CN214063059U - 一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，涉及发动机涡轮叶片技术领域，解决了现有的轮叶片，叶片散热性能较差，不能适用安装于更高进气温度和流量的高性能发动机，导致售价低廉的问题。一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，包括叶片，所述叶片包括出气孔，所述叶片整体呈弧形空心结构，且叶片的首端端面上开设有四组，共八处出气孔；所述叶片的内部空间中等距间隔弧形排布焊接有四处三角加固棱，三组出气孔对应与此四处通道贯通。本实用新型中的一排弯曲导流片有助于将高速的气流阻挡导送于叶片内部的四处通道中，增大叶片内部的气流流量和流速，提升了叶片的散热性能，使叶片能够适用更高温度要求的应用环境。

Description

一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片

技术领域

本实用新型涉及发动机涡轮叶片技术领域，具体为一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片。

背景技术

在航空工业中，现有的航空发动机低压涡轮工作叶片为铸造叶片，对于材料使用率很低。满足性能与强度等要求后，航空发动机零部件的重量应越轻越好。低压涡轮叶片的叶高相对较大，且级数较多，在发动机重量中占比较大，所以需要减重。进一步地，叶冠的设置虽可以提高低压涡轮叶片的刚性，可以有效抑制振动，减小叶间气动泄漏损失，但实心结构质量加到在叶片高速转动的状态下会产生离心力从而加大叶片根部的载荷，如果减小叶冠缘板厚度，又会使相邻叶片叶冠产生失配的现象。由于实心叶冠产生的离心载荷会降低涡轮部件的使用寿命，因此大多数高压涡轮叶片没有叶冠结构。

例如专利号为CN201721554856.9的专利，公开了航空发动机涡轮叶片，涡轮叶片内部设有至少一个冷却腔，冷却腔之间互相连通，涡轮叶片的前缘设有至少一排气膜孔，靠近前缘的冷却腔通过气膜孔与涡轮叶片外部连通，能够有效冷却涡轮叶片，涡轮叶片外表面沿径向设有至少一条用于固定测温设备的沟槽，并且在试验件已经预先留出测试用的沟槽，为之后的冷却效果试验和设计的快速迭代创造有利条件。同时涡轮叶片通过3D打印形成，提高试验件的可生产性，大幅降低叶片的生产成本和生产周期，提高叶片试验件的设计符合性。

现有涡轮叶片不能很好的兼顾刚性和弹性，过分强调强度，导致叶片过刚易被折断损坏，且叶片散热性能较差，不能适用安装于更高进气温度和流量的高性能发动机，导致售价低廉的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，以解决上述背景技术中提出的叶片散热性能较差，不能适用安装于更高进气温度和流量的高性能发动机，导致售价低廉的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，包括叶片，所述叶片包括出气孔，所述叶片整体呈弧形空心结构，且叶片的首端端面上开设有四组，共八处出气孔；所述叶片的内部空间中等距间隔弧形排布焊接有四处三角加固棱，且三处三角加固棱将叶片内部的弧形空间等分成四处风流通通道，三组出气孔对应与此四处通道贯通。

优选的，所述叶片又包括弯曲导流片，所述叶片的顶面上等距间隔焊接有一排弯曲导流片。

优选的，所述叶片还包括进气孔，一排所述弯曲导流片根部位置的叶片顶面上均等距间隔开设有四组共八处进气孔，此四组进气孔对应与三角加固棱间隔分成的四处通道贯通。

优选的，所述三角加固棱包括X形加强筋，三处所述三角加固棱均由左右两处斜撑板焊接组成，且左右两处斜撑板上均等距间隔设置有一排X形加强筋。

优选的，所述三角加固棱还包括支撑环，三处所述三角加固棱的内部均等距间隔焊接有一排支撑环，此一排支撑环的底部与叶片的底面焊接固定在一起与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用一排弯曲导流片有助于将高速的气流阻挡导送于叶片内部的四处通道中，增大叶片内部的气流流量和流速，提升了叶片的散热性能，使叶片能够适用更高温度要求的应用环境；

2、本实用的左右两排X形加强筋能够提升三角加固棱的支撑强度，减小其被气流强吹折弯损坏的几率，使叶片能够应用于更大进气流量的航空发动机，提升了叶片的性能和售价；

3、本实用的一排支撑环可对三角加固棱起到加强支撑的作用，且一排支撑环具有较好的变形弹性，这可保证三角加固棱以及叶片在具有相当支撑强度的同时也具有一定的弹性变形性能，避免叶片过刚易折。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型截面结构示意图；

