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[发明专利]一种用于改善气膜冷却效果的涡流发生器-CN202011174310.7在审
发明人：段静瑶;肖俊峰;高松;李园园;于飞龙;张蒙;闫安 -专利权人：西安热工研究院有限公司
申请日： 2020-10-28 - 公布日： 2020-12-22 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于改善气膜冷却效果的涡流发生器，该涡流发生器用于燃气轮机透平叶片的气膜冷却，包括设置在透平叶片和透平端壁上的气膜孔，气膜孔展向宽度为D，且与主流流向之间的倾角α为0～90°；还包括气膜孔上游的轴对称楔形凸起，该楔形凸起的对称轴与气膜孔轴线方向一致。本发明通过在气膜孔出口上游布置楔形的涡流发生器，并基于气膜孔几何合理设计涡流发生器的尺寸，利用涡流发生器产生旋向与尺度合适的涡对，削弱气膜孔出口肾型涡对的强度，从而减少冷气的射流穿透，改善气膜孔的冷却效率
一种用于改善冷却效果涡流发生器

[实用新型]一种用于改善气膜冷却效果的涡流发生器-CN202022436382.6有效
发明人：段静瑶;肖俊峰;高松;李园园;于飞龙;张蒙;闫安 -专利权人：西安热工研究院有限公司
申请日： 2020-10-28 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于改善气膜冷却效果的涡流发生器，该涡流发生器用于燃气轮机透平叶片的气膜冷却，包括设置在透平叶片和透平端壁上的气膜孔，气膜孔展向宽度为D，且与主流流向之间的倾角α为0～90°；还包括气膜孔上游的轴对称楔形凸起，该楔形凸起的对称轴与气膜孔轴线方向一致。本实用新型通过在气膜孔出口上游布置楔形的涡流发生器，并基于气膜孔几何合理设计涡流发生器的尺寸，利用涡流发生器产生旋向与尺度合适的涡对，削弱气膜孔出口肾型涡对的强度，从而减少冷气的射流穿透，改善气膜孔的冷却效率
一种用于改善冷却效果涡流发生器

[发明专利]涡轮叶片中部多孔冲击加气膜的组合冷却结构-CN200710118767.4无效
发明人：陶智;丁水汀;徐国强;孙纪宁;吕品;吴宏伟 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2007-07-13 - 公布日： 2008-02-20 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于航空发动机涡轮叶片中部的多孔冲击加气膜组合冷却结构，该冷却结构为：在叶片的外表面布置直径为1.0mm～1.5mm的气膜孔，每排气膜孔展向的个数为10～20个，在叶片内部气膜孔的下游区域布置有相当于气膜孔数量2倍的冲击孔。通过冲击孔在叶片内部形成大面积的高冷却区域，同时叶片外部的气膜孔形成气膜保护区域，来共同达到叶片冷却的目的。经过三维数值仿真的结果表明，该叶片的冷却效果可以达到0.7以上，同时由于该冷却结构的特点，可以明显的减小气动损失，并且其流动阻力明显低于普通的涡轮叶片。
涡轮叶片中部多孔冲击加气膜组合冷却结构

[发明专利]一种可抑制肾形涡对发展的交叉气膜冷却孔结构及其应用-CN202110026019.3在审
发明人：晏鑫;李劲劲;何坤 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-01-08 - 公布日： 2021-05-07 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种可抑制肾形涡对发展的交叉气膜冷却孔结构及其应用，所述交叉气膜冷却孔结构包括：主孔和副孔；主孔和与之轴线相交的副孔组成可抑制肾形涡发展的交叉气膜冷却孔结构；主孔和副孔的进口在同一集气腔内，主孔出口在目标壁面上，副孔出口在主孔孔壁上。本发明的交叉气膜冷却孔结构能够在削弱冷却射流所产生的肾形涡对的同时，诱发一对与之旋转方向相反的反肾形涡对，从而增强射流的贴壁性，提高了单位冷气量的气膜冷却效率。
一种可抑制肾形涡发展交叉冷却结构及其应用

