一种火焰筒壁板的制作方法

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种火焰筒壁板。

背景技术：

现代航空发动机的发展要求燃烧室具有高温升的特性，在油气比固定的条件下，必须增加参与燃烧用气量，在燃烧室进气量一定的条件下，这意味着冷却用气量不断减少，高温升与壁面冷却对冷气量的要求形成矛盾，因此迫切需要在火焰筒上采用高效的冷却技术。

目前用于燃烧室火焰筒冷却的基本方式有气膜冷却、对流气膜冷却、冲击气膜冷却、发散冷却和层板冷却，其基本冷却原理都是温度较低的的空气从燃烧室的内外环腔通过各种类型的孔或缝进入火焰筒内，在火焰筒内壁表面形成一层气膜，气膜紧贴火焰筒内壁面流动，气膜起到冷却壁面和隔离燃气冲刷火焰筒壁板的作用。高品质的气膜冷却可以有效的利用冷却气，并获得高的气膜冷却效率，然而现有的冷却方式的冷却效果不理想，还存在冷却效率低的缺点。

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。

技术实现要素：

本申请的目的是提供了一种火焰筒壁板，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：

一种火焰筒壁板，包括：所述火焰筒壁板上开设有多个叶栅通道孔，其中，

所述叶栅通道孔由进口到出口的孔径逐渐减小；

所述叶栅通道孔由进口到出口的切线与所述火焰筒壁板的轴线的夹角逐渐减小；

所述叶栅通道孔由进口到出口的中心线沿法向的投影与所述火焰筒壁板的轴线具有掺混角。

可选地，所述叶栅通道孔的进口直径为3mm，所述叶栅通道孔的出口直径为0.5mm。

可选地，所述掺混角的范围为0-90度。

可选地，所述叶栅通道孔沿所述火焰筒壁板的周向平行布置多排，且排间距的变化范围为所述叶栅通道孔进口孔径的1-10倍。

可选地，每排所述叶栅通道孔中，沿气流方向布置的多个所述叶栅通道孔进口的切线与所述火焰筒壁板的轴线的夹角逐渐增大，出口的切线与所述火焰筒壁板的轴线的夹角逐渐减小。

可选地，每排所述叶栅通道孔中，沿气流方向布置的相邻两个所述叶栅通道孔之间的间距逐渐增大，且孔间距的变化范围为所述叶栅通道孔进口孔径的1-10倍。

可选地，在所述火焰筒壁板的同一轴向位置处多个所述叶栅通道孔具有相同的形状和孔间距。

可选地，在所述火焰筒壁板的同一轴向位置处多个所述叶栅通道孔具有不同的形状和孔间距。

可选地，相邻两排的所述叶栅通道孔的排布方式为交差排布。

可选地，相邻两排的所述叶栅通道孔的排布方式为对齐排布。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的火焰筒壁板，冷却效率高，压力损失低，气膜分布更均匀，沿火焰筒轴向冷却效果均匀，可以更好的减小局部热应力，以避免在高温状态下会弯曲变形。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的火焰筒壁板整体装配图；

图2是本申请一个实施方式的火焰筒壁板示意图；

图3是本申请一个实施方式的火焰筒壁板的叶栅通道孔布局图；

图4是图3的a-a视图；

图5是本申请另一个实施方式的火焰筒壁板的叶栅通道孔布局图；

图6是图5的b-b视图。

其中：

1-火焰筒壁板；2-叶栅通道孔。

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6对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种火焰筒壁板，该火焰筒壁板1上开设有多个叶栅通道孔2。

如图1所示，从燃气轮机燃烧室的扩压器排出的气流被分成三股，中间的一股气流进入火焰筒内部与燃油燃烧形成核心温度可达2500k的燃气，而另外两股气流的温度较低，将这两股气流通过火焰筒壁板1上的叶栅通道孔2进入火焰筒内部，遇高温燃气掺混，使火焰筒壁板1附近的气流温度降低到合理的水平，减小热应力，提高火焰筒的寿命。

