[发明专利]一种燃气轮机涡轮无冠气膜冷却转子叶片

摘要

本发明属于燃气轮机设备技术领域,具体涉及一种燃气轮机涡轮无冠气膜冷却转子叶片，包括榫根、伸根、缘板及叶型，榫根与叶型通过伸根过渡连接，叶型上设有气膜孔，叶型顶部设有叶顶凸台；该叶片内部形成了第一前腔、第二前腔、第一后腔、第二后腔及尾缘劈缝，第一前腔内设有粗糙肋，第一前腔与第二前腔之间通过与叶身为一体的金属隔离板隔离，金属隔离板上设有不小于1排的冲击节流，第一后腔和第二后腔通过金属隔离板形成了倒置的U型空腔，第一后腔内布置有粗糙肋，第二后腔内设有扰流柱；叶型顶端设有排污孔；叶顶凸台为半封闭结构设计，其型线与叶型光滑过渡。本发明的结构简单，设计合理，冷气利用率高，高效节能，制造成本低。

主权项

1.一种燃气轮机涡轮无冠气膜冷却转子叶片，其特征在于：该叶片包括榫根（1）、伸根（2）、缘板（3）及叶型（4），榫根（1）与叶型（4）通过伸根（2）过渡连接，叶型（4）上设有气膜孔（6），叶型（4）顶部设有叶顶凸台（5）；该叶片内部形成了第一前腔（14）、第二前腔（13）、第一后腔（15）、第二后腔（16）及尾缘劈缝（10），第一前腔（14）内设有粗糙肋（8），第一前腔（14）与第二前腔（13）之间通过与叶身为一体的金属隔离板隔离，金属隔离板上设有不小于1排的冲击节流孔（11），第一后腔（15）和第二后腔（16）通过金属隔离板形成了倒置的U型空腔，第一后腔（15）内布置有粗糙肋（8），第二后腔（16）内设有扰流柱（9）；所述的叶型（4）顶端设有排污孔（12）；所述的第一前腔（14）、第二前腔（13）、第一后腔（15）、第二后腔（16）及尾缘劈缝（10）形成了转子叶片的冷却通道结构，其中第一路冷气沿榫根（1）底部进入第一前腔（14），经冲击节流孔（11）分配后进入第二前腔（13），再通过前缘位置的气膜孔（6）喷出；第二路冷气沿榫根（1）部位进入第一后腔（15），经U型空腔转弯后进入第二后腔（16），最终按照阻力分布沿尾缘劈缝（10）的通道流出；所述的第一前腔（14）、第二前腔（13）、第一后腔（15）、第二后腔（16）及尾缘劈缝（10）所形成的转子叶片的冷却通道部分喷涂热障涂层，在热障涂层与金属之间喷涂粘结层防止热障涂层脱落，其叶片冷却通道渗金属防腐层，防止在高盐分工作环境中叶片内部腐蚀；所述的叶顶凸台（5）为半封闭结构设计，其型线与叶型（4）光滑过渡，叶顶压力面侧靠近尾缘附近无凸台；所述的第二前腔（13）及第二后腔（16）上设有堵头（7），其便于清除内流道型芯，在精密铸造时该位置是一个空腔，铸造叶片脱型芯时，冷却流道型芯的溶解液从该空腔流出，脱完型芯后，该位置使用堵头（7）封闭；所述的第二前腔（13）的非气膜孔位置布置粗糙肋（8），并且在第二前腔（13）的前缘位置布置2～3排气膜孔（6）；所述的第一后腔（15）和第二后腔（16）之间的金属隔离板上布置旁通孔，以分配第二后腔（16）内的冷气；所述的扰流柱（9）采用错排的方式布置于第二后腔（16）内；所述的尾缘劈缝（10）的形状设计为带倒圆角的矩形、圆形、带倒圆角的锯齿形；所述的排污孔（12）布置在每个流路叶片顶部位置，排污孔（12）被叶顶凸台（5）遮挡，以避免高速燃气冲刷影响排污效果，排污孔（12）利用离心力将灰尘排出。