火焰筒壁板、火焰筒以及燃气轮机燃烧室制造技术

本实用新型专利技术公开了一种火焰筒壁板、火焰筒以及燃气轮机燃烧室，涉及航空发动机技术领域。解决了现有技术存在冷却气体的利用效率比较低的技术问题。该火焰筒壁板包括壁板本体，壁板本体包括前端以及后端，壁板本体上设置有两个以上个通孔，且壁板本体上接近前端的区域上的通孔的内径尺寸大于接近后端的区域上的通孔的内径尺寸。该火焰筒包括本实用新型专利技术提供的火焰筒壁板，壁板本体的前端为火焰筒的高温燃气入口端，壁板本体的后端为火焰筒的高温燃气出口端。该燃气轮机燃烧室包括本实用新型专利技术提供的火焰筒。本实用新型专利技术提高了火焰筒壁板对冷却气体的利用效率，延长了火焰筒的使用寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

火焰筒壁板、火焰筒以及燃气轮机燃烧室
本技术涉及航空发动机
，具体涉及一种火焰筒壁板、一种设置该火焰筒壁板的火焰筒以及一种设置该火焰筒的燃气轮机燃烧室。
技术介绍
在航空燃气涡轮发动机的发展过程中，为提高发动机的热效率和推重比或功重 t匕，压气机的增压比和涡轮进口温度不断被提高。随着推重比为10的航空燃气涡轮发动机的出现，压气机增压比已达到了 30以上， 燃烧室进口温度达到了 800K以上，涡轮进口温度接近了 2000K，航空燃气涡轮发动机之所以能在这样严酷的环境下安全、稳定地工作，一方面 是由于它的热端部件采用了新型的耐高温材料和防热涂层；另一方面则得益于高效强化冷却技术的应用。多斜孔气膜冷却技术在现代航空涡轮发动机热端部件的冷却结构中具有十分重要的作用。直到今天，进一步提高多斜孔气膜冷却的性能仍然是一个富于挑战和创新的研究课题，燃烧室壁面冷却技术的核心问题在于如何利用较少的冷却气体保证燃烧室壁面温度不超过材料的长期许用要求。现有的多斜孔气膜冷却结构，其冷却方式是在如图I所示火焰筒4的壁面上加工出大量的与壁面有一夹角的如图2和图3所示的多斜孔40，这样，在火焰筒4热侧壁面形成一层保护性气膜，从而对火焰筒4的壁面起到冷却作用。图2中B方向表示火焰筒的轴向方向。现有的火焰筒4上多斜孔40的孔径和孔间距保持不变。现有技术至少存在以下技术问题I.现有的如图2和图3所示的多斜孔气膜冷却结构工作过程中会使如图I所示的火焰筒4在高温燃气3温度较高的地方的壁温很高，而在高温燃气3温度较低的下游壁温很低，造成冷却气体2浪费严重，导致冷却气体2的利用效率较低。2.现有的如图2和图3所示的多斜孔气膜冷却结构导致如图I所示的火焰筒4 轴向温度梯度大，从而会产生较高的热应力，过大的热应力会引起壁面的褶皱和变形，从而会影响火焰筒4的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种火焰筒壁板、一种设置该火焰筒壁板的火焰筒以及一种设置该火焰筒的燃气轮机燃烧室，解决了现有技术存在冷却气体的利用效率比较低的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案本技术实施例提供的火焰筒壁板，包括壁板本体，所述壁板本体包括前端以及后端，其中所述壁板本体上设置有两个以上个通孔，且所述壁板本体上接近所述前端的区域上的通孔的内径尺寸大于接近所述后端的区域上的通孔的内径尺寸。在一个实施例中，所述壁板本体为筒状，所述前端以及所述后端分别为所述壁板本体轴向方向上的两端。在一个实施例中，沿所述壁板本体轴向方向上至少分布有三排所述通孔，其中三排所述通孔包括位置接近所述前端的前排孔、位置接近所述后端的后排孔以及位置介于所述前排孔与所述后排孔之间的位于中间排的中排孔；所述前排孔的内径尺寸大于所述中排孔的内径尺寸；所述中排孔的内径尺寸大于所述后排孔的内径尺寸。在一个实施例中，所述前排孔与所述中排孔之间的间距不大于所述中排孔与所述后排孔之间的间距。在一个实施例中，所述前排孔的数目与所述后排孔的数目相同。在一个实施例中，所述前排孔的数目与所述后排孔的数目至少其中之一大于或小于所述中排孔的数目。在一个实施例中，位于同一排的所述通孔在所述壁板本体的周向方向上均匀排列。在一个实施例中，所述通孔为斜孔，且所述通孔的端口为椭圆形。在一个实施例中，所述通孔为切削加工而成。本技术实施例提供的火焰筒，包括本技术任一技术方案提供的火焰筒壁板，所述壁板本体的前端为所述火焰筒的高温燃气入口端，所述壁板本体的后端为所述火焰筒的高温燃气出口端。