[实用新型]火焰筒壁板、火焰筒以及燃气轮机燃烧室

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空发动机技术领域，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。

背景技术

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比，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1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：

1．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1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1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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型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。

本实用新型实施例提供的火焰筒，包括本实用新型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。

本实用新型实施例提供的燃气轮机燃烧室，包括本实用新型任一技术方案提供的火焰筒。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：