CN115493163A - 燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法。燃烧室火焰筒，包括筒本体，筒本体筒壁上的冷却孔和冷却槽/缝。沿筒壁的厚度方向，冷却孔和冷却槽/缝依次排布并相互连通，外部气体依次经过冷却孔和冷却槽/缝进入筒本体的内腔；冷却孔的延伸长度大于冷却孔的孔径；沿垂直于气体的流入方向，冷却槽/缝的长度大于冷却槽/缝的槽/缝宽。外部气体对燃烧室火焰筒外壁和内部进行冷却降温，经过冷却孔和冷却槽/缝后速度增加，形成与筒壁面具有较大接触面积的、并紧紧贴在内壁上的气体膜层，以对燃烧室火焰筒进行均匀散热；气体膜层可以隔绝筒壁与内腔高温燃气的直接接触，以对燃烧室火焰筒的筒壁进行换热冷却，冷却效率高。

Description

燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法

技术领域

本申请涉及工程传热传质技术领域，尤其涉及一种用于燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法。

背景技术

燃烧室火焰筒是燃料直接在其中进行燃烧的装置，具有燃烧温度高、冷却条件差等特点，是航空发动机、燃气轮机等工业燃烧装置中必不可少的一部分。

由于燃烧室火焰筒的温度较高，需要对燃烧室火焰筒的内部进行降温冷却，避免燃烧室火焰筒损坏。相关技术中，燃烧室火焰筒一般采用机加环带或者波纹板的气膜冷却、冲击孔冷却、致密孔发散冷却或者他们的各种形式组合方式。

但是，上述冷却方式存在冷却效率较低或者温度分布不均匀或者结构复杂等问题。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本申请基于致密孔发散冷却提供一种燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法，旨在进一步提高燃烧室火焰筒的冷却效率，减少所需冷却空气量，增加冷却后的温度分布的均匀性。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种燃烧室火焰筒，包括筒本体，所述筒本体的筒壁上具有冷却孔和冷却槽/缝，沿所述筒壁的厚度方向，所述冷却孔和所述冷却槽/缝依次排布并相互连通，且所述冷却槽/缝靠近所述筒壁的内壁面，且与所述筒本体的内腔连通，所述冷却孔靠近所述筒壁的外壁面，且与外部连通；

外部气体依次经过所述冷却孔和所述冷却槽/缝进入所述筒本体的内腔；

所述冷却孔的延伸长度大于所述冷却孔的孔径；沿垂直于气体的流入方向，所述冷却槽/缝的长度大于所述冷却槽/缝的槽/缝宽，所述冷却孔与所述冷却槽/缝连通构成冷却通道，所述冷却通道的形状为“扫帚状”。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却孔的延伸长度与所述冷却孔的孔径的比例大于等于3；

和/或，所述冷却槽/缝的长度与所述冷却槽/缝的槽/缝宽的比例大于等于3。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述筒本体为圆筒，所述筒本体的筒内壁上具有预设点，所述冷却孔的中心线与所述预设点的切线相互平行，所述中心线与所述切线之间的距离范围为0-3mm。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却槽/缝的数量为一个，所述冷却孔的数量为多个，所述冷却槽/缝的内壁面与多个所述冷却孔连通。

或者，所述冷却槽/缝的数量为多个，所述冷却孔的数量为多个，所述冷却槽/缝与所述冷却孔一一对应；

或者，所述冷却槽/缝包括第一冷却槽/缝和与所述第一冷却槽/缝连通的多个第二冷却槽/缝，所述第二冷却槽/缝位于所述第一冷却槽/缝与所述冷却孔之间，所述第二冷却槽/缝与所述冷却孔一一对应。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却孔的孔壁在所述冷却槽/缝的槽/缝壁所在平面内的投影与所述冷却槽/缝的槽/缝壁部分重合，所述冷却孔具有相互连通的第一孔口和第二孔口，所述第一孔口位于所述冷却孔靠近所述冷却槽/缝的端部，所述第二孔口位于所述火焰筒外壁上，所述冷却槽/缝与所述第一孔口和所述第二孔口均连通。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却孔与所述冷却槽/缝的连通位置，位于所述冷却槽/缝长度方向的中心或者非中心位置；