本技术实施例提供的燃气轮机燃烧室，包括本技术任一技术方案提供的火焰筒。基于上述技术方案，本技术实施例至少可以产生如下技术效果由于本技术提供的火焰筒壁板中，壁板本体上接近前端的区域上的通孔的内径尺寸大于壁板本体上接近后端的区域上的通孔的内径尺寸，而火焰筒的高温燃气入口端的温度高于火焰筒的高温燃气出口端的温度，所以将壁板本体的前端作为火焰筒的高温燃气入口端,壁板本体的后端作为火焰筒的高温燃气出口端时,从壁板本体上接近前端的区域上的通孔进入的冷却气体的流量会大于从壁板本体上接近后端的区域上的通孔进入的冷却气体的流量，进而会使与火焰筒温度较高的区域进行热交换的冷却气体的量大于与火焰筒温度较低的区域进行热交换的冷却气体的量，由此可以使冷却气体更充分吸收火焰筒上的热量，避免了冷却气体的浪费，所以解决了现有技术存在冷却气体的利用效率比较低的技术问题。同时，由于火焰筒壁板本体上的通孔进入火焰筒内对火焰筒壁板本体进行冷却的冷却气体的量的大小与火焰筒轴向方向上各区域的温度高低是成正比的，所以可以有效的减小火焰筒上的轴向温度梯度，避免了火焰筒上的轴向温度梯度较大导致火焰筒的壁板本体产生较高的热应力而引起壁面的褶皱和变形的现象发生，进而也提高了火焰筒的使用寿命O附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中图I为现有技术提供的燃气轮机燃烧室的结构的示意图；图2为现有技术提供的火焰筒壁板的结构的示意图；图3为图2沿A —A线的剖视示意图；图4为本技术实施例提供的火焰筒壁板的结构的示意图；图5为图4沿C — C线的剖视示意图；图中标记1、壁板本体；11、壁板本体的前端；12、壁板本体的后端；13、通孔；2、冷却气体；3、高温燃气；4、火焰筒；40、多斜孔。具体实施方式下面通过附图图4 图5以及列举本技术的一些可选实施例的方式，对本技术的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本技术的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一， 所以本领域技术人员应该知晓本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本技术的保护范围，本技术的保护范围应 该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。本技术实施例提供了一种冷却气体的利用率比较高且使用寿命比较长的火焰筒壁板、一种设置该火焰筒壁板的火焰筒以及一种设置该火焰筒的燃气轮机燃烧室。下面结合图4 图5对本技术提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本技术提供的任一技术手段进行替换或将本技术提供的两个或更多个技术手段互相进行组合而得到的技术方案均应该在本技术的保护范围之内。如图4 图5所示，本技术实施例所提供的火焰筒壁板，包括壁板本体I，壁板本体I包括如端11以及后端12,其中壁板本体I上设置有两个以上个通孔13，且壁板本体I上接近前端11的区域上的通孔13的内径尺寸大于接近后端12的区域上的通孔13的内径尺寸。从不同内径尺寸的通孔13流动经过的冷却气体2的流量存在区别，由此可以根据需要的冷却气体2的量来设计通孔13的内径尺寸。本实施例中壁板本体I为筒状，图4所示的D方向为筒状壁板本体I的轴向方向。 壁板本体I的前端11以及后端12分别为壁板本体I轴向方向上的两端。筒状结构的壁板本体I不仅便于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火焰筒壁板，其特征在于，包括壁板本体，所述壁板本体包括前端以及后端，其中：所述壁板本体上设置有两个以上个通孔，且所述壁板本体上接近所述前端的区域上的通孔的内径尺寸大于接近所述后端的区域上的通孔的内径尺寸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李校培，何跃龙，范仁钰，陈毓卿，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：