图3为本实用新型三角加固棱结构示意图；

图4为本实用新型三角加固棱底部结构示意图；

图5为本实用新型图1中A部分放大结构示意图；

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、叶片；101、进气孔；102、弯曲导流片；103、出气孔；2、三角加固棱；201、X形加强筋；202、支撑环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1至图5，本实用新型提供的一种实施例：一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，包括叶片1，所述叶片1包括出气孔103，所述叶片1整体呈弧形空心结构，且叶片1的首端端面上开设有四组，共八处出气孔103；所述叶片1的内部空间中等距间隔弧形排布焊接有四处三角加固棱2，且三处三角加固棱2将叶片1内部的弧形空间等分成四处风流通通道，三组出气孔103对应与此四处通道贯通；所述叶片1还包括进气孔101，一排所述弯曲导流片102根部位置的叶片1顶面上均等距间隔开设有四组共八处进气孔101，此四组进气孔101对应与三角加固棱2间隔分成的四处通道贯通，四组进气孔101与四组出气孔103会形成通路供叶片1内部的气流流通。

进一步，所述叶片1又包括弯曲导流片102，所述叶片1的顶面上等距间隔焊接有一排弯曲导流片102，一排弯曲导流片102有助于将高速的气流阻挡导送于叶片1内部的四处通道中，增大叶片1内部的气流流量和流速，提升了叶片1的散热性能，使叶片1能够适用更高温度要求的应用环境。

进一步，所述三角加固棱2包括X形加强筋201，三处所述三角加固棱2均由左右两处斜撑板焊接组成，且左右两处斜撑板上均等距间隔设置有一排X形加强筋201，左右两排X形加强筋201能够提升三角加固棱2的支撑强度，减小其被气流强吹折弯损坏的几率，使叶片1能够应用于更大进气流量的航空发动机，提升了叶片1的性能和售价。

进一步，所述三角加固棱2还包括支撑环202，三处所述三角加固棱2的内部均等距间隔焊接有一排支撑环202，此一排支撑环202的底部与叶片1的底面焊接固定在一起，一排支撑环202可对三角加固棱2起到加强支撑的作用，且一排支撑环202具有较好的变形弹性，这可保证三角加固棱2以及叶片1在具有相当支撑强度的同时也具有一定的弹性变形性能，避免叶片1过刚易折。

工作原理：四组进气孔101与四组出气孔103会形成流通回路供叶片1内部的气流流通，一排弯曲导流片102有助于将高速的气流阻挡导送于叶片1内部的四处通道中，增大叶片1内部的气流流量和流速，提升了叶片1的散热，使叶片1能够使用更高温度要求的应用环境，左右两排X形加强筋201能够提升三角加固棱2的支撑强度，减小其被气流强吹折弯损坏的几率，使叶片1能够应用于更大进气流量的航空发动机，提升了叶片1的性能和售价，一排支撑环202可对三角加固棱2起到加强支撑的作用，且一排支撑环202具有较好的变形弹性，这可保证三角加固棱2以及叶片1在具有相当支撑强度的同时也具有一定的弹性变形性能，避免叶片1过刚易折。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，其特征在于：包括叶片(1)，所述叶片(1)包括出气孔(103)，所述叶片(1)整体呈弧形空心结构，且叶片(1)的首端端面上开设有四组，共八处出气孔(103)；所述叶片(1)的内部空间中等距间隔弧形排布焊接有四处三角加固棱(2)，且三处三角加固棱(2)将叶片(1)内部的弧形空间等分成四处风流通通道，三组出气孔(103)对应与此四处通道贯通。

2.根据权利要求1所述的一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，其特征在于：所述叶片(1)又包括弯曲导流片(102)，所述叶片(1)的顶面上等距间隔焊接有一排弯曲导流片(102)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，其特征在于：所述叶片(1)还包括进气孔(101)，一排所述弯曲导流片(102)根部位置的叶片(1)顶面上均等距间隔开设有四组共八处进气孔(101)，此四组进气孔(101)对应与三角加固棱(2)间隔分成的四处通道贯通。

4.根据权利要求1所述的一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，其特征在于：所述三角加固棱(2)包括X形加强筋(201)，三处所述三角加固棱(2)均由左右两处斜撑板焊接组成，且左右两处斜撑板上均等距间隔设置有一排X形加强筋(201)。

5.根据权利要求1所述的一种适用于航空发动机的空心涡轮叶片，其特征在于：所述三角加固棱(2)还包括支撑环(202)，三处所述三角加固棱(2)的内部均等距间隔焊接有一排支撑环(202)，此一排支撑环(202)的底部与叶片(1)的底面焊接固定在一起。

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