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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107060894A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710454453.5(22)申请日2017.06.15(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人李国庆(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人李江晖(51)Int.Cl.F01D5/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称树杈型气膜孔结构(57)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。CN107060894ACN107060894A权利要求书1/1页1.一种叶片气膜孔,包括:主气膜孔(1),所述主气膜孔(1)的入口端定位在所述叶片(14)的内壁面(13)上,并且所述主气膜孔(1)的出口端定位在所述叶片(14)的外壁面(12)上;和分气膜孔(2,3,4),所述分气膜孔(2,3,4)的入口端与所述主气膜孔(1)的通路连通,所述分气膜孔(2,3,4)从所述主气膜孔(1)的通路分出,并且所述分气膜孔(2,3,4)的出口端定位在所述叶片(14)的外壁面(12)上。2.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中所述分气膜孔包括前气膜孔(2),所述前气膜孔(2)的入口端与所述主气膜孔(1)的通路连通,所述前气膜孔(2)从所述主气膜孔(1)的通路分出,并且所述前气膜孔(2)的出口端比所述主气膜孔(1)的出口端更靠近所述叶片(14)的前缘(15)。3.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中所述分气膜孔包括侧气膜孔(3,4),所述侧气膜孔(3,4)的入口端与所述主气膜孔(1)的通路连通,所述侧气膜孔(3,4)从所述主气膜孔(1)的通路分出,并且所述侧气膜孔(3,4)的出口端从所述主气膜孔(1)的出口端侧向地偏置。4.根据权利要求3所述的叶片气膜孔,其中所述侧气膜孔(3,4)包括左侧气膜孔(3)和右侧气膜孔(4),所述左侧气膜孔(3)和右侧气膜孔(4)对称地分别设置在所述主气膜孔(1)左右两侧。5.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中所述叶片(14)包括用于航空发动机的涡轮叶片。6.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中所述主气膜孔(1)与多个分气膜孔(2,3,4)组成一个树杈型气膜孔单元(10)。7.根据权利要求6所述的叶片气膜孔,其中在所述叶片(14)中设置有多个树杈型气膜孔单元(10)。8.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中所述主气膜孔(1)和分气膜孔(2,3,4)的横截面都为圆形。9.根据权利要求8所述的叶片气膜孔,其中所述主气膜孔(1)的直径大于分气膜孔(2,3,4)的直径。10.根据权利要求1所述的叶片气膜孔,其中冷却气流从内壁面(13)进入主气膜孔(1)和分气膜孔(2,3,4),然后从外壁面(12)射出,以在所述外壁面(12)上形成气膜冷却。2CN107060894A说明书1/4页树杈型气膜孔结构技术领域[0001]本发明涉及一种适用于航空发动机热端部件的气膜孔结构。该结构是由主气膜孔、前气膜孔、左气膜孔和右气膜孔组成的树杈型气膜孔,能够满足现代高性能航空发动机对热端部件的冷却要求。背景技术[0002]对于现代高性能航空发动机来说,为了追求更高的推重比和热效率,需要不断提升涡轮进口温度。气膜冷却技术作为一种行之有效的热防护措施变得尤为重要。[0003]气膜冷却是由壁面上的气膜孔喷出冷却气来阻隔主燃气流对壁面的加热,主要有两个作用:一是通过冷却气带走一部分热量;二是通过冷却气将壁面与高温燃气隔绝开来,以保护壁面。影响气膜冷却效果的因素主要包括几何参数和流动参数。[0004]在气膜孔形状方面,研究人员对复合角气膜孔、异形孔等进行了大量研究,研究结果表明,与传统的圆柱形气膜孔相比,改善气膜孔形状可以有效的提升气膜冷却效果。这主要是因为:圆柱形气膜孔在射流与主流掺混过程中会形成反转肾形涡对,迫使低温冷却射流脱离壁面,高温主燃气流重新贴附壁面,气膜覆盖面积减少,气膜冷却效果降低。[0005]改善气膜孔形状,在一定程度上可以降低射流与主流的掺混强度,削弱反转肾形涡对的影响,从而达到提高气膜冷却效果的目的。然而,异形孔等气膜孔