[发明专利]一种用于燃气涡轮发动机冷却的分支气膜孔结构-CN201310339994.5有效
发明人：蒋洪德;任静;迟重然 -专利权人：清华大学
申请日： 2013-08-06 - 公布日： 2013-12-11 - 主分类号： F02C7/18 文献下载
摘要：一种用于燃气涡轮发动机冷却的分支气膜孔结构，应用于燃气涡轮发动机的燃烧室、透平等高温部件的冷却。该分支气膜孔成排等间距布置，每个分支气膜孔包括主孔、第一分支孔、第二分支孔结构，各孔均为圆形截面直孔。单元中的两个分支孔在同一位置与主孔连接；第一分支孔与第二分支孔的流向位置一前一后，使每个分支气膜孔的第一分支孔与相邻分支气膜孔的第二分支孔形成相互干涉。该分支气膜孔通过分支孔增加了出口面积，增大了气膜冷却覆盖范围；通过相邻分支气膜孔的分支孔之间的相互干涉，构建出有利于气膜冷却覆盖的流场结构，使得冷却流体在壁面具有更好的覆盖效果。
一种用于燃气涡轮发动机冷却分支气膜孔结构

[发明专利]一种切向倾斜式环膜发散冷却结构-CN202110492144.3有效
发明人：陈敏敏;成胜军;杨敏;胡建;朱明军 -专利权人：中国航发湖南动力机械研究所
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： F23R3/42 文献下载
摘要：本发明公开了一种切向倾斜式环膜发散冷却结构,包括火焰筒壁面、气膜片和进气斗，火焰筒壁面上开设有若干个使冷却空气进入火焰筒内的气膜孔，火焰筒壁面内侧设置有若干个使冷却空气沿着火焰筒壁面切向流动的气膜片，火焰筒壁面上设置有若干个进气斗，进气斗位于所述气膜片的一侧。本发明属于燃烧室冷却技术领域，在火焰筒壁面设置气膜片，将冷却气膜布置在火焰筒的切向，一道道切向环形气膜首尾相连，覆盖整个火焰筒壁面，尤其是在大孔为斗结构时，能够很好地解决其壁面难以冷却的问题；在大孔(主燃孔、掺混孔)下游形成强有力的冷却气膜，保证壁面温度的合理性；冷却气膜沿火焰筒切向运动，延长其冷却覆盖时间。
一种倾斜式环膜发散冷却结构

[发明专利]树杈型气膜孔结构-CN201710454453.5有效
发明人：李国庆 -专利权人：中国科学院工程热物理研究所
申请日： 2017-06-15 - 公布日： 2019-10-18 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开一种叶片气膜孔，包括：主气膜孔，主气膜孔的入口端定位在叶片的内壁面上，并且主气膜孔的出口端定位在叶片的外壁面上；和分气膜孔，分气膜孔的入口端与主气膜孔的通路连通，分气膜孔从主气膜孔的通路分出，并且分气膜孔的出口端定位在叶片的外壁面上。具体地，本发明公开一种树杈型气膜孔结构，涉及航空发动机领域，用于航空发动机涡轮叶片气膜冷却。该结构包括一个主气膜孔和三个分气膜孔。在主气膜孔的上游和左右两侧各布置了一个分气膜孔，分气膜孔属于主气膜孔的一个分支，可以有效抑制主气膜孔形成的反转肾形涡对，提高气膜冷却效率。
树杈型气膜孔结构

[实用新型]一种燃气轮机的叶片-CN202221636813.6有效
发明人：李泽阳;王斌;刘亚峰;王晓京;侯亚男 -专利权人：华能太原东山燃机热电有限责任公司
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本实用新型涉及燃气轮机技术领域，公开了一种燃气轮机的叶片，包括叶片，所述叶片内设有换热流道和气膜冷却流道；所述换热流道的孔径大小沿叶片的前部到叶片的跟部的方向依次递减；在所述叶片的前部、所述叶片的吸力面上和所述叶片的压力面上均开设有所述气膜冷却流道；所述气膜冷却流道包括：气模冷却孔，所述气模冷却孔开设在所述叶片的外壁上；气膜冷却冲击套，所述气膜冷却冲击套设置在所述叶片内；所述气膜冷却冲击套的外壁上开设在冷却通道，所述冷却通道与所述气模冷却孔相对设置本实用新型解决了现有燃气轮机的叶片换热效果差、冷却效率低以及消耗冷气量大的问题。
一种燃气轮机叶片

