隙處有連接塊，把兩段承力板連接在一起。承力板的尖部為一圓弧結(jié)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)連接塊與葉冠(或頂蓋板)相連。
[0007]所述承力板，其特性在于，數(shù)量至少為2個(gè)，承力板與葉片徑向方向有一定夾角，可以向葉片前緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為3°?17°，也可以向葉片尾緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為-17°?-3°。
[0008]所述連接塊，其特性在于，數(shù)量至少為2個(gè)，連接塊上設(shè)置了通氣孔，通氣孔方向與承力板平行，通氣孔可以為圓柱孔，也可以為異形孔。
[0009](3)技術(shù)效果:
[0010]本實(shí)用新型的氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，其結(jié)構(gòu)是由多段承力板和連接塊組成，每?jī)蓚€(gè)承力板在徑向上有一重疊段，隔板通過(guò)此重疊段進(jìn)行轉(zhuǎn)子葉片拉伸載荷的傳遞，葉片根部的離心載荷大，因此隔板在葉片根部的重疊段也相對(duì)較長(zhǎng)。由于重疊段增加了拉伸載荷的承載面積，因此可以消除了現(xiàn)有技術(shù)因隔板開孔引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而增加隔板的強(qiáng)度水平，提高葉片壽命。
[0011]另一方面，連接塊設(shè)置了通氣孔，可以改善葉片內(nèi)腔根尖氣流匯集區(qū)的換熱效果，更主要的是，與現(xiàn)有技術(shù)的開孔隔板相比，由于通氣孔的方向與尾縫方向有一定的夾角，因此冷氣流過(guò)通氣孔后流經(jīng)的區(qū)域面積會(huì)更大，能夠?qū)Ω嗟膬?nèi)腔壁面進(jìn)行冷卻，從而可以進(jìn)一步改善葉片內(nèi)腔的冷卻效果，提高冷氣的利用效率，減少葉片冷氣用量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本實(shí)用新型氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板示意圖
[0013]圖2連接塊剖面示意圖
[0014]圖3具有該隔板結(jié)構(gòu)的葉片內(nèi)腔結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖中，(I)為承力板，(2)為連接塊，(3)表示承力板與葉片的徑向夾角，(4)為連接塊上的通氣孔，(5)為葉身，(6)為緣板，(7)為榫頭，(8)為葉冠，(9)為隔板，(10)和(16)分別為葉片第一引氣窗口和第二引氣窗口，(11)為前腔，(12)為肋條，(13)為葉片頂部出氣孔孔，(14)為葉片后腔，(15)為尾緣的擾流柱群，(17)為尾縫。
【具體實(shí)施方式】
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[0016]一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，隔板由多個(gè)承力板和連接塊組成，每?jī)蓚€(gè)承力板在葉高方向上有一重疊段，不同半徑位置重疊段的長(zhǎng)度是不同的，靠近葉根的重疊段長(zhǎng)，靠近葉尖的重疊段短，重疊段在周向和軸向上有一定間隙，在間隙處有連接塊，把兩段承力板連接在一起。承力板的尖部為一圓弧結(jié)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)連接塊與葉冠(或頂蓋板)相連。
[0017]所述承力板，其特性在于，數(shù)量至少為2個(gè)，承力板與葉片徑向方向有一定夾角，承力板可以向葉片前緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為3°?17°，也可以向葉片尾緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為-17°?-3°。
[0018]所述連接塊，其特性在于，數(shù)量至少為2個(gè)，連接塊上設(shè)置了通氣孔，通氣孔方向與承力板平行，通氣孔可以為圓柱孔，也可以為異形孔。
[0019]一種具有上述氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板的氣冷渦輪葉片，包括葉身5、緣板6、榫頭
7、和葉冠8。葉片內(nèi)腔隔板9由三個(gè)承力板I和三個(gè)連接塊2組成。隔板9把葉片內(nèi)腔分隔為兩個(gè)冷氣通道。冷氣由葉片榫頭7底部的第一引氣窗口 10進(jìn)入前腔11，通過(guò)前腔11的橫向肋條12對(duì)葉片的前段進(jìn)行強(qiáng)化對(duì)流換熱，進(jìn)入前腔11的冷氣，少部分通過(guò)葉冠8上的出氣孔13排出，大部分通過(guò)隔板9的連接塊2上的通氣孔4，流向后腔14，這些冷氣流經(jīng)高密度的叉排擾流柱群15，對(duì)葉片的后段進(jìn)行冷卻，然后與從榫頭7底部第二引氣窗口 16進(jìn)入后腔14的冷氣一起，從尾縫17排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，其特征在于:隔板由多個(gè)承力板(I)和連接塊(2)組成，每?jī)蓚€(gè)承力板(I)在葉高方向上有一重疊段，不同半徑位置重疊段的長(zhǎng)度是不同的，靠近葉根的重疊段長(zhǎng)，靠近葉尖的重疊段短，重疊段在周向和軸向上有一定間隙，在間隙處有連接塊(2)，把兩段承力板(I)連接在一起，承力板(I)的尖部為一圓弧結(jié)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)連接塊(2)與葉冠或頂蓋板相連。
2.如權(quán)利要求1所述的氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，其特征在于:所述承力板(1)，其數(shù)量至少為2個(gè)，承力板(I)與葉片徑向有一定夾角(3)，承力板(I)可以向葉片前緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為3°?17°，也可以向葉片尾緣方向傾斜，與葉片徑向夾角為-17。?-3° ο
3.如權(quán)利要求1所述的氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，其特征在于:所述連接塊(2)，其數(shù)量至少為2個(gè)，連接塊(2)上設(shè)置了通氣孔，通氣孔方向與承力板平行。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種氣冷渦輪轉(zhuǎn)子葉片隔板，由多個(gè)承力板(1)和連接塊(2)組成，每?jī)蓚€(gè)承力板(1)在葉高方向上有一重疊段，不同半徑位置重疊段的長(zhǎng)度是不同的，靠近葉根的重疊段長(zhǎng)，靠近葉尖的重疊段短，重疊段在周向和軸向上有一定間隙，在間隙處有連接塊(2)，把兩段承力板(1)連接在一起，承力板(1)的尖部為一圓弧結(jié)構(gòu)，通過(guò)一個(gè)連接塊(2)與葉冠或頂蓋板相連。本實(shí)用新型不但可以消除隔板上的拉伸應(yīng)力集中區(qū)，增加隔板的強(qiáng)度水平，提高葉片壽命，還可以改善葉片內(nèi)腔的冷卻效果，提高冷氣利用效率，減少葉片冷氣用量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
【IPC分類】F01D5-14
【公開號(hào)】CN204436479
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420794640
【發(fā)明人】潘炳華, 郭文, 任芳, 古冬
【申請(qǐng)人】中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日