CN102818291B - 一种火焰筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种火焰筒，包括火焰筒壁和设置在所述火焰筒壁的内表面上的冷却片，所述冷却片具有导流面，所述导流面能够引导进入火焰筒内部的冷却气流沿着指定的方向流动，所述指定的方向不与该火焰筒的中心轴线平行。根据本发明的技术方案，通过引导火焰筒内部的冷却气流沿着不与该火焰筒的中心轴线平行的方向流动，从而可以使冷却气流的流动方向与火焰筒内的环涡方向基本一致，不仅起到了冷却火焰筒的作用，还使火焰筒内的燃烧更加充分，提高了燃烧效率，也减少了排气污染。

Description

一种火焰筒

技术领域

本发明涉及一种火焰筒。

背景技术

燃气轮机主要由压缩机、燃烧室、涡轮等部份构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压缩机加压成高压气体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成为高温高压气体，然后进入涡轮段推动涡轮，将热能转换成机械能输出，最后的废气由排气管排出。

燃烧室通常包含扩压段、喷嘴、点火器、火焰筒和外壳等组成部分。其中，火焰筒是控制燃烧、掺混、冷却的金属薄壁筒体，它可以防止高温燃烧产物对发动机机匣和轴的影响。火焰筒的工作温度很高，因此需要对其进行冷却。

现有的火焰筒冷却方式包括气膜冷却、发散冷却、冲击/气膜冷却等。图1为一种采用气膜冷却方式的火焰筒的结构示意图，其中，A为燃烧室二股通道气流的方向，火焰筒壁200的内壁上设置了多个冷却片100，燃烧室二股通道气流经B向进入火焰筒内部，随后在冷却片100的引导下，沿着C向流动。如图1所示，火焰筒内的冷却气流方向C与燃烧室二股通道气流A的方向基本平行，冷却气流只是起到冷却火焰筒的作用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种火焰筒，其不但能使得冷却气流具有冷却火焰筒的作用，还可以使火焰筒内的燃烧更加充分，提高燃烧效率，减少排气污染。

为了实现上述目的，本发明提供了一种火焰筒，包括火焰筒壁和设置在所述火焰筒壁的内表面上的冷却片，所述冷却片具有导流面，所述导流面能够引导进入火焰筒内部的冷却气流沿着指定的方向流动，所述指定的方向不与该火焰筒的中心轴线平行。

进一步地，所述指定的方向与该火焰筒的中心轴线异面垂直。

进一步地，所述指定的方向与该火焰筒的中心轴线之间构成小于90度的异面夹角。

进一步地，所述冷却片的导流面和所述火焰筒壁的内表面之间形成引导气流流动的槽缝。

进一步地，所述冷却片为片状或板状结构。

进一步地，所述冷却片为四边形的形状。

进一步地，所述冷却片焊接在所述火焰筒壁的内表面上。

进一步地，所述冷却片通过可拆卸的固定装置连接在所述火焰筒壁的内表面上。

进一步地，所述冷却片通过螺栓螺母装置连接在所述火焰筒壁的内表面上。

进一步地，所述冷却片与所述火焰筒壁一体形成。

根据本发明的技术方案，通过引导火焰筒内部的冷却气流沿着不与该火焰筒的中心轴线平行的方向流动，从而可以使冷却气流的流动方向与火焰筒内的环涡方向基本一致，不仅起到了冷却火焰筒的作用，还使火焰筒内的燃烧更加充分，提高了燃烧效率，也减少了排气污染。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中采用气膜冷却方式的火焰筒的结构示意图；以及

图2是根据本发明实施例的火焰筒的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是现有技术中采用气膜冷却方式的火焰筒的结构示意图。如图1所示，A为燃烧室二股通道气流的方向，该气流的流动方向稳定，总是沿着A向流动。火焰筒壁200的内壁上设置了多个冷却片100。在火焰筒壁200上，选择与每个冷却片100相对应的位置，设置有多个小孔，所述小孔使得燃烧室二股通道气流经B向进入火焰筒内部，随后在冷却片100的引导下，沿着C向流动。这样，在现有技术的该冷却结构中，冷却气流C的方向与燃烧室二股通道气流A的方向基本平行。因此，根据这样的结构，冷却气流仅起到冷却火焰筒的作用。