和/或，所述冷却孔中心线的延伸方向与所述冷却槽/缝中心线的延伸方向相交。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却槽/缝中的空气流入所述筒本体的内腔的方向，与垂直于所述内腔中气体的流动方向的平面之间的夹角范围为大于负90°，且小于正90°。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述冷却孔与所述冷却槽/缝之间还具有连接通道，所述连接通道的形状为三角形或梯形或圆柱形或圆锥形，

或者，所述冷却孔和所述冷却槽/缝直接相连。

在上述的燃烧室火焰筒，可选的是，所述筒本体的所述筒壁包括多个局部，至少一个所述局部开设的所述冷却孔的尺寸与其他所述局部开设的所述冷却孔的尺寸不同；

和/或，至少一个所述局部开设的所述冷却槽/缝的尺寸与其他所述局部开设的所述冷却槽/缝的尺寸不同。

第二方面，本申请实施例还提供了一种燃烧室火焰筒高效冷却方法，应用于所述的燃烧室火焰筒。

本申请提供的燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法，通过在燃烧室火焰筒设置相互连通的冷却孔和冷却槽/缝，筒本体具有连通冷却槽/缝的内腔，使得外部气体可以经过冷却孔、冷却槽/缝进入筒本体的内腔，以对燃烧室火焰筒的内部进行冷却降温；冷却孔的延伸长度大于冷却孔的孔径，外部气体的经过冷却孔后速度增加；在沿垂直于气体的流入方向上，冷却槽/缝的长度大于冷却槽/缝的槽/缝宽，气体与筒壁的接触面积增加，可以形成与筒壁面具有较大接触面积的气体膜层，以对燃烧室火焰筒进行均匀散热；气体膜层可以隔绝燃烧室火焰筒的筒壁与内腔，以对燃烧室火焰筒的筒壁进行换热冷却，冷却效率较高。

本申请的构造以及它的其他申请目的及有益效果会通过结合附图而优选实施条例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施条例或现有技术中的技术方案，下面将对实施条例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的燃烧室火焰筒的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的一种结构示意图；

图3为图2中X处的放大结构示意图；

图4为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的另一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的又一种结构示意图；

图6为图5中Z处的放大结构示意图。

附图标记说明：

100-燃烧室火焰筒；

110-筒本体；

111-筒壁；

112-冷却孔；

113-冷却槽/缝；

114-内腔；

A-延伸长度；

B-孔径；

C-长度；

D-槽/缝宽；

E-预设点；

F1-第一交点；

F2-第二交点；

G-中点；

1131-槽/缝壁；

1132-槽/缝底；

1121-第一孔口；

1122-第二孔口。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

相关技术中，套筒与燃烧室火焰筒的筒壁的距离较短，来增强气体的冲击强度，并通过开设多个冲击孔，来对筒壁的各个位置同时进行冷却。但是，由于气体在冲击过程中会发生速度损失以及温度损失，因此，筒壁上靠近气体冲击的直接位置具有较低的温度，而其他位置的温度较高，冷却后的筒壁温度分布不均匀；并且，冲击孔冷却需要气体保持较高的速度，冷却的效率较低。

基于上述的技术问题，本申请提供了一种燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法，燃烧室火焰筒包括筒本体，筒本体的筒壁上具有相互连通的冷却孔和冷却槽/缝，沿筒壁的厚度方向，冷却孔和冷却槽/缝依次排布，且冷却槽/缝靠近筒壁的内壁面，且与筒本体的内腔连通，冷却孔靠近筒壁的外壁面，且与外部连通；外部气体依次经过冷却孔和冷却槽/缝进入筒本体的内腔；冷却孔的延伸长度大于冷却孔的孔径；沿垂直于气体的流入方向，冷却槽/缝的长度大于冷却槽/缝的槽/缝宽。通过设置相互连通的冷却孔和冷却槽/缝，筒本体具有连通冷却槽/缝的内腔，使得外部气体可以经过冷却孔、冷却槽/缝进入筒本体的内腔，以对燃烧室火焰筒的内部进行冷却降温；冷却孔的延伸长度大于冷却孔的孔径，外部气体的经过冷却孔后速度增加；在沿垂直于气体的流入方向上，冷却槽/缝的长度大于冷却槽/缝的槽/缝宽，气体与筒壁的接触面积增加，可以形成与筒壁面具有较大接触面积的气体膜层，以对燃烧室火焰筒进行均匀散热；气体膜层可以隔绝燃烧室火焰筒的筒壁与内腔，以对燃烧室火焰筒的筒壁进行换热冷却，冷却效率较高。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，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部件或具有相同或类似功能的部件。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条例进行详细说明。

