[发明专利]一种适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构

权利要求书

1.一种适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述冷却结构包括环形端壁和用于安装环形端壁的端壁安装边，

所述环形端壁的外侧设有冲击板，冲击板上排布有多个冲击孔，所述环形端壁的中间层通过隔板在前缘区域设置了独立的冲击腔，所述冲击腔内设有多个扰流肋，所述环形端壁在前缘区域布置有多个第一气膜孔，

所述端壁安装边位于环形端壁的上游，与端壁外侧冲击板接触的壁面分布有通气孔，端壁安装边内部设有用于收集从通气孔中流出冷气的集气腔，

所述集气腔靠近端壁内侧进气边上开有多个第二气膜孔和多个第三气膜孔。

2.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述冲击腔依据端壁内侧压力分布将前缘高压区划分为不同区域。

3.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述冲击孔的直径D为0.6-0.8mm；冲击孔面积为第一气膜孔面积的1.1-1.3倍；冲击孔和扰流肋呈扇形交错排列。

4.根据权利要求3所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，多个冲击孔扇形排布有五排，将靠近前缘位置设为第一排，则

第一排和第二排冲击孔的横向间距P1＝2.8*D-3.5*D，第三排、第四排和第五排冲击孔横向间距P2＝3.4*D-4.5*D，

第一排和第二排之间的纵向间距L4＝2.5*D-4.2*D、第二排和第三排之间的纵向间距L5＝3.4*D-7.0*D、第三排和第四排之间的纵向间距L6＝L5＝3.4*D-7.0*D、第四排和第五排之间的纵向间距L7＝4.2*D-8.4*D。

5.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述通气孔与端壁安装边的壁面夹角α不小于50°，所述通气孔的面积是第二气膜孔和第三气膜孔面积之和的1.2-1.4倍。

6.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述集气腔截面呈半月型，截面宽度L2为端壁安装边宽度L1的50％-60％，集气腔的高度L3＝2*L2-2.5*L2。

7.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述第二气膜孔和第三气膜孔以前缘驻点为分界线，第二气膜孔向叶盆侧倾斜，第三气膜孔向叶背侧倾斜，第二气膜孔和第三气膜孔之间的夹角β为25°-35°，

所述第二气膜孔和所述第三气膜孔的孔轴线与端壁内壁面的夹角为30°-35°，

第二气膜孔和第三气膜孔包括从圆孔和异形孔中选出的一种或多种孔。

8.根据权利要求1所述的适用于高压涡轮叶片的端壁冷却结构，其特征在于，所述第一气膜孔的孔轴线与端壁内壁面的夹角为30°-35°，多个第一气膜孔沿前缘叶型均匀排布。