火焰筒壁板及其冷却孔的加工方法.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(10)申请公布号CNCN103629697103629697A(43)申请公布日2014.03.12(21)申请号201210297968.6(22)申请日2012.08.20(71)申请人中航商用航空发动机有限责任公司地址201109上海市闵行区虹梅南路5696号101室(72)发明人何跃龙陈毓卿张晶范仁钰李校培(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人楼仙英邵桂礼(51)Int.Cl.F23R3/42(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图6页附图6页(54)发明名称火焰筒壁板及其冷却孔的加工方法(57)摘要本发明涉及火焰筒壁板，属于航空发动机技术领域。该火焰筒壁板上具有沿高温燃气气流流线方向均匀分布且贯穿所述火焰筒壁板的多个冷却孔。通过这种设置，能够在火焰筒壁上形成高效均匀的冷却气膜并保证气膜不被高温燃气所撕裂。本发明还涉及一种燃气轮机燃烧室火焰筒壁的冷却孔的加工方法。CN103629697ACN1036297ACN103629697A权利要求书1/2页1.一种火焰筒壁板，其适用于燃气轮机燃烧室，所述火焰筒壁板上具有沿高温燃气气流流线方向均匀分布且贯穿所述火焰筒壁板的多个冷却孔。2.如权利要求1所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冷却孔为斜孔。3.如权利要求2所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述斜孔的掺混角在0～5°之间。4.如权利要求2或3所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述斜孔的入射角在15～45°之间。5.如权利要求4所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述斜孔沿着在火焰筒周向方向每隔4～15mm确定的两条相邻的所述流线方向均匀分布。6.如权利要求5所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述斜孔在所述流线方向上的分布间距为5～20mm。7.如权利要求6所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述斜孔的横截面是圆形的，且孔径在0.1～2mm之间。8.如权利要求1所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冷却孔为冲击孔。9.如权利要求8所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冲击孔的掺混角在0～10°之间。10.如权利要求8或9所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冲击孔的入射角在80～90°之间。11.如权利要求10所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冲击孔沿着在火焰筒周向方向每隔4～20mm确定的两条相邻的所述流线方向均匀分布。12.如权利要求11所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冲击孔在所述流线方向上的分布间距为5～30mm。13.如权利要求12所述的火焰筒壁板，其特征在于，所述冲击孔的横截面是圆形的，且孔径在0.5～4mm之间。14.一种单层壁火焰筒，其适用于燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述火焰筒包括单层如前述权利要求1-13任一项所述的火焰筒壁板。15.一种双层壁火焰筒，其适用于燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述火焰筒包括双层如前述权利要求1-13任一项所述的火焰筒壁板，或包括一层如前述权利要求2-7任一项所述的火焰筒壁板和一层如前述权利要求8-13任一项所述的火焰筒壁板。16.如权利要求15所述的双层壁火焰筒，其特征在于，靠近火焰筒内高温燃气的火焰筒壁板具有斜孔，而另一火焰筒壁板具有冲击孔。17.如权利要求16所述的双层壁火焰筒，其特征在于，两层所述火焰筒壁板之间的间隙为1～10mm。18.一种燃气轮机燃烧室，其特征在于，所述燃烧室内设有根据权利要求14至17任一项所述的单层壁火焰筒或双层壁火焰筒。19.燃气轮机燃烧室火焰筒壁的冷却孔的加工方法，包括如下步骤：1)加工一个火焰筒上无冷却孔的扇形或全环形燃烧室；2)确定大工况下火焰筒壁板热侧壁面附近的大致流场；3)在火焰筒壁板热侧壁面处沿火焰筒周向方向每隔一定距离选取一点，并根据步骤2)中得到的流场确定火焰筒壁面流经这些点的流线；2CN103629697A权利要求书2/2页4)沿着流线方向每隔一定距离选取一点来加工冷却孔。20.根据权利要求19所述的燃气轮机燃烧室火焰筒壁的冷却孔的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中在大工况下火焰筒壁板热侧壁面附近的大致流场是通过PIV示踪方法获得。21.根据权利要求19所述的燃气轮机燃烧室火焰筒壁的冷却孔的加工方法，其特征在于，所述步骤2)中在大工况下火焰筒壁板热侧壁面附近的大致流场是通过三维数值模拟的方法，建立所述无冷却孔的扇形或全环形火焰筒计算模型，并通过数值计算得到。22.燃气轮机燃烧室火焰筒壁的冷却孔的加工方法，包括如下步骤：1)确定大工况下火焰筒壁板热侧壁面附近的大致流场；2)在火焰筒壁板热侧壁面处沿火焰筒周向方向每隔一定距离选取一点，并根据步骤1)中得到的流场确定火焰筒壁面流经这些点的流线；3)沿着流线方向每隔一定距离选取一点确定冷却孔位置；4)