[发明专利]一种具有通气孔内壁多通道内部冷却燃气轮机涡轮叶片

说明书

本发明的目的在于提供一种具有通气孔内壁多通道内部冷却燃气轮机涡轮叶片，包括上壁、下壁，上壁和下壁围成叶片主体结构，叶片主体结构里分别设置左侧壁、右侧壁，左侧壁位于叶片主体结构前缘一侧，左侧壁与叶片主体结构形成叶片前缘冲击冷却通道，右侧壁位于叶片主体结构中部，左侧壁与右侧壁之间安装横向内壁，上壁和下壁之间安装纵向内壁，纵向内壁上设置纵向内壁气孔，左侧壁上设置左侧壁气孔，尾缘冷却通道里设置隔气板，隔气板后方的上壁和下壁上设置出气孔。本发明相互交错排列的四排肋，增强了湍流度，也使得壁面各个位置压力不同，开通气孔，增大了换热面积，平衡了压差，改变其原有流动方式，加强湍流度，大大加强了换热效果。

技术领域

本发明涉及的是一种叶片，具体地说是涡轮叶片。

背景技术

燃气轮机具有质量轻、体积小、单机功率大、启动快、污染少、热效率高、经济性好等特点。由燃气轮机的简单循环方式可知，通过提高燃气初温的方式来提高比功率和性能。涡轮叶片所处的位置温度高、应力复杂、工作环境恶劣，因此涡轮叶片能否安全可靠的工作对于发动机的运行至关重要。叶片的各项性能指标成为了衡量发动机发展程度的重要指标，特别是涡轮叶片所能承受高温的能力。总之，涡轮叶片的发展水平成为了衡量一个国家燃气轮机发展水平的重要标志。

目前，燃气轮机涡轮叶片前温度早已超过其材料的承受温度。保证叶片能够安全可靠地工作，主要通过两个途径来实现，一是提高材料的耐高温性能，二是采用冷却能力更强的冷却方式来降低叶片的温度。从现有的资料来看，过去几十年，涡轮前温度平均每年提升22K，其中，70％是因为采用了更加有效地冷却方式，30％是因为部件材料耐热性能的提升和生产工艺的发展。随着冷却方式的发展，新的传热换热机理的引入，涡轮前温度将逐渐提高。

先进的燃气轮机设计是通过提高燃气初温来提高效率，在过去，是通过发展耐高温材料和冷却技术来提高燃气初温，确保涡轮材料能够在高温燃气下，满足强度要求与使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供提高燃气轮机涡轮叶片的换热性能、降低压力损失、提高综合热效率的一种具有通气孔内壁多通道内部冷却燃气轮机涡轮叶片。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具有通气孔内壁多通道内部冷却燃气轮机涡轮叶片，其特征是：包括上壁、下壁，上壁和下壁围成叶片主体结构，叶片主体结构里分别设置左侧壁、右侧壁，左侧壁位于叶片主体结构前缘一侧，左侧壁与叶片主体结构形成叶片前缘冲击冷却通道，右侧壁位于叶片主体结构中部，左侧壁与右侧壁之间安装横向内壁，上壁和下壁之间安装纵向内壁，左侧壁、右侧壁、横向内壁以及纵向内壁将所在的叶片主体结构的内部空间围成田字型的内部冷却通道，纵向内壁上设置纵向内壁气孔，左侧壁上设置左侧壁气孔，右侧壁与叶片主体结构的尾缘部分形成尾缘冷却通道，尾缘冷却通道里设置隔气板，隔气板后方的上壁和下壁上设置出气孔。

本发明还可以包括：

1、右侧壁将叶片主体结构隔成互不透气的两部分结构，叶片主体结构的上端面为上壁，右侧壁与叶片主体结构前缘之间的上壁上开设出气口，右侧壁与叶片主体结构尾缘之间的上壁为封闭结构，叶片主体结构的下端为被右侧壁隔开的两个进气口。

2、上壁的内壁在纵向内壁的两侧分别设置第一列小肋和第二列小肋，第一列小肋的水平位置对齐第二列相邻两个肋的中心线。

3、下壁的内壁在纵向内壁的两侧分别设置第三列小肋和第四列小肋，第三列小肋的水平位置对齐第四列相邻两个肋的中心线。

4、下壁的第三列小肋在纵向方向上与上壁的第一列小肋对应，下壁的第四列小肋在纵向方向上与上壁的第二列小肋对应，第三列小肋的每个小肋在水平方向上各有一个第二列小肋的一个小肋与其同高，第四列小肋的每个小肋在水平方向上各有一个第一列小肋的一个小肋与其同高。