[发明专利]一种用于涡轮叶片前缘冷却的组合结构气膜孔-CN202110508216.9在审
发明人：徐世辉;蔡鹏;王海林;周江锋;方圆;杜治能 -专利权人：成都中科翼能科技有限公司
申请日： 2021-05-11 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于涡轮叶片前缘冷却的组合结构气膜孔，包括从进口方向到出口方向依次连通的第一通孔和锥形孔，第一通孔与锥形孔非同轴设置，锥形孔的出口的横截面积大于第一通孔的横截面的面积；第一通孔的轴心线为一条直线；第一通孔的内壁面与锥形孔的内壁面均无棱角。本发明能在叶片前缘形成较好的冷却气膜，第一通孔实现对冷却空气流量的控制，锥形孔增大了气膜孔出口面积，降低了气膜孔出口冷却空气的速度，提高了冷却气流覆盖效果，显著提高叶片冷却效果，降低叶片前缘壁面温度，并钝化了气膜孔出口边缘的尖边，改善了气膜孔出口边缘应力集中系数，降低气膜孔出口边缘应力，有利于降低叶片壁面温度、提高叶片可靠性和使用寿命。
一种用于涡轮叶片前缘冷却组合结构气膜孔

[实用新型]一种用于涡轮叶片前缘冷却的组合结构气膜孔-CN202122506651.6有效
发明人：王鸣;徐世辉;蔡鹏;王海林;周江锋;方圆;杜治能 -专利权人：成都中科翼能科技有限公司
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于涡轮叶片前缘冷却的组合结构气膜孔，包括从进口方向到出口方向依次连通的第一通孔和锥形孔，第一通孔与锥形孔非同轴设置，锥形孔的出口的横截面积大于第一通孔的横截面的面积；第一通孔的轴心线为一条直线；第一通孔的内壁面与锥形孔的内壁面均无棱角。本实用新型能在叶片前缘形成较好的冷却气膜，第一通孔实现对冷却空气流量的控制，锥形孔增大了气膜孔出口面积，降低了气膜孔出口冷却空气的速度，提高了冷却气流覆盖效果，显著提高叶片冷却效果，降低叶片前缘壁面温度，钝化了气膜孔出口边缘的尖边，改善了气膜孔出口边缘应力集中系数，降低气膜孔出口边缘应力，有利于降低叶片壁面温度、提高叶片可靠性和使用寿命。
一种用于涡轮叶片前缘冷却组合结构气膜孔

[发明专利]一种涡轮导叶端壁复合冷却结构-CN202110616532.8有效
发明人：杨星;丰镇平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： F01D9/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种涡轮导叶端壁复合冷却结构，第一气膜孔包括多排，间隔布置在导叶端壁上，导叶端壁通过冲击腔前缘侧板和冲击腔尾缘侧壁连接冲击板，冲击板上布置有多排冲击孔，冲击孔与第一气膜孔之间为叉排布置，在冲击腔尾缘侧壁上布置有第二气膜孔，冷却空气经冲击孔冲击导叶端壁内侧形成冲击横流，冲击横流分别经第一气膜孔和第二气膜孔实现端壁外部气膜冷却和下游端壁的二次冷却。本发明通过兼顾端壁内部冲击冷却和外部气膜冷却的性能提升，并充分发挥两者的协同效应，有效提高了端壁的综合冷却性能，同时利用冷气对下游动叶端壁的二次冷却效应，减少端壁的冷气使用量，有利于提高航空发动机的总体性能
一种涡轮导叶端壁复合冷却结构

