本實用新型專利技術公開一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套和燃氣輪機燃燒室，此頭部級間套包括：外套壁、內套壁和冷卻板；冷卻板設置在頭部級間套的一端，并將外套壁的一端和內套壁的一端封閉；在冷卻板上設置多個冷卻氣孔。并且，頭部級間套的冷卻板可以為兩層結構，外層的為第一冷卻板，內層的為第二冷卻板；在第一冷卻板上設置多個沖擊孔，在第二冷卻板上設置多個斜孔。本實用新型專利技術的頭部級間套和燃氣輪機燃燒室，在冷卻板上設置冷卻氣孔進行冷卻，達到保護轉接套的作用。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及燃氣輪機
，尤其涉及一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套和燃氣輪機燃燒室。
技術介紹
未來航空發動機的發展趨勢是高推重比、低污染，因此燃燒室勢必向著高熱容、高溫升方向發展。這就直接導致了發動機的油氣比增大，燃燒室的燃燒溫度升高，對燃燒室結構的耐溫性能提出了更高的要求，燃燒室頭部級間段結構，也稱頭部級間套，是一個高溫部件，在設計中需要保證頭部級間段結構的最高使用溫度不超過其材料的使用溫度。頭部級間段一般用在具有多級旋流器的頭部結構中，其作用有連接和固定兩級旋流器，減小燃燒區高溫燃氣對旋流器和噴嘴的輻射換熱的作用，調整頭部區域的流場。由于燃燒室頭部級間段位于燃燒室頭部中心區域，受到燃燒區強烈的輻射換熱影響，壁面溫度非常高，工作條件十分惡劣，對材料的耐溫性能要求很高，必要時還必須對級間段結構進行冷卻。目前，頭部級間段結構不采用冷卻或采用單層壁冷卻。例如，US7878000B2公開了一種不帶冷卻氣孔的頭部級間段結構，該級間段是由兩級旋流器之間的分隔板向噴嘴下游延伸形成的，其作用是形成一個文氏管結構，來調整頭部區域的流場。該頭部級間段的設計完全沒有考慮級間段的冷卻問題，因此需要級間段材料有極高的耐溫能力。US2010050644A1公開了一種帶單層冷卻氣孔的頭部級間段結構，該級間段中間為空心結構，空腔內為冷卻氣。同時，在級間段的端部局部區域或整個端部開一系列小孔，通過這些小孔可以對級間段端部進行一定的冷卻，但該冷卻結構采用的是單層壁冷卻，冷卻氣無法對端部進行沖擊冷卻，且冷卻在熱側無法形成連續的氣膜，冷卻效率較低。目前發動機燃燒室的頭部級間段結構可在燃氣溫度為1800K時滿足溫度要求，但隨著發動機性能的提高，預計到2020年，燃燒室的燃氣溫度可達2400K，單獨依靠提高材料的耐溫極限很難滿足要求，同時現有的級間段結構由于無法在壁面形成冷卻氣膜，冷卻效率低，將無法在這一溫度下可靠運行，需要使用更加高效的冷卻結構。
技術實現思路
有鑒于此，本技術要解決的一個技術問題是提供一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套，在冷卻板上設置冷卻氣孔進行冷卻。一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套，包括外套壁、內套壁和冷卻板；所述冷卻板設置在所述頭部級間套的一端，并將所述外套壁的一端和內套壁的一端封閉，使所述外套壁、內套壁和冷卻板之間形成空腔；在所述冷卻板上設置多個冷卻氣孔。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個冷卻氣孔為多個斜孔；其中，所述多個斜孔都為孔徑為0. I — 2mm的圓形通孔。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個斜孔的摻混角都為80° -90° ;所述多個斜孔的入射角都為15° -45°。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 - 15mm ;所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 - 20mm。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個冷卻氣孔為多個沖擊孔；其中，所述多個沖擊孔都為孔徑為0. 5 - IOmm的圓形通孔。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個沖擊孔的摻混角都為0 — 10°，所述多個沖擊孔的入射角都為80° — 90°。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 - 20mm ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 - 30mm。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述頭部級間套的冷卻板為兩層結構，其中，外層的為第一冷卻板，內層的為第二冷卻板；所述第一冷卻板和所述第二冷卻板之間的間距為I 一 IOmm ;其中，所述第一冷卻板上設置多個沖擊孔，所述第二冷卻板上設置多個斜孔。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述第二冷卻板上設置的多個斜孔都為孔徑為0.1 — 2mm的圓形通孔；所述多個斜孔的摻混角都為80° — 90°，入射角都為15° — 45° ;所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 - 15mm ;所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向也為均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 — 20mm ;所述第一冷卻板上設置的所述多個沖擊孔都為孔徑為0. 