[发明专利]一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构及应用

权利要求书

1.一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：包括扰流柱阵列、上斜肋阵列、下斜肋阵列；其中上斜肋阵列、下斜肋阵列交叉设置，并与位于两者空间交汇处的扰流柱构成耦合结构。

2.根据权利要求1所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述耦合结构包括若干耦合单元，单个耦合单元包括一个上斜肋、一个下斜肋和4个扰流柱；所述上斜肋位于冷却通道的上壁面，下斜肋位于冷却通道的下壁面，构成空间十字交叉结构；所述4个扰流柱分别位于十字交叉结构的四个端部，其中2个对称设置的扰流柱上端与本耦合单元的上斜肋连接，下端与本耦合单元的下斜肋连接；另外2个对称设置扰流柱上端与相邻耦合单元的上斜肋连接，下端与相邻耦合单元的下斜肋连接；

相邻耦合单元共用位于两者之间的两个相邻扰流柱。

3.根据权利要求1或2所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述扰流柱阵列由若干扰流柱呈矩形阵列而成，沿流向和展向相邻的扰流柱中心距离为s；其上端与上斜肋连接，下端与下斜肋连接。

4.根据权利要求3所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述上斜肋阵列包括若干平行且等间距设置的上斜肋，所述上斜肋与冷却气流方向的夹角为b₁，b₁＝30°～90°。

5.根据权利要求4所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述下斜肋阵列包括若干平行且等间距设置的下斜肋，所述下斜肋与冷却气流方向的夹角为b₂，b₂＝30°～90°。

6.根据权利要求5所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述上斜肋和下斜肋结构相同，斜肋宽度为e，斜肋间距为l，斜肋高度为h，冷却通道总高度为H，满足：4≤l/h≤10，2h＜H和0.2≤h/e≤1.2。

7.根据权利要求6所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述斜肋的间距是斜肋高度的5.3倍；斜肋宽度是斜肋高度的2倍；斜肋高度为冷却通道高度的1/3。

8.根据权利要求7所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：所述扰流柱的当量直径为dh，满足：1.2≤dh/e≤l/e。

9.根据权利要求8所述一种适用于涡轮叶片内部冷却的耦合结构，其特征在于：相邻所述扰流柱的中心距离为s，扰流柱高度与冷却通道高度相等，满足：2≤s/dh≤s/和0.5≤dh/H≤2。

10.一种涡轮叶片，其特征在于：其内设置有冷却通道，冷却通道内沿冷却气流流向设置有耦合结构，所述耦合结构中上、下斜肋与冷却气流之间的夹角根据冷却气流流量和换热强度确定。