一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒。
【背景技術(shù)】
[0002]熱力發(fā)動機(jī)可能取得的熱力效率，取決于其工作流體的最高溫度，對于燃?xì)廨啓C(jī)，則取決于從燃燒室排出的熱燃?xì)?。熱燃?xì)獾淖罡呷菰S溫度，受到與這種熱燃?xì)饨佑|的金屬部件的工作溫度極限的限制，并取決于把這些部件冷卻到熱燃?xì)鉁囟纫韵碌哪芰?。先進(jìn)重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的冷卻任務(wù)是有困難的，因為現(xiàn)今已知的冷卻方法，若不是能力不足，便是伴隨有無法負(fù)擔(dān)的代價。
[0003]在一種傳統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中，火焰筒上開設(shè)膜冷卻孔，可以在火焰筒內(nèi)表面形成一層冷卻空氣膜，一定程度上隔絕熱燃?xì)馀c火焰筒金屬。但這種冷卻方式需要較高的冷卻空氣量，對于壓氣機(jī)提供的有限的壓縮空氣來說是一種浪費。
[0004]已經(jīng)有另一種用于對火焰筒的冷卻技術(shù)，火焰筒的外表面增加一個套管，在離開火焰筒外表面一個短距離處放置，沖擊套管末端有一個孔眼的陣列，壓氣機(jī)排出的空氣從里面通過，產(chǎn)生一個噴氣陣列，對火焰筒外表面沖撞并冷卻。這種方法需要在沖擊套筒和火焰筒外表面之間存在足夠的壓力差，意味著壓氣機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣會在流過火焰筒外表面之后出現(xiàn)一定的壓力損失。如果壓力降太高，那么燃?xì)廨啓C(jī)的熱力效率下降。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，該技術(shù)方案能夠通過增加火焰筒外表面的換熱面積，降低火焰筒溫度，延長火焰筒的壽命。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，所述火焰筒包括火焰筒入口、火焰筒中段和火焰筒出口 ；其特征在于:所述火焰筒中段上具有多個冷卻構(gòu)件，每個所述的冷卻構(gòu)件包括連接段和散熱件，連接段的一端固定在火焰筒中段的外表面上，連接段的另一端與散熱件連接。
[0007]優(yōu)選地，所述的冷卻構(gòu)件陣列分布，相鄰的兩列冷卻構(gòu)件錯列分布。
[0008]優(yōu)選地，所述連接段的軸線與所在區(qū)域的火焰筒中段的外表面的法線所成的夾角大于等于O度小于等于5度。
[0009]優(yōu)選地，所述散熱件的形狀為碗狀、螺旋狀或分支狀。
[0010]本實用新型提供的具有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，具有以下優(yōu)點及有益效果:①冷卻結(jié)構(gòu)可增加火焰筒外表面的換熱面積，顯著降低火焰筒中段的金屬溫度，有助于延長火焰筒的使用；②冷卻結(jié)構(gòu)不破壞火焰筒中段的完整性，不影響熱障涂層的可靠性，有利于提高熱障涂層的隔熱效果；③冷卻結(jié)構(gòu)帶來的壓力損失低，有利于提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)三維示意圖。
[0012]圖2為圖1的剖視圖。
[0013]圖3a、圖3b和圖3c為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的冷卻結(jié)構(gòu)的幾個不同實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-火焰筒；2-火焰筒入口 ；3_火焰筒中段；4-火焰筒出口 ；5_冷卻構(gòu)件；6 -連接段；7 -散熱件；8 -火焰筒定位塊；9 -密封環(huán)。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實例用于說明本實用新型，但不用于限制本實用新型的范圍。
