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公开(公告)号：CN113551258B
公开(公告)日：2025-02-11
申请号：CN202111011889.X
申请日：2021-08-31
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明涉及一种用于发动机燃烧室的桁架式双层壁隔热装置，包括用于构成燃烧室筒体内壁的气膜孔板层、冲击孔板层和夹芯米字桁架，夹芯米字桁架是由四根桁架杆组成，四根桁架杆的中点相互交叉形成一中心交叉点，四根桁架杆两端分别与冲击孔板和气膜孔层相连；在所述的气膜孔板上设置有与所述的夹芯米字桁架配合的气膜孔；在所述冲击孔板上设置有与所述的夹芯米字桁架配合的冲击孔，本发明还提供该装置形成冷气膜的方法，是由气膜孔和冲击孔配合在气膜孔板层和冲击孔板层之间形成延伸在气流流动方向上的四股纵向冷却涡系及在所述的气膜孔板的外壁面形成气膜冷气隔热层。本发明结构简单，强度高，提高了发动机运行温度和使用寿命，同时也提高了强度。
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公开(公告)号：CN113483354B
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202110806512.7
申请日：2021-07-16
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明具体涉及一种用于加力燃烧室的弯折桁架式结构隔热屏，包括气膜孔板和冲击孔板，所述气膜孔板内侧为加力燃烧室主燃气涵道，所述冲击孔板与加力燃烧室的外壁面共同构成冷气外涵道；在所述气膜孔板与冲击孔板之间的空腔内设有矩阵排列的多个弯折单体桁架；在所述的气膜孔板上设有气膜孔；在所述冲击孔板上设有冲击孔；冷却气流通过冲击孔进入气膜孔板和冲击孔板之间的空腔，在空腔内形成的混合气流进入气膜孔形成气流射流，形成了气膜板上的气膜覆盖，阻隔燃气与发动机承力结构的直接接触，强化内部的对流换热，降低冷气利用量，且具有较好的力学性能，增强了双层壁隔热屏结构性能，提高加力燃烧室的寿命和可靠性。
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公开(公告)号：CN113107610A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391299.8
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出一种贯穿缝型的半劈缝尾缘冷却结构，设置在涡轮叶片尾缘区域，通过将涡轮叶片尾缘压力面的部分壁面切去，只保留吸力面一侧的壁面以及设置若干分隔肋而形成；在分隔肋上开有沿冷却气流流向的贯穿缝；贯穿缝的中心线与尾缘冷气进气腔的中心线平行。本发明针对分隔肋的冷却需求，在分隔肋上开有矩形冷却孔，冷却气流在尾缘冷气腔出口处分成两部分，主体部分经出流缝冷却劈缝表面，剩余部分通过矩形冷却孔，冷却气流与分隔肋内部的对流换热冷却分隔肋，同时也增强与尾缘吸力面内壁面的内部换热，增强分隔肋处与吸力面侧的换热强度，提高尾缘的整体综合冷却效果。同时，本发明采用的分隔肋冷却孔结构简单，便于加工，具有较好的可实施性。
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公开(公告)号：CN117662251A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311647084.3
申请日：2023-12-04
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种发动机冷却壁面的气膜孔结构，包括冷却壁面，在冷却壁面上矩阵排列有用于通过二次流形成气膜从而实现冷却壁面隔热和冷却的气膜孔；气膜孔是由至少两个扇环孔和用于连接两两扇环孔的扇环隔断组成的不连续环形孔；形成冷却气膜的方法为二次流C1在气膜板的上表面进行流动，进而流入或是被抽吸进入气膜孔中，气流C2与气膜板壁面进行换热之后，形成气膜出流C3，一方面与主流C4进行掺混，降低壁面燃气的温度；另一方面，冷气在壁面形成覆盖阻隔燃气对壁面的冲刷的气膜；本发明结构简单，增大了气膜覆盖面积，提高气膜冷效，有效降低壁温及冷气利用率。
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公开(公告)号：CN113107610B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202110391299.8
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出一种贯穿缝型的半劈缝尾缘冷却结构，设置在涡轮叶片尾缘区域，通过将涡轮叶片尾缘压力面的部分壁面切去，只保留吸力面一侧的壁面以及设置若干分隔肋而形成；在分隔肋上开有沿冷却气流流向的贯穿缝；贯穿缝的中心线与尾缘冷气进气腔的中心线平行。本发明针对分隔肋的冷却需求，在分隔肋上开有矩形冷却孔，冷却气流在尾缘冷气腔出口处分成两部分，主体部分经出流缝冷却劈缝表面，剩余部分通过矩形冷却孔，冷却气流与分隔肋内部的对流换热冷却分隔肋，同时也增强与尾缘吸力面内壁面的内部换热，增强分隔肋处与吸力面侧的换热强度，提高尾缘的整体综合冷却效果。同时，本发明采用的分隔肋冷却孔结构简单，便于加工，具有较好的可实施性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115790246A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211227488.2
