[发明专利]一种机匣带有冷却通道-凹槽密封-可弯曲密封条复合结构的带冠叶片

说明书

本发明的目的在于提供一种机匣带有冷却通道‑凹槽密封‑可弯曲密封条复合结构的带冠叶片，包括叶片、机匣，叶片上安装双篦齿锯齿叶冠，机匣位于双篦齿锯齿叶冠的外部，在双篦齿一侧的篦齿叶冠前缘容腔所对应的机匣里设置冷却通道，在双篦齿另一侧的篦齿叶冠后缘容腔所对应的机匣设置可弯曲密封条，在双篦齿叶冠中间部分容腔所对应的机匣里设置凹槽密封结构。本发明冷却通道结构可以对叶冠前缘容腔的高温区域进行有效冷却，同时其具有一定的倾斜角度可以阻碍泄漏流流过第一个篦齿，凹槽密封结构具有良好的密封效果，其干扰破坏了泄漏流在壁面附面层的轴向连续性，可弯曲密封条结构减小了密封件磨损造成的性能损失，同时能有效减少泄漏流。

技术领域

本发明涉及的是一种涡轮，具体地说是涡轮的带冠叶片。

背景技术

涡轮带冠叶片因为具有诸多优点，如良好的气动性能和叶片减振作用，使得带冠叶片被广泛应用于高低压涡轮。根据叶冠形状的不同分为平行四边形叶冠和锯齿叶冠，其中锯齿冠克服了平行四边形叶冠阻尼面磨损不一致的缺点而应用更广泛。传统的锯齿叶冠如图2所示，标记6为带冠叶片的叶片段，标记7为叶冠上的两个篦齿，分布在叶冠的前缘和后缘，形成“工”形结构，以提高叶冠的刚度，标记8为叶冠两篦齿中间的工作面。该传统双篦齿带冠叶片大多应用在低压涡轮，对于高压涡轮恶劣环境，该结构会被高温燃气侵蚀而发生蠕变，其中叶冠前缘因传热不均匀和冷却不到位而掉块的现象也时常发生，最终也会严重威胁燃气涡轮发动机的安全运行。另一个存在的问题，是由于间隙的始终存在，如果没有外部控制技术，间隙泄露现象还是存在的，间隙大，会导致更多的泄漏流，间隙小会导致更多叶冠与机匣摩擦损耗的风险。当前大多数研究人员都是通过改变叶冠结构(如改进叶冠结构形状、减小篦齿到机匣的距离，以及在叶片贯通到叶冠上设计冷却通道等技术)来解决冷却叶片以及减小泄漏流，但这务必对带冠叶片的强度产生影响。故对机匣内壁面的结构设计，在不改变带冠叶片结构前提下，使用一种复合结构的设计，也是能有效解决冷却和泄漏问题的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供在不改变带冠叶片结构形状的前提下，既不会影响带冠叶片的结构强度，也能对叶冠前缘的高温区域进行冷却，同时减小容腔的泄漏流量的一种机匣带有冷却通道-凹槽密封-可弯曲密封条复合结构的带冠叶片。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种机匣带有冷却通道-凹槽密封-可弯曲密封条复合结构的带冠叶片，其特征是：包括叶片、机匣，叶片上安装双篦齿锯齿叶冠，机匣位于双篦齿锯齿叶冠的外部，在双篦齿一侧的篦齿叶冠前缘容腔所对应的机匣里设置冷却通道，在双篦齿另一侧的篦齿叶冠后缘容腔所对应的机匣设置可弯曲密封条，在双篦齿叶冠中间部分容腔所对应的机匣里设置凹槽密封结构。

本发明还可以包括：

1、所述冷却通道包括两条，其直径在0-2mm以内，倾斜角度小于90°。

2、在双篦齿叶冠中间部分容腔所对应的机匣设置的凹槽密封结构包括三个，三个凹槽密封结构的总长度小于等于双篦齿之间的距离。

3、在篦齿叶冠后缘容腔所对应的机匣设置的可弯曲密封条包括两排，每排可弯曲密封条包括支撑件和可弯曲密封件，可弯曲密封件的厚度小于支撑件的厚度。

本发明的优势在于：冷却通道可以有效冷却叶冠前缘容腔的高温区域，同时对泄漏流有一定的阻碍作用；凹槽密封结构可以干扰破坏了泄漏流在壁面附面层的轴向连续性，增加了流动阻力，减小了泄漏量，相比于光滑密封可以降低泄漏损失，从而一定程度上提高涡轮效率；可弯曲密封条结构可以增加了密封件在径向的灵活性，可以允许更小间隙存在，且不会造成相应摩擦损失，而达到更好的密封效果。该复合结构，在减小泄漏流的同时，也对叶冠进行了冷却，这样也就扩宽了带冠叶片的工作范围，能适应更高的温度环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为传统带双篦齿的涡轮带冠叶片的结构示意图；