在本申请实施条例的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为本申请实施例提供的燃烧室火焰筒的结构示意图；图2为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的一种结构示意图；图3为图2中X处的放大结构示意图；图4为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的另一种结构示意图；图5为本申请实施例提供的部分燃烧室火焰筒的又一种结构示意图；

图6为图5中Z处的放大结构示意图。

第一方面，参照附图1-附图6所示，本申请提供了一种燃烧室火焰筒100，包括筒本体110，筒本体110具有筒壁111以及内腔114，筒本体110的筒壁111上具有相互连通的冷却孔112和冷却槽/缝113，沿筒壁111的厚度方向，冷却孔112和冷却槽/缝113依次排布，且冷却槽/缝113靠近筒壁111的内壁面，且与筒本体110的内腔114连通，冷却孔112靠近筒壁111的外壁面，且与外部连通；外部气体依次经过冷却孔112和冷却槽/缝113进入筒本体110的内腔114，以对燃烧室火焰筒100进行冷却降温。

具体地，参照附图2、附图3所示，冷却孔112的延伸长度A为A，冷却孔112的孔径B为B，冷却槽/缝113的长度C为C，冷却槽/缝113的槽/缝宽D为D，冷却孔112的延伸长度A大于冷却孔112的孔径B，即冷却孔112的长径比较大，此时，外部气体在经过冷却孔112的过程中，流动速度增加，且流动的稳定性有所提升；在沿垂直于气体的流入方向上，冷却槽/缝113的长度C大于冷却槽/缝113的槽/缝宽D，即冷却槽/缝113的长宽比较大，此时，外部气体在经过冷却槽/缝113时，与筒壁111的接触面积增加，覆盖范围变大，且与筒壁111之间可以形成气体膜层。进而，当外部气体在依次经过冷却孔112以及冷却槽/缝113后，可以形成稳定的气体膜层，气体膜层与筒壁111贴合，可以对燃烧室火焰筒100进行均匀散热，冷却效果较好，且温度分布均匀；另外，气体膜层可以隔绝燃烧室火焰筒100的筒壁111与内腔114，以对燃烧室火焰筒100的筒壁111进行换热冷却，冷却效率较高。

可以理解的是，筒本体110的截面形状可以是任意的，示例性的，筒本体110的截面形状可以是圆形，可以是矩形，还可以是五边形，本申请实施例对筒本体110的截面形状并不加以限定，也不局限于上述示例。

本申请实施例以筒本体110的截面形状为圆形为例进行说明。

需要注意的是，冷却孔112、冷却槽/缝113的形状可以相同，也可以不同；示例性的，若冷却孔112的形状与冷却槽/缝113的形状相同，冷却孔112、冷却槽/缝113的截面形状可以均为圆形，也可以均为方形；另一示例性的，若冷却孔112的形状与冷却槽/缝113的形状不同，冷却孔112可以为圆孔，冷却槽/缝113可以为方槽/缝；或者，冷却孔112可以为方孔，冷却槽/缝113可以为圆槽/缝；又一示例性的，冷却孔112、冷却槽/缝113的形状可以是其他的，示例性，冷却孔112可以为直线孔，也可以为曲线孔；冷却槽/缝113可以为直线槽/缝，也可以为曲线槽/缝。本申请对冷却孔112、冷却槽/缝113的形状并不加以限定，也不局限于上述示例。

