[发明专利]涡轮叶片和航空发动机

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片和航空发动机。涡轮叶片包括叶身和覆盖膜，叶身内部设有至少一个冷却腔，且冷却腔包括设置于腔壁上的气膜孔，气膜孔在腔壁的厚度方向上贯通以与冷却腔连通，覆盖膜贴设于至少一个冷却腔中至少部分冷却腔的腔壁的外表面上且覆盖气膜孔，覆盖膜在高温下熔化以使冷却腔内的冷却空气通过气膜孔流出。本发明的涡轮叶片能够精细化冷却叶片的高温区域，从而有效降低冷却空气使用量，提高航空发动机效率。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种涡轮叶片和航空发动机。

背景技术

随着航空发动机涡轮进口温度的不断提升，需采取各种冷却手段来为涡轮叶片降温以保证其有效工作。一般涡轮叶片采用从高压压气机末级抽气来冷却叶片，并以叶片最恶劣的高温工作状态为设计点，也就是说假设叶身各个区域均为高温区，在整个叶身上布置大量气膜孔用于冷却叶片。这样的设计思路虽能确保叶片满足正常工作需要，但是由于叶片局部区域可能未达到高温区，而该局部区域的冷却空气也会通过气膜孔流出以对叶片进行冷却，从而造成大量的冷却空气的浪费，使涡轮效率降低。

此处需要说明的是，本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

发明内容

本发明提供一种涡轮叶片和航空发动机，以提高冷却空气的使用效率。

本发明第一方面提供一种涡轮叶片，包括

叶身，叶身内部设有至少一个冷却腔，且冷却腔包括设置于腔壁上的气膜孔，气膜孔在腔壁的厚度方向上贯通以与冷却腔连通；和

覆盖膜，贴设于至少一个冷却腔中至少部分冷却腔的腔壁的外表面上且覆盖气膜孔，覆盖膜在高温下熔化以使冷却腔内的冷却空气通过气膜孔流出。

在一些实施例中，叶身包括前缘和叶身主体，至少一个冷却腔包括与叶身主体对应设置的第一冷却腔以及与前缘对应设置的第二冷却腔，第一冷却腔和第二冷却腔流体连通，第一冷却腔的外表面贴设有覆盖膜。

在一些实施例中，第一冷却腔包括蛇形冷却流道。

在一些实施例中，第一冷却腔的内壁上设置有扰流肋。

在一些实施例中，第一冷却腔上设置有进气口，第二冷却腔上设置有与第一冷却腔流体连通的冲击孔。

在一些实施例中，涡轮叶片还包括设置于覆盖膜上的耐热涂层。

在一些实施例中，冷却腔还包括设置于腔壁上的冷却槽，冷却槽与气膜孔连通且冷却槽的开口大于气膜孔的孔径，覆盖膜覆盖于冷却槽的外侧。

在一些实施例中，冷却腔包括沿径向方向排列的多个气膜孔，冷却槽沿径向延伸且与多个气膜孔中的至少部分气膜孔连通。

在一些实施例中，多个气膜孔分为至少两个气膜孔组，冷却腔包括与至少两个气膜孔组对应设置的至少两个冷却槽，每个冷却槽均与对应的气膜孔组中的气膜孔连通，且至少两个冷却槽间隔设置。

在一些实施例中，冷却槽包括底壁以及沿周向围合的四个侧壁，四个侧壁中位于冷却空气的流动方向上的流道侧壁倾斜设置。

在一些实施例中，冷却槽还包括间隔设置于流道侧壁上的至少两个支撑块，支撑块的上表面与叶身的外表面光滑连接。

本发明第二方面提供一种航空发动机，包括本发明第一方面任一项的涡轮叶片。