一种采用间隙旋流冷却的火焰筒.pdf

(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CN112050255A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010988330.1(22)申请日2020.09.18(71)申请人中国航发四川燃气涡轮研究院地址610500四川省成都市新军路六号(72)发明人邢力陈振辉李逸飞郑明新杨会评梁勇李银怀(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718代理人张卓(51)Int.Cl.F23R3/56(2006.01)F23R3/42(2006.01)F23R3/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种采用间隙旋流冷却的火焰筒(57)摘要本发明属于航空发动机领域，涉及一种采用间隙旋流冷却的火焰筒，所述火焰筒的主体为杯状或圆柱状，包括：多个螺旋片体，各所述螺旋片体的头部均固定在同一圆环上，尾部均固定在另一个圆环上，用于形成所述火焰筒的主体；多组肋片，各所述肋片均连续分布在所述螺旋片体的外边上，用于加强所述螺旋片体与冷却气之间的换热效率；多组斜片体，各所述斜片体均连续分布在所述螺旋片体的内边上，用于在所述火焰筒的内壁形成冷却气膜；其中，各所述螺旋片体之间设置有安装间隙。本发明能有效降低火焰筒局部高温区的出现，极大的提高火焰筒壁面冷气的冷却效率，从而增加火焰筒的寿命，并且加工简单高效。CN112050255ACN112050255A权利要求书1/1页1.一种采用间隙旋流冷却的火焰筒，所述火焰筒的主体为杯状或圆柱状；其特征在于，包括：多个螺旋片体，各所述螺旋片体的头部均固定在同一圆环上，尾部均固定在另一个圆环上，用于形成所述火焰筒的主体；多组肋片，各所述肋片均连续分布在所述螺旋片体的外边上，用于加强所述螺旋片体与冷却气之间的换热效率；多组斜片体，各所述斜片体均连续分布在所述螺旋片体的内边上，用于在所述火焰筒的内壁形成冷却气膜；其中，各所述螺旋片体之间设置有安装间隙。2.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于：所述螺旋片体的旋转角为所述螺旋片体的数量为45～50。3.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于：所述安装间隙为0.6～1.2mm。4.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于：所述肋片与所述螺旋片体的夹角为长度为所述螺旋片体宽度的0.3～0.7倍。5.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于：所述斜片体包括固定连接的导流片和气膜形成片，所述导流片用于在所述火焰筒的轴向上将冷气导流至气膜形成片；所述气膜形成片用于在所述火焰筒内壁形成冷却气膜。6.根据权利要求5所述的火焰筒，其特征在于：所述导流片所述螺旋片体的夹角为所述气膜形成片平行于所述螺旋片体，与所述螺旋片体的距离为所述肋片的上端部与所述螺旋片体之间最短距离的一半。7.根据权利要求5所述的火焰筒，其特征在于：所述斜片体还包括过渡片，所述过渡片设置在所述导流片与所述气膜形成片之间，形成所述导流片与所述气膜形成片之间的倒角。8.根据权利要求5所述的火焰筒，其特征在于：所述气膜形成片的宽度为所述螺旋体宽度的1/6～1/5。2CN112050255A说明书1/4页一种采用间隙旋流冷却的火焰筒技术领域[0001]本发明属于航空发动机领域，涉及一种采用间隙旋流冷却的火焰筒。背景技术[0002]随着高性能航空燃气涡轮发动机技术的发展，航空发动机总体性能的提升对主燃烧室设计提出了更高要求。主燃烧室是用来将燃气中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许温度，以便进入涡轮做功的装置。火焰筒是燃烧室的主要组成部件，也是发动机最重要的受热部件之一，同时火焰筒是燃烧室中故障最多的部件，也是限制发动机寿命的关键部件。[0003]由于现代火焰筒冷却技术的发展要求，火焰筒的结构变得越来越复杂。火焰筒是开孔薄壁结构，不但筒体的几何尺寸差异大，而且筒壁上还开有很多不同孔径的冷却气膜孔、掺混孔以保证占总气量20％的冷却气量从火焰筒侧壁进入。这样的开孔结构不仅加工复杂，导致火焰筒温度分布上存在着很大的温度梯度，容易出现应力集中现象。[0004]对于未来的高温升燃烧室，其进、出口温度在现有燃烧室的基础上将大幅度攀升，燃烧室温升和热容显著提高，燃烧室稳定工作范围将更宽；而随着燃烧室温升的提高，要求燃油在接近化学恰当比条件下组织燃烧，因此进入燃烧室的大部分空气将用于参加燃烧，使壁面冷却和掺混的空气量显著减少，需要在很少的相对冷却空气量条件下保证火焰筒壁面可靠工作。发明内容[0005]本发明提供一种采用间隙旋流冷却的火焰筒，能有效降低火焰筒局部高温区的出现，极大的提高火焰筒壁面冷气的冷却效率，从而增加火焰筒的寿命，并且加工简单高效。[0006]为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：[0007]一种采用间隙旋流冷却的