本申请实施例以冷却孔112为直线圆孔，以冷却槽/缝113为直线方槽/缝为例进行说明。

可以理解的是，冷却孔112与冷却槽/缝113连通构成冷却通道，冷却通道的形状为“扫帚状”，此处的“扫帚状”即为依次排布且相互连通的冷却孔112以及冷却槽/缝113，冷却孔112的延伸长度大于冷却孔112的孔径，即为“扫帚状”的“扫帚柄”，冷却槽/缝113的长度大于冷却槽/缝113的槽/缝宽，即为“扫帚状”的“扫帚头”。

需要注意的是，燃烧室火焰筒100可以用于直流燃烧室，也可以用于回流燃烧室，还可以用于折流燃烧室，本申请实施例对燃烧室火焰筒100应用燃烧室的类型并不加以限定，也不局限于上述示例。

本申请实施例提供的燃烧室火焰筒100，通过设置相互连通的冷却孔112和冷却槽/缝113，筒本体110具有连通冷却槽/缝113的内腔114，使得外部气体可以经过冷却孔112、冷却槽/缝113进入筒本体110的内腔114，以对燃烧室火焰筒100的内部进行冷却降温；冷却孔112的延伸长度A大于冷却孔112的孔径B，外部气体的经过冷却孔112后速度增加；在沿垂直于气体的流入方向上，冷却槽/缝113的长度C大于冷却槽/缝113的槽/缝宽D，气体与筒壁111的接触面积增加，可以形成与筒壁111面具有较大接触面积的气体膜层，以对燃烧室火焰筒100进行均匀散热；气体膜层可以隔绝燃烧室火焰筒100的筒壁111与内腔114，以对燃烧室火焰筒100的筒壁111进行换热冷却，冷却效率较高。

作为一种可选的实施方式，冷却孔112的延伸长度A与冷却孔112的孔径B的比例大于等于3。

具体地，延伸长度A与孔径B的比例大于或者等于3，此时，冷却孔112的长度C远大于冷却孔112的孔径B，气体的流动速度较快，且具有较好的流动稳定性，便于提升冷却效率。

可以理解的是，冷却孔112的延伸长度A与孔径B的具体尺寸，可以根据实际情况进行选择，示例性的，冷却孔112的孔径B在0.6-0.8mm之间，冷却孔112的延伸长度A在10-12mm之间；或者，冷却孔112的孔径B在1-2mm之间，冷却孔112的延伸长度A在14-25mm之间；再或者，冷却孔112的孔径B在2-5mm之间，冷却孔112的延伸长度A在6-18mm之间。本申请实施例对冷却孔112的延伸长度A与孔径B的具体尺寸并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，冷却槽/缝113的长度C与冷却槽/缝113的槽/缝宽D的比例大于等于3。

具体地，长度C与槽/缝宽D的比例大于或者等于3，此时，冷却槽/缝113的长度C远大于冷却槽/缝113的槽/缝宽D，可以形成面积较大且厚度较小的气体膜层，气体膜层与筒壁111的贴合效果较好，可以具有较好的冷却效果，且可以均匀冷却，可以均匀散热；气体膜层的厚度较小，气体更新较快，可以较快地进行换热冷却，冷却效率较高。

可以理解的是，冷却槽/缝113的长度C与槽/缝宽D的具体尺寸，可以根据实际情况进行选择，示例性的，冷却槽/缝113的长度C在1.8-3mm之间，冷却槽/缝113的槽/缝宽D在0.2-0.8mm之间；或者，冷却槽/缝113的长度C在3-6mm之间，冷却槽/缝113的槽/缝宽D在1-2mm之间；再或者，冷却槽/缝113的长度C在2-8mm之间，冷却槽/缝113的槽/缝宽D在0.6-1.2mm之间。本申请实施例对冷却槽/缝113的长度C与槽/缝宽D的具体尺寸并不加以限定，也不局限于上述示例。

