CN109654538A - 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管 - Google Patents

一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管 Download PDF

Info

Publication number
CN109654538A
CN109654538A CN201811496388.3A CN201811496388A CN109654538A CN 109654538 A CN109654538 A CN 109654538A CN 201811496388 A CN201811496388 A CN 201811496388A CN 109654538 A CN109654538 A CN 109654538A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall
flat segments
expansion segment
converging portion
conducive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811496388.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109654538B (zh
Inventor
贾春燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Shenyang Engine Research Institute
Original Assignee
AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Shenyang Engine Research Institute filed Critical AECC Shenyang Engine Research Institute
Priority to CN201811496388.3A priority Critical patent/CN109654538B/zh
Publication of CN109654538A publication Critical patent/CN109654538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109654538B publication Critical patent/CN109654538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls
    • F23M5/085—Cooling thereof; Tube walls using air or other gas as the cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本申请属于冷却设计领域，特别涉及一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管。包括：依次连接的收敛段、扩张段以及平直段，其中，所述收敛段的壁面上开设有冷却孔；所述扩张段包括扩张段内壁以及扩张段外壁，所述扩张段外壁上开设有第一冲击孔；所述平直段包括平直段内壁以及平直段外壁，所述平直段外壁上开设有第二冲击孔；所述扩张段与所述平直段的内外壁之间形成相互连通的冲击冷却通道。本申请通过收敛段的单层壁设计以及收敛段上的冷却孔设计，对收敛段进行直接的气膜冷却，强化冷却效果，大大降低收敛段壁温，通过扩张段与平直段的双层壁设计并开设冲击孔形成冲击冷却通道，实现对扩张段与平直段的冷却。结构简单，冷却效率高。

