[实用新型]一种带径向槽式火焰筒头部直壁端面冷却结构的旋流器

说明书

一种带径向槽式火焰筒头部直壁端面冷却结构的旋流器，包括旋流器外环、以及同轴设置在旋流器外环内部的旋流器内环；所述旋流器外环与旋流器内环之间设置有多个叶片；相邻叶片与旋流器外环的内表面、旋流器内环的外表面形成旋流通道；在所述旋流器外环上设置有多个径向槽，每个径向槽与对应位置处的旋流通道连通。燃烧室进口气流经火焰筒头部进入旋流器内的旋流通道后，部分气流经旋流通道流出，保证为火焰筒头部提供合适空气量、辅助燃油雾化、形成热回流区稳定火焰；另一部分气流经径向槽流出，在火焰筒头部端面环、火焰筒内壁、火焰筒外壁的表面形成冷却气膜保护，避免头部端面高温烧蚀。

技术领域

本实用新型涉及旋流器技术领域，用于航空发动机、内燃机、燃气轮机的燃烧室，尤其涉及一种带径向槽式火焰筒头部直壁端面冷却结构的旋流器。

背景技术

火焰筒壁温是其内部剧烈燃烧化学反应产生的高温燃气流动换热以及燃气的热辐射耦合作用的结果。当火焰筒壁温度长期超出材料的许用温度，就会导致火焰筒出现烧蚀变形、裂纹、掉块等问题，影响火焰筒工作结构完整性和工作可靠性，甚至会出现打伤涡轮叶片等情况。

而火焰筒头部端面环作为火焰筒重要承力和安装结构，其一旦发生烧蚀变形、裂纹、掉块等问题，会直接影响火焰筒头部的承力效果，并影响旋流器安装定位，进而影响火焰筒头部油气的掺混雾化，会对燃烧室的各项综合性能指标产生直接影响。因此为保证火焰筒头部的工作可靠性和使用寿命，采用高效稳定的头部端面冷却结构至关重要。

目前对于火焰筒头部端面应用较为广泛的冷却结构形式有冲击气膜冷却和发散冷却(也称多孔壁冷却)等。其中冲击气膜冷却通常要求火焰筒头部端面具有双层壁结构，工艺复杂，冷却缝隙尺寸易受加工工艺及零件热变形影响，冷却效果不易保证；而发散冷却结构通过在头部端面加工高密度的小孔，利用发散孔壁的换热过程提高换热能力，但高密度小孔本身会降低头部端面的承力性能，且加工成本较高、极易堵塞，加上燃气的腐蚀，易使冷却效果下降。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种带径向槽式火焰筒头部直壁端面冷却结构的旋流器，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种带径向槽式火焰筒头部直壁端面冷却结构的旋流器，包括旋流器外环、以及同轴设置在旋流器外环内部的旋流器内环；所述旋流器外环与旋流器内环之间设置有多个叶片；相邻叶片与旋流器外环的内表面、旋流器内环的外表面形成旋流通道；在所述旋流器外环上设置有多个径向槽，每个径向槽与对应位置处的旋流通道连通。

优选的，所述旋流器外环包括第一环体和第二环体，第一环体的直径大于第二环体的直径，第一环体与第二环体连接处形成收敛台阶；所述径向槽设置在旋流器外环的第一环体上。

优选的，在所述第一环体上设置有环形凹槽，径向槽位于环形凹槽的槽底位置处。

优选的，所述旋流器外环还包括设置在第二环体排气端的锥形环，所述锥形环的截面积由进气端至排气端逐渐减小，锥形环内部形成收敛状的旋流器喷口。

优选的，所述旋流器内环的右端面与第二环体的右端齐平，旋流器内环的内孔直径等于喷嘴的外径，在所述旋流器内环的末端设置有挡环，喷嘴锥形段插在挡环的内孔上。

优选的，所述环形凹槽的侧壁与旋流器的轴向相垂直。

优选的，在所述旋流器外环的进气端设置有旋流器安装耳片。

优选的，所述径向槽左端面至旋流器安装耳片右端面之间的间距大于火焰筒头部端面环的厚度。

优选的，所述旋流器外环、旋流器内环、叶片为一体成型结构。

优选的，所述旋流器外环与旋流器安装耳片为一体成型结构。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：