需要注意的是，冷却槽/缝113可以为冷却槽，也可以为冷却缝，对应的，当冷却槽/缝113为冷却槽时，槽/缝宽D为槽宽；当冷却槽/缝113为冷却缝时，槽/缝宽D为缝宽。本申请实施例对冷却槽/缝113的具体形式并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，参照附图1、附图5及附图6所示，筒本体110的形状为圆管形或者环管形或者弯管形或者弯环管形，即筒本体110的横截面的形状为圆形，筒本体110的筒壁111上具有预设点E，冷却孔112的中心线与预设点E的切线相互平行，中心线与切线之间的距离范围为0-3mm。

具体地，当筒本体110为圆筒时，即筒本体110的筒壁111的截面形状为圆形。预设点E为筒本体110的筒壁111上的点，预设点E可以为切点，经过该预设点E的切线与筒壁111相切设置。冷却孔112的中心线与预设点E的切线可以呈相互平行，此时，冷却孔112的中心线的延长线可以与筒壁111相交，且相交的交点分别为第一交点F1和第二交点F2，第一交点F1和第二交点F2连接形成的线段的中点为G，中点G与切点之间的距离范围可以为0-3mm，即中心线与切线之间的距离范围为0-3mm。

可以理解的是，当中心线与切线之间的距离为0mm时，冷却孔112的中心线与筒壁111呈垂直设置，冷却孔112的中心线经过预设点E，此时，为了可以使得气体可以进入燃烧室火焰筒100的内腔114，冷却槽/缝113与冷却孔112之间可以呈相交设置。这种情况下，冷却孔112可以具有较大的长度C上限，即冷却孔112的延伸长度A与孔径B的比例可以较大，进而可以增加冷却孔112的流动速度，可以提升冷却效果。

另一方面，当中心线与切线之间的距离大于0mm且小于等于3mm时，此时，冷却孔112的中心线与筒壁111呈相交设置，此时，冷却孔112可以通向燃烧室火焰筒100的内腔114，可以节省气体进入燃烧室火焰筒100的时间，有利于提升冷却的效率。

作为一种可选的实施方式，参照附图4所示，冷却槽/缝113的数量为一个，冷却孔112的数量为多个，冷却槽/缝113的内壁面与多个冷却孔112连通，此时，冷却槽/缝113形成的气体膜层与筒壁111的接触面积较大，可以均匀冷却后的温度分布，且可以提升冷却效率。

需要注意的是，冷却槽/缝113连通冷却孔112的数量可以是任意的，示例性的，冷却槽/缝113可以连通两个冷却孔112，也可以连通四个冷却孔112，还可以连通十个冷却孔112，本申请实施例对冷却槽/缝113连通冷却孔112的数量并不加以限定，也不局限于上述示例。

进一步地，当一个冷却槽/缝113连通多个冷却孔112时，每个冷却孔112与对应的部分冷却槽/缝113形成的冷却通道的形状为“扫帚状”，此时，冷却槽/缝113与多个冷却孔112形成的冷却通道的形状为“组合扫帚状”。

可以理解的是，当筒本体110为圆筒时，冷却槽/缝113的长度C的延伸方向可以是圆筒的周向，此时，冷却槽/缝113可以连通位于筒本体110同一周向上的所有冷却孔112，可以形成更大面积的气体膜层，可以均匀冷却后的温度分布，可以提升冷却效率。

进一步地，冷却槽/缝113的数量也可以是多个，且每个冷却槽/缝113均连通多个冷却孔112，此时，多个冷却槽/缝113可以形成多个气体膜层，可以形成较大面积的气体膜层，可以均匀冷却后的温度分布，且提升冷却效率。

作为一种可选的实施方式，冷却槽/缝113的数量为多个，冷却孔112的数量为多个，冷却槽/缝113与冷却孔112一一对应，此时，每一冷却孔112连通对应冷却槽/缝113，可以形成较多的气体膜层，可以通过调节通入不同冷却孔112的气体流速以及总量，进而调节气体膜层的换热效率以及维持时间，进而可以针对温度较高的区域进行冷却，可以提升冷却效率。

