CN113217113B - 一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空发动机涡轮导向器领域，特别涉及一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器。包括：叶身、缘板、接嘴模块、封严结构。叶身的内部具有冷却通道；缘板安装在叶身的端部；接嘴模块安装在缘板上，接嘴模块沿径向向外突出预定高度，接嘴模块上设置有内腔供气接嘴以及孔探仪孔接嘴，内腔供气接嘴与叶身的冷却通道连通；封严结构设置在缘板的两侧，用于与相邻叶片的缘板配合实现封严连接。本申请通过在缘板上一体化设计接嘴模块，最大化节约了缘板周向设计空间，采用双截面分段方式设计缘板的两侧端面以及封严结构，可以在保证缘板间封严能力的前提下，实现对三维弯扭程度大、叶片数多的叶片尖/根叶型的全面包容。

Description

一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器
技术领域
本申请属于航空发动机涡轮导向器领域，特别涉及一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器。
背景技术
航空发动机涡轮导向器由整环导向叶片组合拼接而成，单组涡轮导向叶片主要由叶身及上下缘板组成。涡轮冷却导向叶片缘板作为发动机流道的重要组成部分，其主要功能需求为包容叶片尖/根叶型、实现叶身与机匣的定位和连接、排布叶片内腔供气通道及孔探仪孔等结构、保证自身的承载及封严能力。
现有的涡轮冷却导向叶片，通过在缘板上焊接集气盒及对应的接嘴，实现对叶片内腔供气流路及孔探仪孔的排布，并且两叶片间的侧端面为单截面分割，此结构形式对于造型简单、排布空间宽松的叶身，可以满足设计需要。随着对发动机性能的要求不断提高，作为叶片缘板结构设计输入的叶身造型，逐步向精细化设计发展，具体体现为叶型三维弯扭程度增大、叶片数的增加等，导致了内腔供气及孔探仪孔排布、缘板侧端面封严等结构的周向设计空间愈发紧张，使用现有的结构形式已无法实现部分叶片缘板各功能结构的排布需求。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
本申请的第一个方面提供了一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，包括：
叶身，所述叶身的内部具有冷却通道；
缘板，所述缘板安装在所述叶身的端部；
接嘴模块，所述接嘴模块安装在所述缘板上，所述接嘴模块沿径向向外突出预定高度，所述接嘴模块上设置有内腔供气接嘴以及孔探仪孔接嘴，所述内腔供气接嘴与所述叶身的冷却通道连通；
封严结构，所述封严结构设置在所述缘板的两侧，用于与相邻叶片的缘板配合实现封严连接。
在本申请的一个实施例中，所述缘板包括上缘板以及下缘板，所述上缘板安装在所述叶身的上端，所述下缘板安装在所述叶身的下端。
在本申请的一个实施例中，所述接嘴模块与所述缘板为一体成型结构。
在本申请的一个实施例中，所述孔探仪孔接嘴设置在所述接嘴模块的中部，所述内腔供气接嘴沿所述孔探仪孔接嘴的两侧各设置一个。
在本申请的一个实施例中，所述缘板的两侧端面均为双截面形式，两个截面之间呈预定角度。
在本申请的一个实施例中，两个截面之间的预定角度为140度至170度。
在本申请的一个实施例中，两个截面之间的预定角度为155度。
在本申请的一个实施例中，所述封严结构包括在所述缘板的两侧端面开设的封严槽以及与所述封严槽配合的封严片。
在本申请的一个实施例中，所述封严槽为分段式封严槽，所述封严片包括第一封严片以及第二封严片，所述第一封严片以及所述第二封严片分别安装在对应的封严槽中。
本申请的第二个方面提供了一种导向器，所述导向器为多个导向叶片沿周向拼接而成的整环结构，所述导向叶片包括如上所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，通过在缘板上一体化设计接嘴模块，最大化节约了缘板周向设计空间，保证了叶片内腔供气流路及孔探仪孔的排布及对应接嘴孔径，采用双截面分段方式设计缘板的两侧端面以及封严结构，可以在保证缘板间封严能力及叶片有效装配的前提下，实现对三维弯扭程度大、叶片数多的叶片尖/根叶型的全面包容，解决了有限的设计空间下缘板各功能结构的排布问题。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的涡轮冷却导向叶片示意图；
图2是本申请一个实施方式的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构示意图；
图3是图2的R-R剖视图。
其中：
1-叶身；2-缘板；3-接嘴模块；4-内腔供气接嘴；5-孔探仪孔接嘴；6-封严结构。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。
本申请的第一个方面提供了一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，包括：叶身1、缘板2、接嘴模块3以及封严结构6。
