[发明专利]一种气冷涡轮的分支气膜孔结构

摘要

本发明公开了一种气冷涡轮的分支气膜孔结构，适用于燃气涡轮发动机热端部件冷却的气膜冷却，包括设置在被冷却壁面上的若干个分支气膜孔单元，所述分支气膜孔单元由一个主孔通路和一个从主孔中部斜侧向伸出的分支孔通路构成。主孔通路和分支孔通路与主流流向呈相反的展向夹角，两支冷气射流在主流卷吸和相互干涉作用下会形成反肾形涡对，该涡系结构有利于扩大冷气的横向覆盖面积，并可有效的防止热气从冷气膜两侧卷入下方，提高冷气膜的附着能力，提高气膜冷却的效果。本发明具有比圆柱形孔更高的气膜冷却效率，在高吹风比条件下优势更加明显。本发明的主要结构均为圆柱形，加工工艺简单，具备较高的工程实用价值。

主权项

1.一种气冷涡轮的分支气膜孔结构，包括设置在被冷却壁面上的若干个分支气膜孔单元，其特征在于，所述分支气膜孔单元包括一主孔通路与一分支孔通路，所述主孔通路和分支孔通路的布置整体呈y形，其中，‑‑所述主孔通路一端为与冷气通道连通的主孔冷气入口，另一端为设置在被冷却壁面上的主孔冷气出口，所述主孔冷气入口位于所述主孔通路与冷气通道的交界处，所述主孔冷气出口位于所述主孔通路与被冷却壁面的交界处；‑‑所述分支孔通路从主孔通路的中部斜侧向引出，所述分支孔通路的一端为分支孔冷气入口，另一端为设置在被冷却壁面上的分支孔冷气出口，所述分支孔冷气入口与所述主孔通路的中部连通，所述分支孔冷气出口位于所述分支孔通路与被冷却壁面的交界处；‑‑所述主孔通路在X‑Y平面的轴线投影与流向的夹角为α1，所述分支孔通路在X‑Y平面的轴线投影与流向的夹角为α2，α2与α1偏向相反；所述主孔通路的直径为D1，所述主孔通路在Y‑Z平面的轴线投影与被冷却壁面的夹角为β1，取值范围为25度～45度，所述主孔通路在X‑Y平面的轴线投影与流向的夹角α1，取值范围为20度到45度；所述分支孔通路的直径为D2，所述分支孔通路在Y‑Z平面的轴线投影与被冷却壁面的夹角为β2，取值范围为25度～45度，所述分支孔通路在X‑Y平面的轴线投影与流向的夹角α2，取值范围为20度到45度；在X‑Y平面上，所述分支孔通路的分支点距离所述主孔冷气出口的距离为L，该距离与所述主孔通路的孔径D1之比L/D1取值范围为2.5～15；其中，X，Y，Z三个坐标轴分别代表流向，侧向展开方向，垂直于被冷却壁面方向。