可以理解的是，为了便于对燃烧室火焰筒100的不同位置，冷却孔112可以均匀分布在燃烧室火焰筒100的外壁面上，对应地，冷却槽/缝113也可以均匀分布在燃烧室火焰筒100的内壁面上。

作为一种可选的实施方式，冷却槽/缝113包括第一冷却槽/缝(图中未示出)和第二冷却槽/缝(图中未示出)，第二冷却槽/缝的数量为多个，多个第二冷却槽/缝与第一冷却槽/缝连通，且位于第一冷却槽/缝与冷却孔112之间，冷却孔112的数量可以是多个，第二冷却槽/缝与冷却孔112一一对应，可以形成阶梯式的气体膜层，提升冷却效率。

可以理解的是，第一冷却槽/缝的槽深可以与第二冷却槽/缝的槽深相同，也可以不同，示例性的，第一冷却槽/缝的槽深可以大于第二冷却槽/缝的槽深，也可以小于第二冷却槽/缝的槽深，还可以等于第二冷却槽/缝的槽深，本申请实施例对第一冷却槽/缝与第二冷却槽/缝之间的尺寸关系并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，参照附图2、附图3所示，冷却孔112的孔壁在冷却槽/缝113的槽/缝壁1131所在平面内的投影与冷却槽/缝113的槽/缝壁1131部分重合，冷却孔112具有相互连通的第一孔口1121和第二孔口1122，第一孔口1121位于冷却孔112靠近冷却槽/缝113的端部，第二孔口1122位于冷却孔112的孔壁上，冷却槽/缝113与第一孔口1121和第二孔口1122均连通，冷却孔112与冷却槽/缝113的连通面积较大，便于气体从冷却孔112进入冷却槽/缝113，可以提升冷却效果。

具体地，当冷却孔112的孔径B大于或等于冷却槽/缝113的槽/缝宽D时，冷却孔112与冷却槽/缝113的槽/缝壁1131具有部分重合，此时，冷却孔112靠近冷却槽/缝113的一端形成相互连通的第一孔口1121和第二孔口1122，第一孔口1121靠近冷却槽/缝113的端部，即槽/缝底1132；第二孔口1122位于冷却孔112的孔壁上，即第二孔口1122靠近冷却槽/缝113的槽/缝壁1131。

可以理解的是，当冷却孔112的延伸方向与冷却槽/缝113的延伸方向相同时，冷却孔112可以具有两个第二孔口1122以及一个第一孔口1121，且此时，第二孔口1122的中心线与第一孔口1121的中心线垂直设置。

另一方面，当冷却孔112的延伸方向与冷却槽/缝113的延伸方向不同时，冷却孔112的延伸方向与冷却槽/缝113的延伸方向相交，冷却孔112可以具有一个第二孔口1122以及一个第一孔口1121，且此时，第二孔口1122的中心线与第一孔口1121的中心线垂直设置。

作为一种可选的实施方式，冷却孔112与冷却槽/缝113的连通位置，位于冷却槽/缝113长度C方向的中心或者非中心位置。

可以理解的是，为了便于冷却孔112与冷却槽/缝113的连通，以使得气体可以较快地的填充至冷却槽/缝113，冷却孔112与冷却槽/缝113的连通位置，可以位于冷却槽/缝113长度C方向中心，此时，气体从冷却孔112流出并进入冷却槽/缝113长度C方向的两侧位置所需要的时间相同，可以均匀且较快的填充至冷却槽/缝113，形成气体膜层。

需要注意的是，冷却孔112与冷却槽/缝113的连通位置，也可以是冷却槽/缝113的任意位置，示例性的，连通位置可以位于冷却槽/缝113的槽/缝底1132，也可以位于冷却槽/缝113的槽/缝壁1131，即冷却孔112与冷却槽/缝113的连通位置，位于冷却槽/缝长度C方向的非中心位置，本申请实施例对冷却孔112与冷却槽/缝113的连通位置并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，冷却槽/缝113中的空气流入筒本体110的内腔的114方向，与垂直于内腔114中的气体的流动方向的平面之间的夹角范围为大于负90°，且小于正90°，即采用上述结构的燃烧室火焰筒100，可以适配于不同流通方向的内燃气，即燃烧室火焰筒100可以具有较高的通用性。