Description

一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管
技术领域
本申请属于冷却设计领域，特别涉及一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管。
背景技术
众所周知，涡轮的进口温度将会影响燃气涡轮发动机的效率，因此随着燃气涡轮发动机功率、效率要求的不断提高，涡轮进口温度要求也逐渐升高，导致燃烧室热负荷增加，热负荷增加导致火焰筒壁温过高，因此对冷却设计提出更严格的要求。
现有技术中，低排放燃烧室通过双层文丘里管组件稳定火焰，但在实际工作过程中，由于收敛段缺乏必要的冷却措施，导致收敛段壁温过高。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管，包括：依次连接的收敛段、扩张段以及平直段，其中，
所述收敛段的壁面上开设有冷却孔；
所述扩张段包括扩张段内壁以及扩张段外壁，所述扩张段外壁上开设有第一冲击孔；
所述平直段包括平直段内壁以及平直段外壁，所述平直段外壁上开设有第二冲击孔；
所述扩张段与所述平直段的内外壁之间形成相互连通的冲击冷却通道。
可选地，所述扩张段内壁与所述收敛段的连接处设置有弧形的尖角段，所述尖角段能够提高火焰的稳定性。
可选地，所述平直段内壁的外侧沿周向设置有扰流肋。
可选地，所述扰流肋等间距布置四个。
可选地，所述收敛段与文丘里管的轴线成45度。
可选地，所述冷却孔沿所述收敛段的周向均匀布置三排。
可选地，所述冷却孔的孔轴与所述收敛段的壁面成30度。
可选地，所述冷却孔的孔径为1mm。
可选地，所述第一冲击孔的孔轴与所述扩张段外壁相互垂直，所述第二冲击孔的轴孔与所述平直段外壁相互垂直。
可选地，所述第一冲击孔与所述第二冲击孔的孔径均为2mm。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，通过收敛段的单层壁设计以及收敛段上的冷却孔设计，对收敛段进行直接的气膜冷却，强化冷却效果，大大降低收敛段壁温，通过扩张段与平直段的双层壁设计并开设冲击孔形成冲击冷却通道，实现对扩张段与平直段的冷却。结构简单，冷却效率高。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的利于降低火焰筒壁温的文丘里管示意图；
图2是本申请另一个实施方式的利于降低火焰筒壁温的文丘里管示意图。
其中：
11-文丘里管；12-收敛段；13-扩张段；14-平直段；15-燃烧区；16-冷却孔；17-扩张段内壁；18-扩张段外壁；19-第一冲击孔；20-平直段内壁；21-平直段外壁；22-冲击冷却通道；23-第二冲击孔；24-扰流肋；25-尖角段。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管，该文丘里管11包括：依次连接的收敛段12、扩张段13以及平直段14。
具体的，如图1所示，文丘里管11包括收敛段12、扩张段13与平直段14，内部限定燃烧区15，收敛段12的壁面上开设有冷却孔16，扩张段13包括扩张段内壁17以及扩张段外壁18，扩张段外壁18上开设有第一冲击孔19，平直段14包括平直段内壁20以及平直段外壁21，平直段外壁21上开设有第二冲击孔23，扩张段13与平直段14的内外壁之间形成相互连通的冲击冷却通道22。
如图2所示，在本申请的一个实施方式中，收敛段12整体呈锥状，与文丘里管11轴线成45度角，收敛段12上沿其周向均匀布置有冷却孔16，冷却孔16共分为三排，冷却孔16的孔轴与收敛段12的壁面成30度角，且孔径为1mm。冷却空气从冷却孔16进入后，附着在收敛段12内表面，形成冷却气膜，强化对收敛段12的冷却效果，之后冷却空气流向燃烧区15下游。
扩张段13整体呈锥状，与文丘里管11轴线成45度角，位于收敛段12下游，与收敛段12同轴，扩张段13具有扩张段内壁17以及扩张段外壁18，扩张段内壁17与扩张段外壁18均通过焊接的方式固定在收敛段12上，扩张段外壁18上具有三排周向均匀分布的第一冲击孔19，第一冲击孔19的孔轴与扩张段外壁18相互垂直，且第一冲击孔19的孔径为2mm。
进一步，在本实施例中，平直段14整体呈柱状，与文丘里管11轴线平行，位于扩张段13的下游，与扩张段13同轴，平直段14具有平直段内壁20以及平直段外壁21，平直段内壁20与扩张段内壁17通过焊接方式固定，平直段外壁21与扩张段外壁18通过焊接方式固定，平直段外壁21设置有三排周向均匀分布的第二冲击孔23，第二冲击孔23的孔径为2mm。扩张段13与平直段14的内外壁之间形成相互连通的高为3mm的冲击冷却通道22，冷却空气从第一冲击孔19和第二冲击孔23进入后，对扩张段内壁17与平直段内壁20进行冲击冷却，然后自冲击冷却通道22流出，流向燃烧区15下游。
有利的是，本实施例中，优选在扩张段内壁17与收敛段12的衔接处，加工出弧状的尖角段25，根据工程经验，更加有利于火焰在文丘里管11上的附着，提高火焰稳定性。
有利的是，本实施例中，还在平直段内壁20的外侧沿周向设置高为1mm、宽为2mm的四排扰流肋24，冷却空气流过扰流肋24时，紊流度增加，冷却效果得到强化，有利于降低平直段14的壁温。
本申请的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，通过收敛段的单层壁设计以及收敛段上的冷却孔设计，对收敛段进行直接的气膜冷却，强化冷却效果，大大降低收敛段壁温，通过扩张段与平直段的双层壁设计并开设冲击孔形成冲击冷却通道，实现对扩张段与平直段的冷却。结构简单，冷却效率高。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，包括：依次连接的收敛段(12)、扩张段(13)以及平直段(14)，其中，
所述收敛段(12)的壁面上开设有冷却孔(16)；
所述扩张段(13)包括扩张段内壁(17)以及扩张段外壁(18)，所述扩张段外壁(18)上开设有第一冲击孔(19)；
所述平直段(14)包括平直段内壁(20)以及平直段外壁(21)，所述平直段外壁(21)上开设有第二冲击孔(23)；
所述扩张段(13)与所述平直段(14)的内外壁之间形成相互连通的冲击冷却通道(22)。
2.根据权利要求1所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述扩张段内壁(17)与所述收敛段(12)的连接处设置有弧形的尖角段(25)，所述尖角段(25)能够提高火焰的稳定性。
3.根据权利要求1所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述平直段内壁(20)的外侧沿周向设置有扰流肋(24)。
4.根据权利要求3所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述扰流肋(24)等间距布置四个。
5.根据权利要求1所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述收敛段(12)与文丘里管(11)的轴线成45度。
6.根据权利要求5所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述冷却孔(16)沿所述收敛段(12)的周向均匀布置三排。
7.根据权利要求6所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述冷却孔(16)的孔轴与所述收敛段(12)的壁面成30度。
8.根据权利要求7所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述冷却孔(16)的孔径为1mm。
9.根据权利要求1所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述第一冲击孔(19)的孔轴与所述扩张段外壁(18)相互垂直，所述第二冲击孔(23)的轴孔与所述平直段外壁(21)相互垂直。
10.根据权利要求1所述的利于降低火焰筒壁温的文丘里管，其特征在于，所述第一冲击孔(19)与所述第二冲击孔(23)的孔径均为2mm。
CN201811496388.3A 2018-12-07 2018-12-07 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管 Active CN109654538B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811496388.3A CN109654538B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811496388.3A CN109654538B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109654538A true CN109654538A (zh) 2019-04-19
CN109654538B CN109654538B (zh) 2021-02-12