[发明专利]一种用于涡轮叶片气膜冷却出口上游扩张孔结构-CN201610263415.7有效
发明人：朱惠人;周申平;魏建生 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2016-04-26 - 公布日： 2017-09-26 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于涡轮叶片气膜冷却出口上游扩张孔结构，由叶片内冷却通道、叶片吸力面气膜孔、叶片压力面气膜孔及倾斜主圆柱孔、扩张圆柱孔组成，叶片压力面气膜孔和叶片吸力面气膜孔与叶片内冷却通道相通；在倾斜主圆柱孔出口上游处逆着主流流向方向进行圆柱孔扩张而成气膜孔进口截面为完整的椭圆曲线，气膜孔出口截面为两个椭圆相交形成的曲线。涡轮叶片上的气膜孔扩张圆柱孔的中心线与叶片表面之间的夹角为35～90度，扩张圆柱孔直径d与主圆柱孔直径D之比为0.7；扩张孔喷出的冷气沿着流向覆盖面积较宽，且随着动量比增大仍能较好地贴附在壁面，具有冷却效果好
一种用于涡轮叶片冷却出口上游扩张结构

[发明专利]一种带倾角的新型气膜孔-CN201410026121.3无效
发明人：陶智;郭文;吴宏;李育隆;苏云亮;呼艳丽;潘炳华 -专利权人：北京航空航天大学;中国燃气涡轮研究院
申请日： 2014-01-20 - 公布日： 2014-05-21 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于航空发动机涡轮叶片冷却结构，位于叶盆前部的前部气膜孔、位于叶盆中部的中部气膜孔、位于叶尖的尖部气膜孔，其特征在于：前部气膜冷却孔与叶面法线角度沿流向为成20°～50°角，中部气膜孔与S1面成-45°～45°角，尖部气膜孔与S1面角度成0°～60°角。该新型气膜孔产生的带角度的射流可以使得叶片表面冷气覆盖更合理，同时减少流动阻力，在冷却和流动效率上同时取得了很好的效果。
一种倾角新型气膜孔

[发明专利]一种带冷却结构的S弯收扩喷管-CN202110246196.2有效
发明人：惠中豪;史经纬;周莉;王占学 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-03-05 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： F02K1/06 文献下载
摘要：本发明一种带冷却结构的S弯收扩喷管，属于航空发动机领域；包括收敛段、扩张段和气膜冷却结构；收敛段的第一喷管段的入口为进气口，第二喷管段的出口为喷管喉道；扩张段的入口套装于喷管喉道外围，沿轴向有重叠部分，之间形成的环形间隙为气膜冷却狭缝；气膜冷却结构包括环状冷却气通道、冷却通道支板、气膜冷却孔和气膜冷却狭缝；冷却通道外壁面通过冷却通道支板沿周向固定于喷管的外围，形成环状冷却气通道；气膜冷却孔开于收敛段的外壁面上；冷却气流通过气膜冷却孔和气膜冷却狭缝流入喷管内、并覆盖于高温喷管内壁面上。扩张段激波干扰导致冷却气体难以射入喷管内部问题，以及高温喷管壁面与高温尾喷气流产生的高的红外辐射问题。
一种冷却结构弯收扩喷管

[发明专利]涡轮叶片中部倾斜冲击加气膜的组合冷却结构-CN200710118765.5无效
发明人：徐国强;陶智;孙纪宁;丁水汀;罗翔;王开 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2007-07-13 - 公布日： 2008-02-20 - 主分类号： F01D5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于航空发动机涡轮叶片中部的倾斜冲击加气膜的组合冷却结构，该冷却结构为：在叶片的外表面布置直径为1.0mm～1.5mm的气膜孔，每排气膜孔展向的个数为10～20个，在叶片内部气膜孔的下游区域布置有与气膜孔数量相同的倾斜冲击孔，冲击孔角度为30度～45度。通过倾斜的冲击孔来产生较大的冲击距，在叶片内部形成大面积的高冷却区域，同时叶片外部的气膜孔形成气膜保护区域，来共同达到叶片冷却的目的。经过模型试验及三维数值仿真的结果表明，该叶片的冷却效果可以达到0.7以上，同时由于该冷却结构的特点，可以明显的减小气动损失，并且其流动阻力明显低于普通的涡轮叶片。
涡轮叶片中部倾斜冲击加气膜组合冷却结构