具体地，冷却槽/缝113中的空气的流动方向与筒本体110的内腔114中的空气的流动方向之间的夹角可以为0°，可以为30°，可以为60°，还可以为90°；本申请实施例对冷却槽/缝113中的空气的流动方向，与筒本体110的内腔114中的空气的流动方向之间的具体夹角并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，冷却孔112与冷却槽/缝113之间还具有连接通道(图中未示出)，连接通道的形状为三角形或梯形或圆柱形或圆锥形。

可以理解的是，连接通道的形状还可以是矩形、菱形、五边形等形状，本申请实施例对连接通道的形状并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，冷却孔112也可以与冷却槽/缝113直接相连，本申请实施例对冷却孔112与冷却槽/缝113是否直接相连并不加以限定，也不局限于上述示例。

以下以冷却孔112与冷却槽/缝113直接相连为例进行说明。

作为一种可选的实施方式，冷却孔112的延伸方向与冷却槽/缝113的延伸方向相交。具体地，冷却孔112的延伸方向可以与冷却槽/缝113的延伸方向垂直。

可以理解的是，当冷却孔112的延伸方向与冷却槽/缝113的延伸方向相交时，冷却孔112与冷却槽/缝113可以沿不同的延伸方向设置，即可以应用于厚度较小的燃烧室火焰筒100，可以具有较高的适配性和通用性。

作为一种可选的实施方式，筒本体110的筒壁111包括多个局部(图中未示出)，至少一个局部开设的冷却孔112的尺寸与其他局部开设的冷却孔112的尺寸不同；和/或，至少一个局部开设的冷却槽/缝113的尺寸与其他局部开设的冷却槽/缝1333的尺寸不同。即筒本体110的筒壁111可以具有不同孔径大小的冷却孔112，和/或具有不同尺寸的冷却槽/缝113，也即燃烧室火焰筒100的不同区域的冷却孔112以及冷却槽/缝113的尺寸可以不同。

进一步地，燃烧室火焰筒100的筒本体110可以为组合式结构，具有多种尺寸的冷却孔112以及冷却槽/缝113，具有较高的通用性。

可以理解的是，筒本体110的筒壁111的所有局部可以仅冷却孔112的尺寸相同，也可以仅冷却槽/缝113的尺寸相同，还可以冷却孔112以及冷却槽/缝113的尺寸均相同，本申请实施例对上述尺寸是否相同并不加以限定，也不局限于上述示例。

作为一种可选的实施方式，为了实现较好的冷却效果，从外部通入的气体的温度可以比内腔114中的气体温度低。

第二方面，本申请实施例还提供了一种燃烧室火焰筒高效冷却方法，应用于上述的燃烧室火焰筒100。

具体地，提供上述的燃烧室火焰筒100，并从燃烧室火焰筒100的外侧向冷却孔112注入气体，外部气体依次经过冷却孔112以及冷却槽/缝113，并进入筒本体110的内腔114，与内腔中的燃气进行接触，并实现换热冷却。

在此过程中，由于冷却孔112的延伸方向大于冷却孔112的孔径，即冷却孔112的长度与孔径的比例较大，外部气体经冷却孔后速度增加；冷却槽/缝113的长度大于冷却槽/缝113的槽/缝宽，即冷却槽/缝113的长度与宽度的比例较大，冷却槽/缝113与筒本体110的内壁之间的接触面积较大，并可以形成气体膜层，可以对筒壁进行换热冷却，且具有较高的冷却效率。