Family

ID=66113591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811496388.3A Active CN109654538B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109654538B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112577069A (zh) * 2020-12-17 2021-03-30 中国科学院工程热物理研究所 一种适用于小头部倾斜角下的斜流燃烧室侧壁面结构
CN114687888A (zh) * 2022-04-14 2022-07-01 中国航发沈阳发动机研究所 一种二元矢量喷管冷却结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361206A (en) * 1980-09-02 1982-11-30 Stemco, Inc. Exhaust muffler including venturi tube
CN1403745A (zh) * 2001-08-24 2003-03-19 三菱重工业株式会社 燃气涡轮燃烧室
CN102563649A (zh) * 2010-08-26 2012-07-11 通用电气公司 关于燃气涡轮发动机中的燃烧器冷却和操作的系统与装置
CN104807042A (zh) * 2015-05-15 2015-07-29 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种燃烧室
CN105318356A (zh) * 2014-07-21 2016-02-10 北京航天动力研究所 一种大深宽比变截面换热通道
CN107246283A (zh) * 2017-07-13 2017-10-13 上海交通大学 用于冷却叶片的凹陷‑气膜孔冷却结构及气膜冷却装置
CN108211837A (zh) * 2017-05-02 2018-06-29 中国石油化工股份有限公司 两段自吸式文丘里洗消装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361206A (en) * 1980-09-02 1982-11-30 Stemco, Inc. Exhaust muffler including venturi tube
CN1403745A (zh) * 2001-08-24 2003-03-19 三菱重工业株式会社 燃气涡轮燃烧室
CN102563649A (zh) * 2010-08-26 2012-07-11 通用电气公司 关于燃气涡轮发动机中的燃烧器冷却和操作的系统与装置
CN105318356A (zh) * 2014-07-21 2016-02-10 北京航天动力研究所 一种大深宽比变截面换热通道
CN104807042A (zh) * 2015-05-15 2015-07-29 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种燃烧室
CN108211837A (zh) * 2017-05-02 2018-06-29 中国石油化工股份有限公司 两段自吸式文丘里洗消装置
CN107246283A (zh) * 2017-07-13 2017-10-13 上海交通大学 用于冷却叶片的凹陷‑气膜孔冷却结构及气膜冷却装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112577069A (zh) * 2020-12-17 2021-03-30 中国科学院工程热物理研究所 一种适用于小头部倾斜角下的斜流燃烧室侧壁面结构
CN114687888A (zh) * 2022-04-14 2022-07-01 中国航发沈阳发动机研究所 一种二元矢量喷管冷却结构
CN114687888B (zh) * 2022-04-14 2024-01-30 中国航发沈阳发动机研究所 一种二元矢量喷管冷却结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN109654538B (zh) 2021-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1836606C (ru) Кольцева камера сгорани газотурбинного двигател
CN105042640B (zh) 航空发动机燃烧室火焰筒的冷却结构
CN104791020B (zh) 一种具有纵向相交肋冷却结构的燃气透平叶片
CN104929698B (zh) 具有受冷却圆角的涡轮导叶
KR20180065728A (ko) 베인의 냉각 구조
CN105180212B (zh) 超燃冲压发动机燃烧室
CN105180211A (zh) 具有凹腔火焰稳定器的燃烧室及超燃冲压发动机
CN109654538A (zh) 一种利于降低火焰筒壁温的文丘里管
JPH0529802B2 (zh)
CN105650677A (zh) 带有新型冷却结构一体化设计的火焰稳定器
CN203823810U (zh) 一种带导流片的先进旋涡燃烧室
CN104329689A (zh) 一种采用旋流叶片尾缘预膜雾化方式的燃烧室
CN105588144B (zh) 用于燃气轮机燃烧室的火焰稳燃装置及火焰稳燃方法
CN107806647A (zh) 一种燃气轮机燃烧室的预混值班喷嘴
CN109882314A (zh) 用于矢量喷管的具有横向波纹冲击孔板的双层壁冷却结构
CN114165813A (zh) 一种双油路供油的气动辅助一体化支板稳定器
CN106642202B (zh) 一种用于tbcc亚燃冲压发动机燃烧室的火焰稳定装置
CN205560842U (zh) 火焰筒及燃烧室
CN105020744A (zh) 一种斜流驻涡燃烧室
CN208011708U (zh) 一种可调节空气进气的上进风炉头
TWI640724B (zh) 後通氣口及具備其之燃燒裝置
CN108413394A (zh) 一种具有分割狭缝喷口结构的天然气预混燃烧器
KR101579122B1 (ko) 가스터빈의 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈 및 이의 냉각방법
CN110374721A (zh) 一种基于引射降温技术的柴油机排气红外抑制装置
CN109695875A (zh) 一种多引射管式火片

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant