渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動機領域，特別地，涉及一種渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路。
【背景技術】
[0002]渦槳型發(fā)動機中，渦輪包括轉子葉片、靜子葉片及渦輪機匣，靜子葉片共有三級，每級包括數量不等的扇形葉片，扇形葉片上緣板的掛鉤掛在渦輪機匣內壁圓環(huán)狀筋的環(huán)槽中，并與渦輪機匣形成封閉的且呈環(huán)形的環(huán)形通道。
[0003]每級靜子葉片分別組合成帶葉柵的氣流通道，燃氣通過氣流通道時將部分熱能轉化為動能，該動能滿足轉子葉片所要求的進口氣流方向，同時使氣流的溫度降低，減少工作葉片的熱負荷。渦輪靜子葉片工作時處于高溫的燃氣通道中，容易導致靜子葉片高溫受熱變形甚至產生裂紋，從而使靜子葉片的功能喪失。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路，以解決現(xiàn)有的渦輪靜子葉片工作時存在的易高溫受熱變形甚至產生裂紋，從而使靜子葉片的功能喪失的技術問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]一種渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路，渦輪發(fā)動機包括渦輪機匣，渦輪機匣的內壁上依次設有用于支承靜子葉片的第一支承筋、第二支承筋、第三支承筋、第四支承筋、第五支承筋以及第六支承筋，第一級靜子葉片懸掛設于第一支承筋和第二支承筋之間且與渦輪機匣圍設成第一環(huán)形通道，第二級靜子葉片懸掛設于第三支承筋和第四支承筋之間且與渦輪機匣圍設成第二環(huán)形通道，第三級靜子葉片懸掛設于第五支承筋和第六支承筋之間且與渦輪機匣圍設成第三環(huán)形通道，第一支承筋上設有用于將上游的冷卻氣引入第一環(huán)形通道內以冷卻渦輪機匣和第一級靜子葉片的上緣板的第一氣孔;第一級靜子葉片包括多片第一級導向葉片，每片第一級導向葉片的葉身上設有與第一環(huán)形通道連通的氣腔，氣腔還與渦輪機匣內的燃氣通道連通以使冷卻第一級導向葉片后的冷卻氣排入燃氣通道內。
[0007]進一步地，每片第一級導向葉片的葉身上設有供氣腔內的冷卻氣向外排出的出氣孔，出氣孔與燃氣通道連通。
[0008]進一步地，出氣孔的數量為多個，多個出氣孔沿第一級導向葉片的葉身的高度方向依次間隔布置。
[0009]進一步地，每片第一級導向葉片的上緣板上設有供第一環(huán)形通道內的冷卻氣進入氣腔內的進氣孔。
[0010]進一步地，每片第一級導向葉片的與第一支承筋相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第一環(huán)形通道內的第一導氣槽，第一導氣槽與第一氣孔連通。
[0011]進一步地，第一氣孔的數量為多個，多個第一氣孔和第一級靜子葉片上的多個第一導氣槽一一對應設置。
[0012]進一步地，第一級靜子葉片的上緣板與第三支承筋之間設有用于連接兩者的第一定距環(huán)，第一定距環(huán)、第一級靜子葉片以及渦輪機匣圍設成呈環(huán)形的第四環(huán)形通道;第二支承筋上設有將部分冷卻氣引入第四環(huán)形通道內的第二氣孔;第三支承筋上設有用于將第四環(huán)形通道內的冷卻氣引入第二環(huán)形通道內以冷卻渦輪機匣和第二級靜子葉片的上緣板的第三氣孔。
[0013]進一步地，每片第一級導向葉片的與第二支承筋相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第四環(huán)形通道內的第二導氣槽，第二導氣槽與第二氣孔連通;第二級靜子葉片包括多片第二級導向葉片，每片第二級導向葉片的與第三支承筋相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第二環(huán)形通道內的第三導氣槽，第三導氣槽與第三氣孔連通。
[0014]進一步地，第二級靜子葉片的上緣板與第五支承筋之間設有用于連接兩者的第二定距環(huán)，第二定距環(huán)、第二級靜子葉片以及渦輪機匣圍設成呈環(huán)形的第五環(huán)形通道;第四支承筋上設有將部分冷卻氣引入第五環(huán)形通道內的第四氣孔;第五支承筋上設有用于將第五環(huán)形通道內的冷卻氣引入第三環(huán)形通道內以冷卻渦輪機匣和第三級靜子葉片的上緣板的第五氣孔。
[0015]進一步地，每片第二級導向葉片的與第四支承筋相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第五環(huán)形通道內的第四導氣槽，第四導氣槽與第四氣孔連通;第三級靜子葉片包括多片第三級導向葉片，每片第三級導向葉片的與第五支承筋相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第三環(huán)形通道內的第五導氣槽，第五導氣槽與第五氣孔連通。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]在本發(fā)明的渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路中，冷卻氣首先由第一氣孔進入第一環(huán)形通道內，以冷卻渦輪機匣和第一級靜子葉片的上緣板;第一環(huán)形通道內的冷卻氣然后再進入每片第一級導向葉片的氣腔內，以冷卻第一級導向葉片的葉身，并最終排入燃氣通道內與燃氣混合。本發(fā)明的渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路結構簡單，能滿足對第一級靜子葉片的冷卻要求，使第一級導向葉片在工作時不變形或產生裂紋，保證了第一級靜子葉片的使用功能；由于冷卻流路為相對簡單的結構，故而使得構成冷卻流路的零件易于加工，且可降低加工成本;另外，冷卻氣的引入量較少，發(fā)動機的功率不會因在高溫做功的燃氣中加入了少量的冷卻氣而有明顯的降低，故而可確保發(fā)動機使用功率的要求。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1中的第一級導向葉片的結構示意圖；
[0022]圖3是圖1中的第二級導向葉片的結構示意圖；
[0023]圖4是圖1中的第三級導向葉片的結構示意圖。
[0024]圖例說明
[0025]10、渦輪機匣；11、第一支承筋；111、第一氣孔；12、第二支承筋；121、第二氣孔；13、第三支承筋；131、第三氣孔；14、第四支承筋；141、第四氣孔；15、第五支承筋；151、第五氣孔;16、第六支承筋;20、第一級靜子葉片;21、第一級導向葉片;211、氣腔;212、出氣孔;214、第一導氣槽;215、第二導氣槽;30、第一環(huán)形通道;40、第二級靜子葉片；41、第二級導向葉片;411、第三導氣槽;412、第四導氣槽;50、第二環(huán)形通道;60、第三級靜子葉片;61、第三級導向葉片；611、第五導氣槽;70、第三環(huán)形通道;80、第一定距環(huán);90、第四環(huán)形通道；100、第二定距環(huán)；110、第五環(huán)形通道。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路，渦輪發(fā)動機包括渦輪機匣10，渦輪機匣10的內壁上依次設有用于支承靜子葉片的第一支承筋
11、第二支承筋12、第三支承筋13、第四支承筋14、第五支承筋15以及第六支承筋16，第一級靜子葉片20懸掛設于第一支承筋11和第二支承筋12之間且與渦輪機匣10圍設成第一環(huán)形通道30，第二級靜子葉片40懸掛設于第三支承筋13和第四支承筋14之間且與渦輪機匣10圍設成第二環(huán)形通道50，第三級靜子葉片60懸掛設于第五支承筋15和第六支承筋16之間且與渦輪機匣10圍設成第三環(huán)形通道70，第一支承筋11上設有用于將上游的冷卻氣引入第一環(huán)形通道30內以冷卻渦輪機匣10和第一級靜子葉片20的上緣板的第一氣孔111;第一級靜子葉片20包括多片第一級導向葉片21，每片第一級導向葉片21的葉身上設有與第一環(huán)形通道30連通的氣腔211，氣腔211還與渦輪機匣10內的燃氣通道連通以使冷卻第一級導向葉片21后的冷卻氣排入燃氣通道內。在本發(fā)明的渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路中，冷卻氣首先由第一氣孔111進入第一環(huán)形通道30內，以冷卻渦輪機匣10和第一級靜子葉片20的上緣板；第一環(huán)形通道30內的冷卻氣然后再進入每片第一級導向葉片21的氣腔211內，以冷卻第一級導向葉片21的葉身，并最終排入燃氣通道內與燃氣混合。本發(fā)明的渦輪發(fā)動機靜子葉片的冷卻流路結構簡單，能滿足對第一級靜子葉片20的冷卻要求，使第一級導向葉片21在工作時不變形或產生裂紋，保證了第一級靜子葉片20的使用功能；由于冷卻流路為相對簡單的結構，故而使得構成冷卻流路的零件易于加工，且可降低加工成本；另外，冷卻氣的引入量較少，發(fā)動機的功率不會因在高溫做功的燃氣中加入了少量的冷卻氣而有明顯的降低，故而可確保發(fā)動機使用功率的要求。
[0028]可選地，如圖1和圖2所示，每片第一級導向葉片21的葉身上設有供氣腔211內的冷卻氣向外排出的出氣孔212，出氣孔212與燃氣通道連通。
[0029]優(yōu)選地，如圖2所示，出氣孔212的數量為多個，多個出氣孔212沿第一級導向葉片21的葉身的高度方向依次間隔布置。本發(fā)明實施例中，出氣孔212的數量為三個，三個出氣孔212沿第一級導向葉片21的葉身的高度方向依次間隔布置，且每個出氣孔212均為直徑小且長度長的狹長孔，以保證冷卻氣在氣腔211內的時間，以使第一級導向葉片21的葉身得到充分的冷卻。
[0030]可選地，每片第一級導向葉片21的上緣板上設有供第一環(huán)形通道30內的冷卻氣進入氣腔211內的進氣孔(圖未示)。本發(fā)明實施例中，進氣孔的數量為多個，多個進氣孔沿第一級導向葉片21的上緣板均勻間隔布置。
[0031]可選地，如圖1所示，每片第一級導向葉片21的與第一支承筋11相連的掛鉤的頂部設有用于引導冷卻氣進入第一環(huán)形通道30內的第一導氣槽214，第一導氣槽214與第一氣孔111連通。第一導氣槽214不僅可對進入第一環(huán)形通道30內的冷卻氣進行導向，還可保證當掛鉤的頂部與第一支承筋11上的安裝槽的間隙過小時，冷卻氣順利的進入第一環(huán)形通道30內。
[0032]優(yōu)選地，第一氣孔111的數量為多個，多個第一氣孔111和第一級靜子葉片20上的多個第一導氣槽214 對應設置。
[0033]渦輪發(fā)動機工作時，第一級靜子葉片20承受的工作溫度最高，故需要對第一級導向葉片21的葉身進行冷卻，而第二級靜子葉片40和第三級靜子葉片60工作時承受的工作溫度有所降低，故無需冷卻第二級導向葉片41和第三級導向葉片61的葉