用于飞行器燃气轮机燃烧室的双壁及其制造方法技术

技术编号:38507175 阅读:23 留言:0更新日期:2023-08-19 16:53
一种用于飞行器燃气轮机燃烧室(1)的双壁(2),该双壁(2)包括构造为与燃烧反应接触的内壁(21)和与内壁(21)保持一定距离的外壁(22),外壁包括多个开口(3),以便允许在外壁(22)的外部的冷却气流(F)的流通,以冷却内壁(21),内壁(21)没有穿孔,以防止冷却气流(F)向燃烧室(1)的中心流通。双壁(2)的特点在于,内壁(21)包括向外壁(22)突出的多个构件(4),每个突出构件(4)包括足部(4a)和具有圆形横截面的圆柱形头部(4b),头部(4b)延伸进入具有圆形横截面的开口(3),以便限定突出构件(4)和开口(3)之间的调节的横截面区域,冷却气流(F)可以流动通过调节的横截面区域。通过调节的横截面区域。通过调节的横截面区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞行器燃气轮机燃烧室的双壁及其制造方法


[0001]本专利技术涉及尤其用于直升机的飞行器燃气轮机燃烧室领域。

技术介绍

[0002]以已知的方式,参考图1,燃烧室101包括双壁102,即与燃烧反应R接触的内壁121和形成隔热罩的外壁122。为了限制热量从内壁121传播,已知在外壁122中提供端口103,以便允许冷却气流F的循环,该冷却气流F通过冲击来冷却内壁121并因此增加其寿命。为了能够制造双壁2并确保内壁121和外壁122之间的间距,已知提供连接内壁121和外壁122的桥104,如图1所示。在实践中,桥104以组装方式安装,特别是通过焊接到双壁102的壁121、122上。例如在现有技术中,这种桥是从专利申请FR3072448A1中已知的。
[0003]在操作中,在燃烧反应R期间,内壁121的温度高于外壁122的温度,由于热膨胀,这导致内壁121和外壁122之间的相对位移。桥104因此可能断裂,如图2所示,内壁121和外壁122之间的间距变化。此外,冷却气流F很可能在桥104的断裂区转向。结果,内壁121的冷却不是最佳的。内壁121可包括高温区Z,这影响其寿命。
[0004]消除这一缺点的直接解决方案是加强每座桥的连接,但这需要大量的时间和制造成本。因此,本专利技术旨在消除这些缺点中的至少一些缺点。
[0005]在得自专利申请US20130047618A1的现有技术中,已知用于燃气轮机燃烧室的双壁包括凸起状突起。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种用于飞行器燃气轮机燃烧室的双壁,该双壁包括构造成与燃烧反应接触的内壁和与内壁间隔开的外壁,该外壁包括多个端口,以便允许外壁外部的冷却空气流的流通,这冷却内壁。内壁没有穿孔,以防止气流向燃烧室中心流通。
[0007]本专利技术的显著之处在于,内壁包括向外壁突出的多个构件,每个突出构件延伸到端口中,从而在突出构件和端口之间限定调节的流动横截面,用于冷却气流的通过。
[0008]有利地,多个突出构件允许冷却气流和内壁之间的交换表面增加,从而提高燃烧室的使用寿命。此外,突出构件在端口中的定位允许限定可调节的流动横截面,从而允许精确调节冷却空气流动。最后,这种突出构件在使用过程中没有明显的热梯度,这增加了使用寿命。最后,这些突出构件用于在增材制造过程中支撑内壁。
[0009]优选地,由于每个端口具有外围边缘,因此每个突出构件都延伸远离该端口的外围边缘。因此,突出构件和外壁之间没有直接的热传导。此外,考虑到壁温度不同,这允许在运行期间出现差异膨胀。
[0010]优选地,每个突出构件远离外壁,即不接触,以避免任何热传导。突出构件相对于外壁有利地是自由的。
[0011]有利的是,冷却气流围绕每个突出构件外围地流通,从而改善了冷却。优选地,调节的流动横截面是圆周的、优选环形。
[0012]根据本专利技术的一个方面,每个突出构件具有朝向内壁的喇叭形横截面。因此,突出构件具有坚固的底座,从而延长了使用寿命。
[0013]优选地,外壁包括外表面,每个突出构件具有端面,该端面延伸为外壁的外表面的延伸部。这是有利的,因为它通过避免形成可能导致湍流形成的溢流模式来改善冷却气流的流通。这种特性在增材制造过程中是有利的,稍后将介绍。
[0014]根据本专利技术的一个优选方面,该双壁是增材制造的。这种制造方法可确保突出构件在端口中的精确定位。
[0015]本专利技术还涉及如前所述制造双壁的方法,其中内壁和外壁是增材制造的。
[0016]优选地,内壁和外壁通过增量添加金属粉末来固定到临时支撑件上,然后通过在壁和临时支撑件之间的界面处进行切割以从临时支撑件分离。优选地,在分离之前,对组装件进行脱粉,然后进行热处理。