具体的，叶身1的内部具有冷却通道，缘板2安装在叶身1的端部，缘板2包括上缘板以及下缘板，上缘板安装在叶身1的上端，下缘板安装在叶身1的下端；接嘴模块3安装在缘板2上，接嘴模块3沿径向向外突出预定高度，接嘴模块3上排布有内腔供气接嘴4以及孔探仪孔接嘴5，内腔供气接嘴4与叶身1的冷却通道连通；进一步，封严结构6设置在缘板2的两侧，用于与相邻叶片的缘板配合实现封严连接。
在本申请的优选实施方案中，接嘴模块3与缘板2优选一体铸造为一体成型结构，内腔供气接嘴4以及孔探仪孔接嘴5在接嘴模块3上各自独立的沿发动机周向排布，一体化排布形式可最小化缘板各功能结构的排布空间需求。本实施例中，孔探仪孔接嘴5设置在接嘴模块3的中部，内腔供气接嘴4沿孔探仪孔接嘴5的两侧各设置一个。
在本申请的优选实施方案中，缘板2的两侧端面均为双截面形式，两个截面之间呈预定角度，该预定角度可以是140度至170度，优选为155度。封严结构6包括在缘板2的两侧端面开设的封严槽以及与封严槽配合的封严片。本实施例中，封严槽为分段式封严槽，封严片包括第一封严片以及第二封严片，第一封严片以及第二封严片分别安装在对应的封严槽中。可以在保证缘板间封严能力的前提下，实现缘板2对三维弯扭程度大、叶片数多的叶片尖/根叶型的全面包容。
本申请的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，可以最大化利用缘板有限的设计空间，从而解决缘板各功能结构的排布问题。
基于上述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，本申请的第二个方面提供了一种导向器，导向器为多个导向叶片沿周向拼接而成的整环结构，导向叶片包括如上的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构。
本申请的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构及具有其的导向器，通过在缘板上一体化设计接嘴模块，最大化节约了缘板周向设计空间，保证了叶片内腔供气流路及孔探仪孔的排布及对应接嘴孔径，并且通过省略原集气盒、接嘴等结构件生产及组合焊接工序实现降本增效；采用双截面分段方式设计缘板两侧端面以及封严结构，可以在保证缘板间封严能力的前提下，实现对三维弯扭程度大、叶片数多的叶片尖/根叶型的全面包容，解决了有限的设计空间下缘板各功能结构的排布问题。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，包括：
叶身(1)，所述叶身(1)的内部具有冷却通道；
缘板(2)，所述缘板(2)安装在所述叶身(1)的端部；
接嘴模块(3)，所述接嘴模块(3)安装在所述缘板(2)上，所述接嘴模块(3)沿径向向外突出预定高度，所述接嘴模块(3)上设置有内腔供气接嘴(4)以及孔探仪孔接嘴(5)，所述内腔供气接嘴(4)与所述叶身(1)的冷却通道连通；
封严结构(6)，所述封严结构(6)设置在所述缘板(2)的两侧，用于与相邻叶片的缘板配合实现封严连接；
所述接嘴模块(3)与所述缘板(2)为一体成型结构；
所述孔探仪孔接嘴(5)设置在所述接嘴模块(3)的中部，所述内腔供气接嘴(4)沿所述孔探仪孔接嘴(5)的两侧各设置一个。
2.根据权利要求1所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，所述缘板(2)包括上缘板以及下缘板，所述上缘板安装在所述叶身(1)的上端，所述下缘板安装在所述叶身(1)的下端。
3.根据权利要求1所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，所述缘板(2)的两侧端面均为双截面形式，两个截面之间呈预定角度。
4.根据权利要求3所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，两个截面之间的预定角度为140度至170度。
5.根据权利要求4所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，两个截面之间的预定角度为155度。
6.根据权利要求3所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，所述封严结构(6)包括在所述缘板(2)的两侧端面开设的封严槽以及与所述封严槽配合的封严片。
7.根据权利要求6所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构，其特征在于，所述封严槽为分段式封严槽，所述封严片包括第一封严片以及第二封严片，所述第一封严片以及所述第二封严片分别安装在对应的封严槽中。
8.一种导向器，其特征在于，所述导向器为多个导向叶片沿周向拼接而成的整环结构，所述导向叶片包括如权利要求1至7任一项所述的涡轮冷却导向叶片紧凑型缘板结构。
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