申请日：2022-10-09
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种双层壁冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括冷侧平板、热侧波纹板和中空扰流柱，所述冷侧平板位于冷气通道一侧，所述热侧波纹板位于高温燃气通道一侧，两层壁板之间形成截面积周期性变化的倒丘陵形中间通道；所述冷侧平板和热侧波纹板之间设置有若干中空扰流柱，将冷气通道与高温燃气通道连通，且中空扰流柱与热侧波纹板的连接处位于热侧波纹板的波峰上。本发明采用中空柱扰流冷却和外部气膜冷却结合，使用较少的冷气达到高冷却效率的目的，同时减少结构内热应力，降低结构流动阻力。同时避免了传统波纹板冷气通道流阻较大的缺点，有效解决下游隔热屏和喷管隔热屏因冷气总压不足，无法出流的问题。
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公开(公告)号：CN113669756B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202111014346.3
申请日：2021-08-31
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明涉及一种用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁及双效冷却方法，所述加力燃烧室的内壁包括气膜孔板和冲击孔板，在气模孔板和冲击孔板之间的空腔内矩阵排列有多个米字桁架，所述的米字桁架是由三根桁架杆组成，三根桁架杆的中点相互交叉形成一中心交叉点，三根桁架杆两端分别与冲击孔板和气膜孔层相连；在所述的气膜孔板上设置有气膜孔；在所述冲击孔板上设置有冲击孔。本发明隔热壁在对流通道中的两个两股纵向旋转涡加速换热，充分降低冲击孔板与气膜孔板之间的温度，加速减小气膜孔板上的冷却压力，并通过该结构在隔热屏的燃气侧形成气膜覆盖，阻隔燃气与发动机承力结构的直接接触，提高加力燃烧室的寿命和可靠性，具有较好的力学性能。
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公开(公告)号：CN113339843B
公开(公告)日：2024-11-29
申请号：CN202110808177.4
申请日：2021-07-16
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明具体涉及一种用于航空发动机燃烧室的多面体桁架式结构隔热屏，包括气膜孔板和冲击孔板，所述气膜孔板内侧为燃烧室主燃气涵道，所述冲击孔板与燃烧室的外壁面共同构成冷气外涵道；在所述气膜孔板与冲击孔板之间设有矩阵排列的多个多面体桁架；在所述的气膜孔板上设有气膜孔；在所述冲击孔板上设有冲击孔；冷却气流通过冲击孔进入气膜孔板和冲击孔板之间的空腔，在空腔内形成的混合气流进入气膜孔形成气流射流，形成了气膜板上的气膜覆盖，阻隔燃气与发动机承力结构的直接接触，强化内部的对流换热，降低冷气利用量，且具有较好的力学性能，增强了双层壁隔热屏结构性能，提高燃烧室的寿命和可靠性。
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公开(公告)号：CN117646914A
公开(公告)日：2024-03-05
申请号：CN202311647082.4
申请日：2023-12-04
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种具有隔板夹芯结构的双层壁隔热屏，双层壁隔热屏是气膜孔板和冲击孔板及扰流隔档结构共同构成了所述的双层壁隔热屏；扰流隔档结构包括固连并垂直设置在气膜孔板上的第一螺旋隔板和第二螺旋隔板，两个隔板相互交叉围成了多个分隔扰流空间；气膜孔设置在所述第一螺旋隔板和第二螺旋隔板在气膜孔板上形成的多个交叉点处；本发明还提供所述隔热屏的隔热气膜形成方法，气流经由多个扇形孔流出形成气膜出流与主流燃气进行掺混，在壁面形成了气膜覆盖层；本发明既能强化隔热屏内部换热，又提升气膜冷效，另外，隔板扰流固定的冲击孔板‑气膜孔板双层壁结构具有较好的力学性能。
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公开(公告)号：CN114687809A
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202210231111.8
申请日：2022-03-10
Applicant: 西北工业大学 , 中国航发四川燃气涡轮研究院
IPC: F01D5/18 , G06F30/17 , G06F30/20 , G06F111/10
Abstract: 本发明一种用于涡轮叶片扇形气膜孔的设计方法及应用，属于燃气涡轮发动机气膜孔设计领域；首先，结合已有的扇形孔气膜冷却算例，对比不同的算例的结果，筛选出较好冷效的工况，并排除燃气倒灌的情况；其次，将动量比与孔型的几何参数进行归一化处理，提出重要的设计参数——平均法向动量比，并找到冷效最高的气膜冷效工况对应的平均法向动量比；最后，根据最佳的平均法向动量比反解出孔型，确定扇形孔的几何参数，对设计扇形气膜冷却孔提供简单易行的方法。
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