[0016]如圖1和圖2所示，所述火焰筒I包括火焰筒入口 2、火焰筒中段、火焰筒出口 4、火焰筒定位塊8和密封環(huán)9，火焰筒I通過火焰筒定位塊8固定到燃燒室上，火焰筒出口 4插入位于下游的過渡段中，通過密封環(huán)9起到密封作用。工作過程中，燃料和空氣通過火焰筒入口 2進(jìn)入火焰筒1，可燃?xì)怏w在火焰筒中段3內(nèi)組織燃燒，產(chǎn)生高溫燃?xì)猓⑼ㄟ^火焰筒出口 4進(jìn)入過渡段?；鹧嫱仓卸?上具有多個冷卻構(gòu)件5，每個所述的冷卻構(gòu)件5包括連接段6和散熱件7，冷卻構(gòu)件5通過連接段6的一端固定在火焰筒中段3的外表面上，散熱件7固定在連接段6的另一端。冷卻構(gòu)件5陣列分布，相鄰的兩列冷卻構(gòu)件5錯列分布。連接段6的軸線大致垂直于其所在區(qū)域的火焰筒中段3的外表面，連接段6的軸線與所在區(qū)域的火焰筒中段3的外表面的法線所成的夾角大于等于O度且小于等于5度，以避免降低火焰筒表面空氣流動速度。
[0017]圖3a、圖3b和圖3c分別為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒的冷卻結(jié)構(gòu)的幾個不同實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a所示的散熱件7為碗狀，圖3b所示的散熱件7為螺旋狀，圖3c所示的散熱件7為分支狀。散熱件7通過合理的設(shè)計增加表面積，以提高換熱效率。同時散熱件7具有較小的流阻，以減小壓力損失。以上幾種冷卻構(gòu)件5通過焊接、3D打印或其它方式固定到火焰筒外表面上，相對于發(fā)散冷卻，一個突出的優(yōu)點是不需要在火焰筒中段3上開細(xì)長孔，既可以降低加工難度，有可以避免開孔與熱障涂層相互之間產(chǎn)生不利影響；相對于沖擊冷卻，具有較低的壓力損失，可以有效提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。
【主權(quán)項】
1.一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，所述火焰筒(I)包括火焰筒入口(2)、火焰筒中段(3)和火焰筒出口(4);其特征在于:所述火焰筒中段(3)上具有多個冷卻構(gòu)件(5)，每個所述的冷卻構(gòu)件(5)包括連接段(6)和散熱件(7)，連接段(6)的一端固定在火焰筒中段(3)的外表面上，連接段(6)的另一端與散熱件(7)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，其特征在于，所述的冷卻構(gòu)件(5)陣列分布，相鄰的兩列冷卻構(gòu)件(5)錯列分布。3.如權(quán)利要求1所述的一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，其特征在于，所述連接段(6)的軸線與所在區(qū)域的火焰筒中段(3)的外表面的法線所成的夾角大于等于O度且小于等于5度。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，其特征在于，所述散熱件(7)的形狀為碗狀、螺旋狀或分支狀。
【專利摘要】一種帶有冷卻結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室火焰筒，屬于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域。所述火焰筒包括火焰筒入口、火焰筒中段和火焰筒出口；在火焰筒中段上具有多個冷卻構(gòu)件，每個冷卻構(gòu)件包括連接段和散熱件，多個冷卻構(gòu)件呈陣列分布，相鄰的兩列冷卻構(gòu)件錯列分布。散熱件的形狀為碗狀、螺旋狀、分支狀或其它既能增大表面積又具有較小流阻的形狀。連接段的軸線大致垂直于其所在區(qū)域的火焰筒中段的外表面。本實用新型能夠通過增加火焰筒外表面的換熱面積，降低火焰筒溫度，延長火焰筒的壽命；同時冷卻結(jié)構(gòu)不破壞火焰筒中段的完整性，不影響熱障涂層的可靠性，有利于提高熱障涂層的隔熱效果；冷卻結(jié)構(gòu)帶來的壓力損失低，有利于提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率。
【IPC分類】F23R3/42
【公開號】CN204648317
【申請?zhí)枴緾N201420845979
【發(fā)明人】劉小龍, 孫曉, 呂煊
【申請人】北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年12月25日