具体的，本申请的火焰筒壁板，叶栅通道孔2为贯穿火焰筒壁板1开设的叶栅通道形状的孔，其在火焰筒壁板1上开设多个，叶栅通道孔2的进口位于火焰筒壁板1的外壁面，出口位于于火焰筒壁板1的内壁面，其中，每个叶栅通道孔2由进口到出口的孔径逐渐减小；叶栅通道孔2由进口到出口的切线与火焰筒壁板1的轴线之间的夹角逐渐减小；叶栅通道孔2由进口到出口的中心线沿法向的投影与火焰筒壁板1的轴线之间具有掺混角。

在本申请的一个实施方式中，叶栅通道孔2的进口在火焰筒壁板1的外壁面形成的圆孔的直径为3mm，出口在火焰筒壁板1的内壁面形成的圆孔的直径为0.5mm，该叶栅通道孔2由进口到出口的直径均匀减小。本实施例中，掺混角的范围为0-90度。

在本申请的一个实施方式中，如图2至图4所示，叶栅通道孔2沿火焰筒壁板1的周向平行布置多排，且排间距p的变化范围为叶栅通道孔2进口孔径的1-10倍。

参见图4，在本实施例中，每排叶栅通道孔2中，沿气流方向布置的多个叶栅通道孔2进口的切线与火焰筒壁板1的轴线的夹角逐渐增大，出口的切线与火焰筒壁板1的轴线的夹角逐渐减小，即沿气流方向布置的多个叶栅通道孔2由进口到出口的切线与火焰筒壁板1的轴线的夹角的变化率逐渐增大。优选的是，本实施例中，沿气流方向最末尾的叶栅通道孔2，其进口切线与火焰筒壁板1的轴线的夹角为90度，其进口切线与火焰筒壁板1的轴线的夹角为0度。

本实施例中，每排叶栅通道孔2中，沿气流方向布置的相邻两个叶栅通道孔2之间的间距逐渐增大，且孔间距s的变化范围为叶栅通道孔2进口孔径的1-10倍。在火焰筒壁板1的同一轴向位置处多个叶栅通道孔2可以具有相同或者不同的形状和孔间距。

进一步地，在本实施例中，相邻两排的叶栅通道孔2的排布方式为交差排布。

在本申请的另一个实施方式中，如图5至图6所示，叶栅通道孔2沿火焰筒壁板1的周向平行布置多排，且排间距p的变化范围为叶栅通道孔2进口孔径的1-10倍。在本实施例中，相邻两排的叶栅通道孔2的排布方式为对齐排布。

本申请的火焰筒壁板，火焰筒壁板1上的叶栅通道孔2为多斜孔，没有掺混，沿着火焰筒轴线方向或燃气的流动方向，叶栅通道孔2的进口角越来越大，出口角越来越小，这样可以使得冷却气体在穿过叶栅通道孔的时候，沿着火焰筒轴向方向，气膜会更加贴合壁面，气膜的厚度也更薄，气膜的流动状态也更加稳定。叶栅通道孔2相对于相同的进出口的直径的直斜孔的冷却效率更高，压力损失低。叶栅通道孔2的出口处的气流的流动状态更加稳定，速度较大，换热系数高，可以更好的保证火焰筒壁面的温度控制在合理的水平，而且在相同的出口角度下，孔的长度较短，气流的能量损失小，壁面的结构刚度较高。

本申请的火焰筒壁板，与现有的火焰筒壁板冷却孔相比，叶栅通道孔型的火焰筒壁板冷却效果更好，冷却效率高，压力损失小，气膜与壁面贴附得更好，分布更均匀，沿火焰筒轴向冷却效果均匀，同时还可以更好的减小局部热应力，以避免火焰筒壁面在高温状态下产生的弯曲变形。

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。

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