[发明专利]一种新型透平叶片旋流冷却结构

权利要求书

1.一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，包括旋流冷却腔(1)、射流孔(2)、出流槽(3)、球窝结构(4)和气膜孔(5)；其中，

旋流冷却腔(1)的顶部为平面结构，靶面为曲面结构；若干射流孔(2)等间距布置在旋流冷却腔(1)顶面一侧，若干出流槽(3)等间距布置在旋流冷却腔(1)顶面且与射流孔(2)相对的另一侧，且出流槽(3)和射流孔(2)之间呈错排布置；若干球窝结构(4)和气膜孔(5)布置在旋流冷却腔(1)靶面；

工作时，冷却工质从射流孔(2)喷射进入旋流冷却腔(1)，沿射流孔(2)所在靶面一侧流动，在弯曲靶面的作用下形成横向大尺度涡，与靶面进行强烈的热量交换，在流经球窝结构(4)时产生流动分离与再附，增强球窝局部传热，在气膜孔(5)抽吸作用下获得了更高的流体湍动能，消除了局部的传热恶化现象，完成换热后的冷却工质通过与射流孔(2)相邻的出流槽(3)排出。

2.根据权利要求1所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，旋流冷却腔(1)的靶面形状采用圆弧、椭圆弧、抛物线或双曲线。

3.根据权利要求1所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，射流孔(2)形状为矩形、直槽口形、圆形及椭圆形，射流孔(2)布置间距与射流孔宽度之比S/w在2～5范围内，射流孔宽度与厚度之比w/t在1～6范围内。

4.根据权利要求3所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，出流槽(3)布置在相邻射流孔(2)之间区域的另一侧，其形状为矩形、直槽口形、圆形及椭圆形，结构尺寸及布置方式与射流孔(2)相同。

5.根据权利要求1所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，球窝结构(4)布置在相邻射流孔(2)之间的靶面区域，球窝结构(4)的深度与直径比e/D_d在0.1～0.3范围内，其在靶面周向均匀布置，周向布置数量为1～6。

6.根据权利要求1所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，气膜孔(5)布置在相邻射流孔(2)之间的靶面区域，其截面形状为圆形或椭圆形，气膜孔(5)布置角度α在0～180°范围内变化，气膜孔(5)的周向布置数量为1～4。

7.根据权利要求1所述的一种新型透平叶片旋流冷却结构，其特征在于，气膜孔(5)布置在球窝结构(4)表面，或者布置在球窝结构(4)附近的靶面区域。