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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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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：CN113107604B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202110391294.5
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学 , 中国航发四川燃气涡轮研究院
Abstract: 本发明提出了一种带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构，包括叶片前缘吸力面、叶片前缘压力面；叶片前缘几何驻点出具有沿叶高方向的凹槽结构，凹槽结构宽度方向两侧与叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面通过倒圆面过渡；在凹槽结构内以及凹槽结构宽度方向两侧的叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面上布置有喷淋冷却结构；喷淋冷却结构为沿叶高方向排列的多排气膜孔。本发明将凹槽应用于叶片前缘，一方面带来更加均匀的气膜覆盖效果，并降低前缘外表面的换热强度，延长叶片使用寿命；另一方面凹槽结构需要削除少部分叶片，符合航空发动机各部件的减重要求。采用本发明的带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构可以实现更佳更为均匀的冷却效率。
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公开(公告)号：CN113107609A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391295.X
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出了一种尾缘带有肋上冷却孔的涡轮导叶结构，通过在分隔肋上开冷却孔，冷却气流在通过冷气出流缝后，部分冷却气可以通过分隔肋上的冷却孔对分隔肋内部进行冷却，在不增加冷气流量的情况下同时增强了分隔肋内壁面与侧壁面的对流换热强度，提高尾缘的综合冷却效果；优选冷却孔采用倾斜式冷却孔，通过倾斜式冷却孔能够是贯通冷却孔的保留一定的冷却气流流速，有利于减弱分隔肋影响下产生的冷气角涡，在一定程度上可以削弱脱落涡与角涡的相互作用，增强分隔肋附近的气膜冷却效率。本发明设计合理，结构简单，在分隔肋侧壁面上布置简单的圆柱形冷却孔，不仅具有良好的传热与冷却特性，且具有较好的加工一体性，更具可实施性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113107608A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391293.0
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出的一种用于涡轮叶片尾缘的扰流螺纹孔冷却结构，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，且贯穿分隔肋的圆柱形冷却孔；圆柱形冷却孔的中心线与尾缘冷气进气腔的中心线平行；圆柱形冷却孔内部带有扰流螺纹。本发明通过螺纹孔内的冷却气流可以对分隔肋内外表面产生显著的冷却效果，通过孔内部的扰流螺纹结构增大换热面积、增强分隔肋内表面的对流换热强度，同时也可以增强吸力面壁面的内部换热，弥补劈缝分隔肋冷却设计的空白，提高尾缘的综合冷却效果。
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公开(公告)号：CN113107607A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391292.6
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出了一种尾缘带有肋上贯穿缝的涡轮导叶结构，通过在分隔肋上开贯穿缝，当冷却气流在通过出流缝以后，部分冷却气可以通过分隔肋上的贯穿缝对分隔肋内部进行冷却，在不增加冷气流量的情况下同时增强了分隔肋内壁面与侧壁面的对流换热强度，提高尾缘的综合冷却效果；优选贯穿缝为斜缝，冷却气流在经过分隔肋时，在分隔肋影响下产生的冷气涡强度会有所减弱，有助于削弱唇板脱落涡与冷气涡流的相互作用，提高分隔肋表面的气膜冷却效率。本发明设计合理，结构简单，在分隔肋侧壁面上开设斜缝，不仅具有良好的传热与冷却特性，且具有较好的加工一体性，更具可实施性。
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公开(公告)号：CN113107607B
公开(公告)日：2023-05-26
申请号：CN202110391292.6
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出了一种尾缘带有肋上贯穿缝的涡轮导叶结构，通过在分隔肋上开贯穿缝，当冷却气流在通过出流缝以后，部分冷却气可以通过分隔肋上的贯穿缝对分隔肋内部进行冷却，在不增加冷气流量的情况下同时增强了分隔肋内壁面与侧壁面的对流换热强度，提高尾缘的综合冷却效果；优选贯穿缝为斜缝，冷却气流在经过分隔肋时，在分隔肋影响下产生的冷气涡强度会有所减弱，有助于削弱唇板脱落涡与冷气涡流的相互作用，提高分隔肋表面的气膜冷却效率。本发明设计合理，结构简单，在分隔肋侧壁面上开设斜缝，不仅具有良好的传热与冷却特性，且具有较好的加工一体性，更具可实施性。
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公开(公告)号：CN113107608B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202110391293.0
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明提出的一种用于涡轮叶片尾缘的扰流螺纹孔冷却结构，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，且贯穿分隔肋的圆柱形冷却孔；圆柱形冷却孔的中心线与尾缘冷气进气腔的中心线平行；圆柱形冷却孔内部带有扰流螺纹。本发明通过螺纹孔内的冷却气流可以对分隔肋内外表面产生显著的冷却效果，通过孔内部的扰流螺纹结构增大换热面积、增强分隔肋内表面的对流换热强度，同时也可以增强吸力面壁面的内部换热，弥补劈缝分隔肋冷却设计的空白，提高尾缘的综合冷却效果。
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公开(公告)号：CN113107604A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110391294.5
申请日：2021-04-13
Applicant: 西北工业大学 , 中国航发四川燃气涡轮研究院
Abstract: 本发明提出了一种带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构，包括叶片前缘吸力面、叶片前缘压力面；叶片前缘几何驻点出具有沿叶高方向的凹槽结构，凹槽结构宽度方向两侧与叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面通过倒圆面过渡；在凹槽结构内以及凹槽结构宽度方向两侧的叶片前缘吸力面以及叶片前缘压力面上布置有喷淋冷却结构；喷淋冷却结构为沿叶高方向排列的多排气膜孔。本发明将凹槽应用于叶片前缘，一方面带来更加均匀的气膜覆盖效果，并降低前缘外表面的换热强度，延长叶片使用寿命；另一方面凹槽结构需要削除少部分叶片，符合航空发动机各部件的减重要求。采用本发明的带有凹槽喷淋前缘冷却的高压涡轮导叶结构可以实现更佳更为均匀的冷却效率。
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