[发明专利]用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁及双效冷却方法

权利要求书

1.一种用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁，其特征在于，所述加力燃烧室的内壁包括气膜孔板（1）和冲击孔板（2），在气模孔板（1）和冲击孔板（2）之间的空腔内矩阵排列有多个米字桁架（3），所述的米字桁架（3）是由三根桁架杆组成，三根桁架杆的中点相互交叉形成一中心交叉点，三根桁架杆两端分别与冲击孔板（2）和气膜孔板（1）相连；

在所述的气膜孔板（1）上设置有气膜孔（5）；所述三根桁架杆在气膜孔板（1）上的三个连接点中，有两个连接点位于所述中心交叉点沿气流方向的前部，第三连接点位于所述中心交叉点沿气流方向的后部，所述的气膜孔（5）设置在所述的两个连接点和第三连接点之间，且气膜孔（5）沿周向上为至少三个孔组成的单排孔；在所述冲击孔板（2）上设置有冲击孔（6），所述三根桁架杆在冲击孔板（2）上的三个连接点中，有两个连接点位于所述中心交叉点沿气流方向的后部，第三连接点位于所述中心交叉点沿气流方向的前部，所述的冲击孔（6）设置在所述的两个连接点和第三连接点之间，且冲击孔（6）沿周向上为至少三个孔组成的单排孔；

所述多个米字桁架的矩阵排列具体为：以Sx为米字桁架轴向排布间距，Sz为米字桁架周向排布间距，H为气膜孔板（1）与冲击孔板（2）之间的距离，d为米字桁架的直径，则两两米字桁架轴向和周向的设置距离为：

H≥Sx≥2d、H≥Sz≥2d；

所述的米字桁架（3）在所述气膜孔板（1）与冲击孔板（2）之间的空腔的轴向上按照设置距离连续延展排布，在周向上按照设置距离交错延展排布。

2.如权利要求1所述的用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁，其特征在于，所述的气膜孔（5）为与气膜孔板（1）的法向夹角为20°～60°的通孔，气膜孔（5）的直径为0.3～10mm。

3.如权利要求1所述的用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁，其特征在于，所述的米字桁架（3）直径d与冲击孔板（2）和气膜孔板（1）间距H的比值变化范围为：0.05～0.25。

4.如权利要求1所述的用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁，其特征在于，所述的冲击孔（6）是冲击孔板（2）的法向通孔；所述的冲击孔（6）的直径为1～2mm。

5.如权利要求1-3任一所述的用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁，其特征在于，所述的米字桁架与所述的气膜孔板（1）的壁面法向角度为θ，θ为30°～60°；组成米字桁架（3）的桁架杆长度为l，H为气膜孔板（1）与冲击孔板（2）之间的距离，则l=H/cosθ。

6.如权利要求1-5任一所述的用于加力燃烧室腔体的双层双效隔热壁的双效冷却方法，其特征在于，

所述的冲击孔板（2）与隔热壁的外壁面（4）共同构成冷气外涵道（7），在所述冷气外涵道（7）中的冷却气流（B）的部分垂直与冲击孔板（2）的冲击射流（C1），经所述冲击孔板（2）上的冲击孔（6）进入气膜孔板（1）和冲击孔板（2）之间的空腔；

进入气膜孔板（1）和冲击孔板（2）之间空腔的冲击射流（C1），一部分为直接对所述的气膜孔板（1）内壁面进行冲击冷却的冲击射流，形成冲击冷却气流（C3），另一部分冲击所述的米字桁架（3），并与米字桁架（3）表面碰撞形成环绕米字桁架的绕流（C2），

由所述米字桁架（3）环绕下降的绕流（C2）的一部分对气膜孔板（1）的内壁面进行扫掠和斜冲击，另一部分绕流（C2）与气膜孔板（1）和冲击孔板（2）之间的主气流混合，在沿气流流动方向上的米字桁架（3）两侧形成两股充满米字桁架（3）两侧空腔的纵向涡系（C4），对气膜孔板（1）和冲击孔板（2）之间加强冷却；

所述对气膜孔板（1）的内壁面进行扫掠和斜冲击的绕流（C2）进入气膜孔板的气膜孔（5）中形成气流射流（C5），由气膜孔板（1）的外壁面流出的气流射流（C5）形成气膜冷气隔热层，降低燃烧室主燃气涵道（8）内主流高温燃气（A）对燃烧室壁面的热负荷。