[发明专利]一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置

权利要求书

1.一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置包括涡轮导叶装置和双层吸液芯热板；

所述的涡轮导叶装置包括隔板外环(1)、涡轮叶片(2)、静叶持环(3)、肋片(4)，其中，涡轮叶片(2)为蒸发段，静叶持环(3)为冷凝段；所述的隔板外环(1)固定在涡轮叶片(2)的上表面；所述的肋片(4)为长方体凹槽结构；

所述的静叶持环(3)为中空结构，静叶持环(3)上表面开有开口，开口外缘与涡轮叶片(2)的下表面固定，静叶持环(3)通过上表面开口与涡轮叶片(2)内部连通，用于通过蒸汽；静叶持环(3)下表面等距设有多个长条状开口，与肋片(4)连接，二者通过长条状开口贯通，肋片(4)用于增大冷凝段与外界的换热面积；静叶持环(3)内部和肋片(4)内填充液态冷却工质，用于提供冷却液体，蒸汽在此冷凝为液体；

所述的涡轮叶片(2)包括热障涂层(8)和金属叶片壁(7)，金属叶片壁(7)为中空结构，中空部分形成蒸汽通道(5)；热障涂层(8)涂覆在金属叶片壁(7)的外表面，防止金属叶片壁(7)表面材料熔化；金属叶片壁(7)为无开孔结构；

所述的双层吸液芯位于涡轮叶片(2)内部，贴附在金属叶片壁(7)的内表面，所述的双层吸液芯(6)包括金属毡(9)和金属丝网(10)，金属毡(9)贴附在金属叶片壁(7)内表面，金属丝网(10)贴附在金属毡(9)上；所述的金属毡(9)和金属丝网(10)二者具有不同的纤维直径和孔隙率，金属毡(9)的纤维直径为6～20μm，孔隙率为0.5～0.9；金属丝网(10)的纤维直径为6～20μm，孔隙率为0.3～0.7；

本发明的工作过程为：高温燃气与涡轮叶片(2)接触，涡轮叶片(2)的温度升高；涡轮叶片(2)内部的双层吸液芯(6)通过毛细力，将静叶持环(3)内的液态冷却工质运输到涡轮叶片(2)，双层吸液芯(6)内液态冷却工质吸收涡轮叶片(2)的热量，吸热汽化后的蒸汽直接进入蒸汽通道(5)中，液态冷却工质蒸发后体积增加，蒸发段涡轮叶片(2)处的压力升高，蒸汽通过蒸汽通道(5)流向相对压力较低的冷凝段，由于蒸汽通道(5)与静叶持环(3)连通，蒸汽在冷凝段液化，液化放出的热量通过肋片(4)传向外部，液化后的液体又被双层吸液芯(6)通过毛细力吸到蒸发段，如此循环，对涡轮叶片(2)进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的液态冷却工质包括液态钠、液态锂、液态钾。

3.根据权利要求1或2所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的隔板外环(1)、涡轮叶片(2)、静叶持环(3)的材质为航空用钛合金、镍基高温合金。

4.根据权利要求1或2所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的肋片(4)材质为铝合金、不锈钢。

5.根据权利要求3所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的肋片(4)材质为铝合金、不锈钢。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的热障涂层(8)材质为氧化锆。

7.根据权利要求3所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的热障涂层(8)材质为氧化锆。

8.根据权利要求4所述的一种双层吸液芯无开孔高效冷却涡轮导叶装置，其特征在于，所述的热障涂层(8)材质为氧化锆。