为了更好地利用冷却气流，使其不只是具有冷却火焰筒的作用，本发明提供了一种新的火焰筒，其具有更好的冷却结构。

图2是根据本发明实施例的火焰筒的结构示意图，其中，仅示出了火焰筒的一部分火焰筒壁2。实际上，所述火焰筒壁2的整体围绕成一个圆筒状结构，图2是从所述圆筒状结构的上部往下看到的一部分结构。并且，在图2中，气流的来流方向总是垂直于纸面向外或向内延伸。因此，气流的来流方向实际上与该火焰筒的中心轴线一致，也就是说，气流的来流方向平行于所述火焰筒的中心轴线，或者与图2中火焰筒壁2沿纸面向外或向内的延伸方向一致。

如图2所示，冷却片1设置在火焰筒壁2的内表面上。其中，冷却片1的一部分与火焰筒壁2的内表面相连接，其余部分构成了冷却片1的导流面，用于引导进入火焰筒内部的冷却气流沿着指定的方向流动。优选地，所述导流面与火焰筒壁2的内表面之间间隔一定的距离，构成引导气流通过的槽缝。冷却片1是板状或片状的结构，因此，冷却片1的导流面也是板状或片状。冷却片1优选为呈四边形的形状。

所述冷却片1的设置方式，使得气流的来流经过火焰筒壁2上的小孔H，沿着F方向进入火焰筒内部之后，由于冷却片1的导流面的引导，变成了沿G方向流动的冷却气流。也就是说，G方向可以与该火焰筒的中心轴线（气流的来流方向）异面垂直，也可以与该火焰筒的中心轴线之间构成小于90度的异面夹角，但是不与该火焰筒的中心轴线平行（即，不与气流的来流方向平行）。

这样，气流的来流进入火焰筒内部之后，经过冷却片1的导流面的引导，大致都会沿着G向流动，而不与来流方向平行。由于该G向与火焰筒内的环涡方向R基本一致，冷却气流不仅起到了冷却火焰筒的作用，还会随着火焰筒内的环涡一起流动，起到了增强燃烧回流区的功能，使火焰筒内的燃油燃烧更加充分，提高了燃烧效率，也减少了排气污染。

冷却片1可以通过各种各样的方式设置。例如，可以将冷却片1焊接在火焰筒壁2的内表面上，这样便于加工。也可以使冷却片1通过螺栓螺母等可拆卸的固定装置与火焰筒壁2的内表面连接，这样可以灵活地进行安装和拆卸。还可以采用机械加工或铸造的方式使冷却片1与火焰筒壁2一体形成，这样使得冷却片1与火焰筒壁2之间的连接牢固可靠，且不会对火焰筒壁2造成焊接变形，提高了火焰筒壁2的强度，也延长了火焰筒的工作寿命，这是非常有利的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火焰筒，包括火焰筒壁(2)和设置在所述火焰筒壁(2)的内表面上的冷却片(1)，其特征在于，所述冷却片(1)具有导流面，所述导流面能够引导进入火焰筒内部的冷却气流沿着指定的方向流动，所述指定的方向与该火焰筒的中心轴线异面垂直，或者所述指定的方向与该火焰筒的中心轴线之间构成小于90度的异面夹角。

2.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)的导流面和所述火焰筒壁(2)的内表面之间形成引导气流流动的槽缝。

3.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)为片状或板状结构。

4.根据权利要求3所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)为四边形的形状。

5.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)焊接在所述火焰筒壁(2)的内表面上。

6.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)通过可拆卸的固定装置连接在所述火焰筒壁(2)的内表面上。

7.根据权利要求6所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)通过螺栓螺母装置连接在所述火焰筒壁(2)的内表面上。

8.根据权利要求1所述的火焰筒，其特征在于，所述冷却片(1)与所述火焰筒壁(2)一体形成。