[發明專利]用于火焰筒的套筒以及火焰筒

在審

• 申請號: 201410219032.0
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN105091030A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 李校培
• 申請（專利權）人: 中航商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F23R3/42
• 分類號: F23R3/42
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張丹

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，尤其涉及一種用于火焰筒的套筒以及火焰筒。

背景技術

燃燒室是燃氣輪中用于組織燃料發生燃燒反應的部件，也是決定發動機壽命和可靠性的關鍵部件之一。火焰筒作為燃燒室中用于安排參加燃燒、摻混和冷卻空氣的組件，其在高溫、劇烈震動和熱沖擊等惡劣條件下工作要承受很大的熱應力、蠕變應力和疲勞應力，所以常常會產生裂紋、變形、掉塊、燒蝕、脫焊和腐蝕等故障，火焰筒是燃燒室故障率最高的組件，因而燃燒室的壽命和可靠性主要取決于火焰筒的壽命和可靠性。

雙層壁(doublewall)冷卻結構是一種可以同時引入兩種或幾種基本的冷卻方式的冷卻結構，其中沖擊-發散冷卻形式是通過與雙層壁結構相結合的一種高效冷卻方式，通過沖擊冷卻(impingementcooling，沖擊冷卻是指通過高速氣流沖擊壁面來降低壁面溫度的方式)、發散冷卻(effusioncooling)來提高冷卻效率。

采用沖擊-發散冷卻的雙層壁火焰筒在燃燒室內的具體實現形式如圖1所示，火焰筒包括承力殼體1和浮動瓦塊2，承力殼體1和浮動瓦塊2形成了外、內兩層結構，其中外層的承力殼體1采用整環結構，內層的浮動瓦塊2通過螺釘與承力殼體1連接。若干塊浮動瓦塊2拼接形成整環結構。

如圖2所示，現有技術中沖擊-多斜孔發散冷卻結構中，外層的承力殼體上分布著垂直于內層壁面的沖擊孔3；內層的浮動瓦塊與熱燃氣接觸，浮動瓦塊上密集分布著多斜孔4。燃燒室工作時，冷卻氣流通過沖擊孔3形成高速氣流沖擊浮動瓦塊后由多斜孔4流出，在浮動瓦塊內側形成冷卻氣膜毯。

出于組織燃燒的需要或者為了調節燃燒室出口溫度分布，通常在火焰筒的筒狀本體(簡稱：筒體)上開設了一定數量的摻混孔(摻混孔英文可以譯為：dilutionhole或mixinghole)5以引入摻混氣流。在火焰筒的雙層壁冷卻結構(簡稱：雙層壁結構)中，為了將摻混氣流和冷卻用氣分開，需要在摻混孔處增加一個如圖2和圖3所示摻混套筒(sleeve)6。

本申請人發現：現有技術至少存在以下技術問題：

由于現有技術中火焰筒的雙層壁結構存在大孔(例如：摻混孔)，大孔引入的摻混氣流會導致浮動瓦塊熱側壁面冷卻氣膜毯被破壞，從而造成大孔下游存在如圖2所示局部高溫區域7，影響了火焰筒雙層壁結構中內層壁(圖2所示為浮動瓦塊)使用壽命。

發明內容

本發明的其中一個目的是提出一種用于火焰筒的套筒以及設置該用于火焰筒的套筒的火焰筒，解決了現有技術存在火焰筒的內層壁使用壽命較低的技術問題。本發明優選技術方案所能產生的諸多技術效果詳見下文闡述。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明實施例提供的用于火焰筒的套筒，包括筒狀本體以及呈片狀或板狀的擋流部，其中：

所述筒狀本體的一個端口形成進流端口，所述筒狀本體的另一個端口形成出流端口；

所述擋流部固定設置在所述出流端口處，且所述擋流部沿所述筒狀本體內流體流出的方向延伸出所述出流端口的部分區域。

在一個優選或可選地實施例中，所述擋流部還連接有導流部，所述導流部沿背離所述筒狀本體內流體的方向延伸出所述筒狀本體的外表面。

在一個優選或可選地實施例中，所述擋流部、所述導流部與所述筒狀本體三者為一體式結構；

或者，所述擋流部與所述導流部兩者為一體式結構，且所述擋流部與所述筒狀本體固定連接；

或者，所述擋流部與所述導流部固定連接，且所述擋流部與所述筒狀本體兩者為一體式結構；

或者，所述擋流部與所述導流部兩者固定連接，且所述擋流部與所述筒狀本體兩者固定連接。

在一個優選或可選地實施例中，所述擋流部背離所述筒狀本體內流體的表面與所述筒狀本體的外表面平滑連接；所述擋流部與所述導流部兩者的連接處設置有倒角或圓角。

在一個優選或可選地實施例中，所述導流部延伸出所述筒狀本體的外表面的方向與所述筒狀本體內流體流出的方向相垂直。

在一個優選或可選地實施例中，所述擋流部以及所述導流部兩者各自的截面中垂直于所述筒狀本體內流體流出的方向的截面的外輪廓和/或內輪廓的形狀為曲線。

在一個優選或可選地實施例中，所述筒狀本體為圓形或橢圓形筒體，所述曲線為弧線，且所述弧線的中點位于所述筒狀本體的中軸線上。

在一個優選或可選地實施例中，所述弧線為半圓弧線。