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      可釋放熱應力的火焰筒的制作方法

      文檔序號:9272863閱讀:635來源:國知局
      可釋放熱應力的火焰筒的制作方法
      【技術領域】
      [0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動機或燃氣輪機的薄壁燃燒室領域,特別是涉及一種可釋放熱應力的火焰筒,更加具體的是涉及一種可通過自調整結構釋放熱應力的火焰筒。
      【背景技術】
      [0002]燃燒室是一種用高溫合金制作的燃燒設備。它的主要功能為:使燃料和壓氣機送來的壓縮空氣有效燃燒,并控制NOx的生成。一般來說燃燒室中所形成的燃燒產物溫度高達1800°C?2000°C,燃燒所能釋放的熱量為常壓鍋爐的10?300倍。
      [0003]一個設計良好的燃燒室應該冷卻良好,嚴防燒壞或發(fā)生翹曲變形,同時有足夠的使用壽命,保證在設計周期內穩(wěn)定運行。燃燒室多為薄壁件,為了保證其在高溫下有足夠的安全裕度,常采用“自由膨脹”的原則對燃燒室各部件進行組裝與裝配,以降低熱應力。
      [0004]燃燒室工作時,燃料就在火焰筒內燃燒。作為燃燒室的核心部件,火焰筒的重要性不言而喻。為保證強度可靠性,火焰筒常通過頭部定位止塊插槽方式及尾部呼啦(Hula)密封圈實現(xiàn)自由膨脹及與連接結構的熱對中。
      [0005]火焰筒作為薄壁筒,由于薄壁和工作溫度高而使剛性和熱應力問題很突出?,F(xiàn)有技術是通過加強冷卻、減少安裝約束及沿軸線焊以加強環(huán)來改善熱應力及剛度問題。但加強冷卻會帶使冷卻空氣量增加,影響冷卻效率;減少安裝約束的操作手段有限,改進空間不大,目前成熟燃氣輪機燃燒室均采用定位止塊的安裝方式;而沿軸線焊接加強環(huán)雖然能提高剛度,但會帶來焊接應力問題,對工藝及冷卻要求較高。

      【發(fā)明內容】

      [0006](一 )要解決的技術問題
      [0007]本發(fā)明的目的是提供一種可提高其結構剛度,同時可通過自身結構特點實現(xiàn)自由熱膨脹,來釋放熱應力,同時可有效地抵抗屈曲變形,減少發(fā)生鼓包、大變形等故障的可能性,且結構簡單的火焰筒。
      [0008]( 二 )技術方案
      [0009]為到上述目的,本發(fā)明提供了一種可釋放熱應力的火焰筒,包括與燃氣輪機燃燒室噴嘴連接的火焰筒頭部、與燃燒室過渡段連接的火焰筒尾部以及連接在所述火焰筒頭部與火焰筒尾部之間的火焰筒本體,所述火焰筒本體為整體呈圓筒狀結構;所述火焰筒本體的筒壁具有波浪結構,所述波浪結構的波浪沿周向延伸。
      [0010]優(yōu)選的,所述波浪結構的波浪呈周期性變化。
      [0011]所述波浪結構的波浪的每個變化周期均具有多種幅值的波峰與波谷。
      [0012]優(yōu)選的,所述波浪結構的波峰與波谷的幅值相等,呈正弦式變化。
      [0013]優(yōu)選的,所述波浪結構的波峰與波谷的數(shù)量相同。
      [0014]優(yōu)選的,所述波浪結構的波峰和波谷均為弧面過渡。
      [0015]優(yōu)選的,所述火焰筒本體的內壁上設有隔熱涂層。
      [0016]優(yōu)選的,所述波浪結構周向充斥于所述火焰筒本體。
      [0017]優(yōu)選的,所述波浪結構為多段,多段所述波浪結構在所述火焰筒本體的周向上間隔分布,多段所述波浪結構之間的所述火焰筒本體均為圓弧段。
      [0018]優(yōu)選的,所述圓弧段所在基圓位于所述波浪結構的波峰所在基圓與波谷所在基圓之間。
      [0019](三)有益效果
      [0020]本發(fā)明提供的一種可釋放熱應力的火焰筒,通過設置筒壁具有波浪結構火焰筒本體,提高了結構剛度,可有效提高薄壁圓筒件抵抗屈曲變形的能力,減小了發(fā)生翹曲、鼓包等故障的可能性。同時波浪結構相關圓形結構,可更容易徑向對中,在受熱時,可通過曲率自適應變化,自由膨脹,釋放熱應力,改善強度,提高設計壽命。
      【附圖說明】
      [0021]圖1是本發(fā)明實施例一的一種可釋放熱應力的火焰筒的火焰筒本體的側視圖;
      [0022]圖2是本發(fā)明實施例一的一種可釋放熱應力的火焰筒的火焰筒本體的軸向視圖;
      [0023]圖3是本發(fā)明實施例二的一種可釋放熱應力的火焰筒的火焰筒本體的軸向視圖。
      [0024]附圖標記:
      [0025]10、火焰筒頭部;20、火焰筒本體;30、火焰筒尾部;21、主燃孔;22、摻混孔;23、波浪結構;24、圓弧段。
      【具體實施方式】
      [0026]下面結合附圖和實施例,對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明,但不用來限制本發(fā)明的范圍。
      [0027]在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
      [0028]實施例一
      [0029]本發(fā)明實施例一提供了一種用于燃氣輪機的可釋放熱應力的火焰筒,該火焰筒包括與燃氣輪機燃燒室噴嘴連接的火焰筒頭部10、與燃燒室過渡段連接的火焰筒尾部30以及連接在所述火焰筒頭部10與火焰筒尾部30之間的火焰筒本體20,火焰筒本體20為整體呈圓筒狀結構,火焰筒本體20的內壁設有隔熱涂層,火焰筒本體20的筒壁具有波浪結構23 ;所述波浪結構23的波浪沿周向延伸,即該波浪結構的波浪沿周向排列與布置,形成的橫截面軸向線性或以一定曲率或沿一定曲線延伸充斥于火焰筒本體;本實施例的波浪結構23周向充斥于火焰筒本體20,即波浪結構23延及火焰筒本體20的整個周向,該波浪結構20相對于筒體的基圓上下交替彎曲,形成若干個連續(xù)的波峰與波谷,波浪結構23延伸的兩端相銜接,形成整數(shù)個波峰和波谷。
      [0030]由此當火焰筒本體20受熱膨脹或受壓變形時,火焰筒本體20整體直徑可通過該波浪結構23適應性的擴大或縮小,從而減小了筒壁的內應力;另外,該波浪結構23還可以提高同步的抗彎曲能力,有效地解決了火焰筒可能出現(xiàn)“鼓包”及大變形問題,進一步避免了由鼓包帶來的耐熱涂層剝落問題。這和一張A4薄紙不能承受一只鋼筆之重,但將其折成扇形其承載能力便會成倍提高的原理是一樣的。
      [0031 ] 火焰筒本體20可以是從頭部到尾部截面形狀相同,且不同軸向位置處,截面不發(fā)生相對偏轉,即火焰筒本體20的各個側向
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