一种具有冷却结构的导向叶片
阅读：831发布：2023-03-07
专利汇可以提供一种具有冷却结构的导向叶片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 涡轮 发动机 导向 叶片 设计技术领域，特别涉及一种具有冷却结构的导向叶片。在导向叶片的叶身内腔或缘板外壁处填充点阵单元，所述填充的点阵单元由杆件组成，每根杆件长度尺寸为3mm～10mm，杆件直径为0.5mm～5mm，点阵单元为四面体型或金字塔型或kagome构型，点阵单元在叶身内腔或缘板外壁的三维空间内周期性重复排列，各个点阵单元通过结点相互连接，将叶身内腔填满或 覆盖 缘板外壁，并与叶片内腔壁或缘板外壁相连。本发明的设计方法是在导向叶片的叶身内腔或缘板外壁处填充呈周期性重复排列的点阵单元，这些点阵单元通过结点相互连接并具有较高的孔隙率。本发明能进一步提高导向叶片的冷却效率，具有较大的应用前景。，下面是一种具有冷却结构的导向叶片专利的具体信息内容。
一种具有冷却结构的导向叶片
技术领域
背景技术
[0002] 燃气涡轮发动机的效率随着涡轮入口温度的提高而增加，目前的燃气温度已经远高于叶片材料的温度极限，必须对涡轮叶片进行有效的冷却才能保证燃气涡轮的正常工作。燃气轮机中的高温部件，如燃烧室、涡轮、尾喷管等的工作环境非常恶劣，由此造成高温部件的可靠性差、寿命短。据美国权威部门的统计，燃气轮机中的故障有60％以上出现在高温部件，并有不断上升的趋势。我国的一些燃气轮机高温部件的寿命只有几百小时，高温部件的材料费及加工费高昂，由此带来的经济损失十分严重。
[0003] 目前，涡轮发动机最常采用冷却结构是内部冷却结合气膜冷却，即在叶片表面制备出数量多而密的气膜孔，从叶片内腔向外喷出小股冷气在叶片外表面形成气膜，隔离热源并带走热量，同时叶片内腔通过冷却气流冷却，以降低叶片实际的工作温度。
[0004] 为达到优良的冷却效果，先进燃气轮机的叶片冷却结构已经非常复杂，但冷却效果仍显不足，由于冷效不足，易造成导孔处热障涂层剥落，导孔、缘板、叶身等处出现裂纹等缺陷，继续保持原有散热结构的前提下，提高构件的冷却能力已十分困难。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为克服现有燃气轮机导向叶片冷效不足，提供一种具有新型冷却结构的导向叶片。本发明的技术解决方案是，在导向叶片的叶身内腔或缘板外壁处填充点阵单元，所述填充的点阵单元由杆件组成，每根杆件长度尺寸为3mm～10mm，杆件直径为2mm～5mm。点阵单元为四面体型或金字塔型或kagome构型，点阵单元在叶身内腔或缘板外壁的三维空间内周期性重复排列，各个点阵单元通过结点相互连接，将叶身内腔填满或覆盖缘板外壁，并与叶片内腔壁或缘板外壁相连。
[0006] 本发明具有的优点和有益效果：本发明的点阵结构具有较高的表面积，且能通过金属杆单元和内部连通结构的流体对流传热，具有十分良好的主动传热特性，本发明利用点阵结构高散热特点，达到提高导向叶片冷却效率，提高构件使用寿命，延长翻修周期的目的。基本方法是：在导向叶片的叶身内腔、缘板外壁等处填充点阵结构，这些点阵单元必须相互连接并具有便于冷气流动的连接通道，再根据导向叶片冷气流动方向选取合适的点阵构型，并调整点阵方向，使冷气流动的阻力最小，最后根据导向叶片的结构和尺寸确定点阵单元的尺寸和填充数量。
[0007] 本发明的设计方法是在导向叶片的叶身内腔或缘板外壁处填充呈周期性重复排列的点阵单元，这些点阵单元通过结点相互连接并具有较高的孔隙率。本发明能进一步提高导向叶片的冷却效率，具有较大的应用前景。附图说明
[0008] 图1是本发明中向叶片点阵填充位置示意图，其中，1叶身内腔示意图；2缘板外壁示意图；
[0009] 图2是本发明点阵单元中一种典型结构示意图。
具体实施方式
[0010] 以下结合附图对本发明做进一步阐述，但本发明并不局限于具体实施例。
[0011] 在导向叶片的叶身内腔1或缘板外壁2处填充点阵单元，所述填充的点阵单元由杆件3组成，每根杆件长度尺寸为3mm～10mm，杆件直径为0.5mm～5mm，点阵单元为四面体型或金字塔型或kagome构型，点阵单元在叶身内腔的三维空间或缘板外壁的表面周期性重复排列，各个点阵单元通过结点相互连接，将叶身内腔填满或覆盖缘板外壁，并与叶片内腔壁或缘板外壁相连。
[0012] 实施例
[0013] 具有点阵冷却结构的发动机一级导向叶片：
[0014] (1)在发动机的一级导向叶片的叶身内腔和缘板外壁处设计点阵结构，如图1所示；
[0015] (2)选取图2所示的结构为点阵单元，该点阵单元由位于正方体的对角线处的4根杆件组成，4根杆相交于正方体的中心位置，其中点阵中杆的直径为2mm，杆的长度为5.2mm。
[0016] (3)采用步骤(2)所述点阵结构将发动机一级导向叶片叶身内腔填满。
[0017] (4)同意选区图2所示的结构为点阵单元，该点阵单元由位于正方体的对角线处的4根杆件组成，4根杆相交于正方体的中心位置，杆件的直径为0.5mm，杆件的长度为3.46mm。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 用于汽轮机叶片激光熔覆的叶片叶根定位结构 | 2020-05-12 | 546 |
| 风力发电机及其叶片 | 2020-05-11 | 169 |
| 一种叶片锻件校正装置 | 2020-05-12 | 740 |
| 一种叶片挤杆模具 | 2020-05-12 | 231 |
| 新型叶片总长检测量具 | 2020-05-12 | 190 |
| 新型叶片总长检测量具 | 2020-05-13 | 418 |
| 涡流发生器和叶片 | 2020-05-11 | 185 |
| 风电叶片的根部结构及其制造方法、风电叶片 | 2020-05-12 | 948 |
| 叶片成型方法以及叶片 | 2020-05-11 | 854 |
| 风电叶片 | 2020-05-11 | 241 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
叶片热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