本申请实施例提供的燃烧室火焰筒高效冷却方法，采用上述的燃烧室火焰筒100，通过设置相互连通的冷却孔112和冷却槽/缝113，筒本体110具有连通冷却槽/缝113的内腔114，使得外部气体可以经过冷却孔112、冷却槽/缝113进入筒本体110的内腔114，以对燃烧室火焰筒100的内部进行冷却降温；冷却孔112的延伸长度A大于冷却孔112的孔径B，外部气体的经过冷却孔112后速度增加；在沿垂直于气体的流入方向上，冷却槽/缝113的长度C大于冷却槽/缝113的槽/缝宽D，气体与筒壁111的接触面积增加，可以形成与筒壁111面具有较大接触面积的气体膜层，以对燃烧室火焰筒100进行均匀散热；气体膜层可以隔绝燃烧室火焰筒100的筒壁111与内腔114，以对燃烧室火焰筒100的筒壁111进行换热冷却，冷却效率较高。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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，而不是指示或者暗示所指的装置或者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的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种燃烧室火焰筒，其特征在于，包括筒本体，所述筒本体的筒壁上具有冷却孔和冷却槽/缝，沿所述筒壁的厚度方向，所述冷却孔和所述冷却槽/缝依次排布并相互连通，且所述冷却槽/缝靠近所述筒壁的内壁面，且与所述筒本体的内腔连通，所述冷却孔靠近所述筒壁的外壁面，且与外部连通；

外部气体依次经过所述冷却孔和所述冷却槽/缝进入所述筒本体的内腔；

所述冷却孔的延伸长度大于所述冷却孔的孔径；沿垂直于气体的流入方向，所述冷却槽/缝的长度大于所述冷却槽/缝的槽/缝宽，所述冷却孔与所述冷却槽/缝连通构成冷却通道，所述冷却通道的形状为“扫帚状”。

2.根据权利要求1所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却孔的延伸长度与所述冷却孔的孔径的比例大于等于3；

和/或，所述冷却槽/缝的长度与所述冷却槽/缝的槽/缝宽的比例大于等于3。

3.根据权利要求1所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述筒本体的形状为圆管形或者环管形或者弯管形或者弯环管形，所述筒本体的筒内壁上具有预设点，所述冷却孔的中心线与所述预设点的切线相互平行，所述中心线与所述切线之间的距离范围为0-3mm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却槽/缝的数量为一个，所述冷却孔的数量为多个，所述冷却槽/缝的内壁面与多个所述冷却孔连通；

或者，所述冷却槽/缝的数量为多个，所述冷却孔的数量为多个，所述冷却槽/缝与所述冷却孔一一对应；

或者，所述冷却槽/缝包括第一冷却槽/缝和与所述第一冷却槽/缝连通的多个第二冷却槽/缝，所述第二冷却槽/缝位于所述第一冷却槽/缝与所述冷却孔之间，所述第二冷却槽/缝与所述冷却孔一一对应。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却孔的孔壁在所述冷却槽/缝的槽/缝壁所在平面内的投影与所述冷却槽/缝的槽/缝壁部分重合，所述冷却孔具有相互连通的第一孔口和第二孔口，所述第一孔口位于所述冷却孔靠近所述冷却槽/缝的端部，所述第二孔口位于所述火焰筒外壁上，所述冷却槽/缝与所述第一孔口和所述第二孔口均连通。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却孔与所述冷却槽/缝的连通位置，位于所述冷却槽/缝长度方向的中心或者非中心位置；

和/或，所述冷却孔中心线的延伸方向与所述冷却槽/缝中心线的延伸方向相交。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却槽/缝中的空气流入所述筒本体的内腔的方向，与垂直于所述内腔中气体的流动方向的平面之间的夹角范围为大于负90°，且小于正90°。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述冷却孔与所述冷却槽/缝之间还具有连接通道，所述连接通道的形状为三角形或梯形或圆柱形或圆锥形，

或者，所述冷却孔和所述冷却槽/缝直接相连。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧室火焰筒，其特征在于，所述筒本体的所述筒壁包括多个局部，至少一个所述局部开设的所述冷却孔的尺寸与其他所述局部开设的所述冷却孔的尺寸不同；

和/或，至少一个所述局部开设的所述冷却槽/缝的尺寸与其他所述局部开设的所述冷却槽/缝的尺寸不同。

10.一种燃烧室火焰筒高效冷却方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-9中任一项所述的燃烧室火焰筒。

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