[0017]本专利技术还涉及一种包括如前所述双壁的飞行器燃气轮机燃烧室,其中内壁配置成与燃烧反应接触。
[0018]本专利技术还涉及燃气轮机,特别是用于飞行器的燃气轮机,包括如前所述的燃烧室。
[0019]本专利技术还涉及使用前述燃烧室的方法,包括:
[0020]·
燃烧室中的燃烧步骤,其提高了内壁的温度,并且
[0021]·
通过外壁的每个调节的流动横截面使来自外部的冷却气流流通的步骤,该横截面在突出构件和突出构件延伸进入的端口之间限定,以便冷却内壁。
[0022]优选地,当每个突出构件热膨胀时,每个处于膨胀状态的突出构件远离其延伸进入的端口的外围边缘延伸。
附图说明
[0023]在阅读以下描述(作为示例给出)和通过参考下图(作为非限制性示例给出)时,将更好地理解本专利技术,其中对相似对象给出相同的标记。
[0024]图1是根据现有技术中带有桥的燃烧室的双壁的示意图。
[0025]图2是桥联接断开时图1的双壁示意图。
[0026]图3是直升机燃气轮机的燃烧室的示意图。
[0027]图4是燃烧室的双壁的截面示意图。
[0028]图5是图4的双壁的外侧的示意图。
[0029]图6是突出构件在双壁的外壁的端口中定位的示意性横截面图。
[0030]图7是增材制造双壁的截面示意图,以及
[0031]图8是使用燃烧室时冷却气流通过双壁循环的横截面的示意图。
[0032]应当指出的是,为了实施本专利技术,附图详细阐述了本专利技术,如果需要,所述附图当然可用于更好地定义本专利技术。
具体实施方式
[0033]本专利技术将针对飞行器燃气轮机燃烧室进行阐述。参考图3,示出直升机燃气轮机的燃烧室1。不言而喻,本专利技术也适用于其他类型的飞行器燃气轮机。
[0034]就燃烧室而言,它有利地意味着进行其中进行燃烧反应并且应当控制其温度的任
何壳体。
[0035]如示意性的图3所示,燃烧室1包括双壁2,该双壁2包括构造成与燃烧反应R接触的内壁21和外壁22,外壁22与内壁21隔开以便形成隔热罩。优选地,壁21、22是金属的。双壁2在图4至6中有更详细的表示。
[0036]如图4和5所示,外壁22包括多个端口3,以便允许冷却气流F的循环,该冷却气流F通过在两壁21、22之间形成的间隔空间中流通来冷却内壁21。端口3分布在外壁22上,以便允许均匀冷却。参考图5,端口4按行和列排列。优选地,端口3具有圆形横截面并且半径为r3(图6),但不言而喻地说,它们可能具有不同的横截面。每个端口3包括外围边缘30,在该示例中该边缘是圆形的。根据本专利技术的一个方面,在面向内壁21的最热的区域中,端口3的数量较高。
[0037]内壁21是不透气的,即没有穿孔,以禁止冷却气流F流向燃烧室1的中心的任何流通(这将影响燃烧性能)。这样的内壁21能够提高燃烧室的燃烧效率。
[0038]根据本专利技术,内壁21包括朝向外壁22的多个突出构件4,每个突出构件4延伸到端口3中,从而限定用于冷却气流F经过的调节流动横截面。在此示例中,每个端口3都与突出构件4相关联。不言而喻,某些端口3可能没有突出构件4。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于飞行器燃气轮机的燃烧室(1)的双壁(2),所述双壁(2)包括配置为与燃烧反应接触的内壁(21)和与内壁(21)隔开的外壁(22),所述外壁(22)包括多个端口(3)以便允许在外壁(22)的外部的冷却气流(F)的流通,以冷却内壁(21),内壁(21)没有穿孔,以阻止冷却气流(F)向燃烧室(1)中心的任何流通,其中所述双壁(2)的特征在于,所述内壁(21)包括朝向外壁(22)的多个突出构件(4),每个突出构件(4)包括足部(4a)和圆形截面的圆柱形的头部(4b),所述头部(4b)延伸进入圆形截面的端口(3),以便在突出构件(4)和端口(3)之间限定用于冷却气流(F)通行的调节的流动横截面。2.根据权利要求1所述的双壁(2),其中,每个端口(3)具有外围边缘(30),每个突出构件(4)远离所述端口(3)的所述外围边缘(30)延伸。3.根据权利要求1至2中任一项所述的双壁(2),其中,每个突出构件(4)远离外壁(22)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的双壁(2),其中,所述调节的流动横截面为外围的、优选环形的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的双壁(2),其中,足部(4b)具有朝向内壁(21)的喇叭形...

【专利技术属性】
技术研发人员:T
申请(专利权)人:赛峰直升机发动机公司
类型:发明
国别省市:

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