[发明专利]涡轮转子冷却叶片

权利要求书

1.一种涡轮转子冷却叶片，其特征在于，包括榫头(10)和与所述榫头(10)相连的叶身(20)；

所述叶身(20)上设有独立的供第一冷却气流(30)通过以冷却叶片前缘的第一腔室(201)，所述第一腔室(201)从叶片叶根朝叶片叶尖的方向延伸；

所述第一冷却气流(30)从所述榫头(10)上的第一进气口(101)进入所述第一腔室(201)、并由所述叶片叶尖处的第一排气口(205)向外排出；

所述叶身(20)上还设有供第二冷却气流(40)通过以冷却所述叶片的中弦区域的第二腔室(202)、第三腔室(203)及第四腔室(204)，所述第二腔室(202)、所述第三腔室(203)及所述第四腔室(204)从所述叶片前缘朝叶片尾缘的方向依次布置且所述第二腔室(202)靠近所述第一腔室(201)，所述第二腔室(202)、所述第三腔室(203)及所述第四腔室(204)均从所述叶片叶根朝所述叶片叶尖的方向延伸且所述第四腔室(204)、所述第三腔室(203)及所述第二腔室(202)依次首尾连通；

所述第二冷却气流(40)从所述榫头(10)上的第二进气口(102)进入所述第四腔室(204)，再由所述第四腔室(204)依次进入所述第三腔室(203)和所述第二腔室(202)，最后由所述第二腔室(202)处的所述叶片叶尖上的第二排气口(206)向外排出；

所述第一腔室(201)、所述第二腔室(202)、所述第三腔室(203)及所述第四腔室(204)内各设有多根用于扰动气流以增加换热面积提高换热效果的第一粗糙肋(50)；

各所述第一粗糙肋(50)沿叶片弦向延伸，且多根所述第一粗糙肋(50)沿所述叶片叶根至所述叶片叶尖方向依次排列。

2.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述第四腔室(204)的进流端与所述第二进气口(102)连通，其出流端与所述第三腔室(203)的进流端连通，所述第四腔室(204)和所述第三腔室(203)构成呈“U”型的第一气流通道；

所述第三腔室(203)的出流端与所述第二腔室(202)的进流端连通，所述第二腔室(202)的出流端与所述第二排气口(206)连通，所述第三腔室(203)和所述第二腔室(202)构成呈“U”型的第二气流通道。

3.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述第一腔室(201)、所述第二腔室(202)及所述第三腔室(203)内的所述第一粗糙肋(50)的径向间距S1均相等、肋宽S2均相等、肋高S3均相等。

4.根据权利要求3所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述径向间距S1为1.6～7.5mm，所述肋宽S2为0.3～0.6mm，所述肋高S3为0.2～0.6mm。

5.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述第四腔室(204)内的所述第一粗糙肋(50)的肋宽S2和肋高S3均在所述叶片前缘至所述叶片尾缘的方向上逐渐递减为零，所述第四腔室(204)内的所述第一粗糙肋(50)的径向间距S1在所述叶片前缘至所述叶片尾缘的方向上不变。

6.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述第四腔室(204)和所述第三腔室(203)的连通处、所述第三腔室(203)与所述第二腔室(202)的连通处各设有呈扇形排列的用于扰动气流以增加换热面积提高换热效果的第二粗糙肋。

7.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述叶身(20)上靠近所述叶片尾缘处设有用于冷却所述叶片尾缘的劈缝结构，所述劈缝结构与所述第四腔室(204)连通；

由所述第二进气口(102)进入所述第四腔室(204)内的冷却气流的一部分构成用于冷却所述叶片的中弦区域的所述第二冷却气流(40)，其余部分冷却气流构成用于冷却所述叶片尾缘的第三冷却气流(60)，所述第三冷却气流(60)由所述劈缝结构向外流出。

8.根据权利要求7所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述劈缝结构包括沿所述叶片叶根至所述叶片叶尖依次排列的多段劈缝(207)，各所述劈缝(207)的缝宽L1为1.3～5mm，缝高为0.35～1mm，相邻所述劈缝(207)之间的肋宽L2为0.3～1mm。

9.根据权利要求1所述的涡轮转子冷却叶片，其特征在于，

所述叶片叶尖处设有用于降低所述叶片叶尖的温度同时减少所述叶片叶尖处燃气泄露的凹槽(208)；

所述凹槽(208)的深度H1为1.2～2mm，所述凹槽(208)与叶片叶背之间的壁厚H2为0.8～1.5mm。