5 — IOmm的圓形通孔；所述多個沖擊孔的摻混角都為0 — 10°，入射角都為80° — 90° ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 - 20mm ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向也為均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 - 30mm。根據本技術的頭部級間套的一個實施例，進一步的，所述多個沖擊孔的孔徑都為3_ ;所述多個沖擊孔的摻混角都為3°，入射角都為90° ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為5. 5mm ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為6mm ;所述多個斜孔的孔徑都為Imm ;所述多個斜孔的摻混角都為90°，入射角都為20° ;所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為5. 5mm ;所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為6mm。本技術要解決的一個技術問題是提供一種燃氣輪機燃燒室，在所述燃氣輪機燃燒室的頭部設置兩級旋流器，在所述兩級旋流器之間設置上述的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套。本技術的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套，在冷卻板上設置冷卻氣孔進行冷卻，達到保護轉接套的作用。 附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為根據本技術的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套的使用示意圖；圖2為冷卻板上的冷卻氣孔的入射角和摻混角的示意圖；圖3為根據本技術的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套的一個實施例的示意圖；圖4A-4E為根據本技術的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套的另一個實施例的示意圖；圖5為本技術的燃氣輪機燃燒室的頭部級間套的一個實施例的工作原理示意圖。具體實施方式下面參照附圖對本技術進行更全面的描述，其中說明本技術的示例性實施例。下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。下面結合圖和實施例對本技術的技術方案進行多方面的描述。圖I為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套，其特征在于，包括：外套壁、內套壁和冷卻板；所述冷卻板設置在所述頭部級間套的一端，并將所述外套壁的一端和所述內套壁的一端封閉；在所述冷卻板上設置多個冷卻氣孔。
【技術特征摘要】
1.一種燃氣輪機燃燒室的頭部級間套，其特征在于，包括 外套壁、內套壁和冷卻板；所述冷卻板設置在所述頭部級間套的一端，并將所述外套壁的一端和所述內套壁的一端封閉； 在所述冷卻板上設置多個冷卻氣孔。2.如權利要求I所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個冷卻氣孔為多個斜孔； 其中，所述多個斜孔都為孔徑為O. I — 2mm的圓形通孔。3.如權利要求2所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個斜孔的摻混角都為80° -90° ;所述多個斜孔的入射角都為15° -45°。4.如權利要求3所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 — 15mm ； 所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向均勻分布，其中，所述多個斜孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 - 20mm。5.如權利要求I所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個冷卻氣孔為多個沖擊孔； 其中，所述多個沖擊孔都為孔徑為O. 5 - IOmm的圓形通孔。6.如權利要求5所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個沖擊孔的摻混角都為O — 10°，所述多個沖擊孔的入射角都為80° — 90°。7.如權利要求6所述的頭部級間套，其特征在于 所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的圓周方向的孔間距為4 — 20mm ； 所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向均勻分布，其中，所述多個沖擊孔沿所述頭部級間套的軸線方向的孔間距為5 - 30mm。8.如權利要求I所述的頭部級間套，其特征在于 所述冷卻板為兩層結構，其中，外層的為第一冷卻板，內層的為第二冷卻板；所述第一冷卻板和所述第二冷卻板之間的間距為I 一 IOmm ; 其中，所述第一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何躍龍，陳毓卿，
申請(專利權)人：中航商用航空發動機有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：
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