用于火焰筒的套筒以及火焰筒的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种用于火焰筒的套筒以及火焰筒。
【背景技术】
[0002]燃烧室是燃气轮中用于组织燃料发生燃烧反应的部件，也是决定发动机寿命和可靠性的关键部件之一。火焰筒作为燃烧室中用于安排参加燃烧、掺混和冷却空气的组件，其在高温、剧烈震动和热冲击等恶劣条件下工作要承受很大的热应力、蠕变应力和疲劳应力，所以常常会产生裂纹、变形、掉块、烧蚀、脱焊和腐蚀等故障，火焰筒是燃烧室故障率最高的组件，因而燃烧室的寿命和可靠性主要取决于火焰筒的寿命和可靠性。
[0003]双层壁(double wall)冷却结构是一种可以同时引入两种或几种基本的冷却方式的冷却结构，其中冲击-发散冷却形式是通过与双层壁结构相结合的一种高效冷却方式，通过冲击冷却(impingement cooling,冲击冷却是指通过高速气流冲击壁面来降低壁面温度的方式)、发散冷却(effus1n cooling)来提高冷却效率。
[0004]采用冲击-发散冷却的双层壁火焰筒在燃烧室内的具体实现形式如图1所示，火焰筒包括承力壳体I和浮动瓦块2，承力壳体I和浮动瓦块2形成了外、内两层结构，其中外层的承力壳体I采用整环结构，内层的浮动瓦块2通过螺钉与承力壳体I连接。若干块浮动瓦块2拼接形成整环结构。
[0005]如图2所示，现有技术中冲击-多斜孔发散冷却结构中，外层的承力壳体上分布着垂直于内层壁面的冲击孔3 ;内层的浮动瓦块与热燃气接触，浮动瓦块上密集分布着多斜孔4。燃烧室工作时，冷却气流通过冲击孔3形成高速气流冲击浮动瓦块后由多斜孔4流出，在浮动瓦块内侧形成冷却气膜毯。
[0006]出于组织燃烧的需要或者为了调节燃烧室出口温度分布，通常在火焰筒的筒状本体(简称:筒体)上开设了一定数量的掺混孔(掺混孔英文可以译为dilut1n hole或mixing hole) 5以引入掺混气流。在火焰筒的双层壁冷却结构(简称:双层壁结构)中，为了将掺混气流和冷却用气分开，需要在掺混孔处增加一个如图2和图3所示掺混套筒(sleeve)6。
[0007]本申请人发现:现有技术至少存在以下技术问题:
[0008]由于现有技术中火焰筒的双层壁结构存在大孔(例如:掺混孔)，大孔引入的掺混气流会导致浮动瓦块热侧壁面冷却气膜毯被破坏，从而造成大孔下游存在如图2所示局部高温区域7，影响了火焰筒双层壁结构中内层壁(图2所示为浮动瓦块)使用寿命。
【发明内容】
[0009]本发明的其中一个目的是提出一种用于火焰筒的套筒以及设置该用于火焰筒的套筒的火焰筒，解决了现有技术存在火焰筒的内层壁使用寿命较低的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:
[0011]本发明实施例提供的用于火焰筒的套筒，包括筒状本体以及呈片状或板状的挡流部，其中:
[0012]所述筒状本体的一个端口形成进流端口，所述筒状本体的另一个端口形成出流端P ；
[0013]所述挡流部固定设置在所述出流端口处，且所述挡流部沿所述筒状本体内流体流出的方向延伸出所述出流端口的部分区域。
[0014]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部还连接有导流部，所述导流部沿背离所述筒状本体内流体的方向延伸出所述筒状本体的外表面。
[0015]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部、所述导流部与所述筒状本体三者为一体式结构；
[0016]或者，所述挡流部与所述导流部两者为一体式结构，且所述挡流部与所述筒状本体固定连接；
[0017]或者，所述挡流部与所述导流部固定连接，且所述挡流部与所述筒状本体两者为一体式结构；
[0018]或者，所述挡流部与所述导流部两者固定连接，且所述挡流部与所述筒状本体两者固定连接。
[0019]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部背离所述筒状本体内流体的表面与所述筒状本体的外表面平滑连接；所述挡流部与所述导流部两者的连接处设置有倒角或圆角。
[0020]在一个优选或可选地实施例中，所述导流部延伸出所述筒状本体的外表面的方向与所述筒状本体内流体流出的方向相垂直。
[0021]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部以及所述导流部两者各自的截面中垂直于所述筒状本体内流体流出的方向的截面的外轮廓和/或内轮廓的形状为曲线。
[0022]在一个优选或可选地实施例中，所述筒状本体为圆形或椭圆形筒体，所述曲线为弧线，且所述弧线的中点位于所述筒状本体的中轴线上。
[0023]在一个优选或可选地实施例中，所述弧线为半圆弧线。
[0024]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部在所述筒状本体内流体流出的方向上延伸出所述出流端口的尺寸为0.5mm-5.0mm ；
[0025]所述导流部在背离所述筒状本体内流体的方向延伸出所述筒状本体的外表面的尺寸为Imm-1Omm ；
[0026]所述筒状本体、所述挡流部与所述导流部三者的厚度相一致且均为0.5mm-3.0mm。
[0027]本发明实施例提供的火焰筒，包括双层壁结构以及本发明任一技术方案提供的用于火焰筒的套筒，其中:
[0028]所述双层壁结构包括外层壁以及与所述外层壁之间存在间隙的内层壁，所述外层壁上设置有冲击孔，所述内层壁上设置有多斜孔，且所述外层壁以及所述内层壁各自均设置有外气导入孔；
[0029]所述筒状本体依次贯穿所述外层壁以及所述内层壁各自的所述外气导入孔，且所述筒状本体与所述双层壁结构固定连接；
[0030]所述挡流部位于所述外气导入孔之外；
[0031]所述内层壁上的所述外气导入孔的孔壁上设置有至少一条引流槽，所述引流槽与所述筒状本体的外表面形成引流通孔；和/或，所述内层壁上接近所述外气导入孔的孔壁的区域设置有至少一个引流通孔；
[0032]所述外层壁以及所述内层壁之间的间隙通过所述引流通孔与所述火焰筒的燃烧区相连通。
[0033]在一个优选或可选地实施例中，所述外气导入孔为掺混孔，所述引流通孔的孔径为 0.3mm — 1.5mm0
[0034]在一个优选或可选地实施例中，所述挡流部还连接有导流部，所述导流部沿背离所述筒状本体内流体的方向延伸出所述筒状本体的外表面；
[0035]所述引流通孔的出流端口朝向所述导流部，所述挡流部以及所述导流部能使所述引流通孔流出的冷却气体与所述多斜孔流出的冷却气体一并在所述内层壁接近所述火焰筒的燃烧区的表面上形成冷却膜毯。
[0036]基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果:
[0037]由于本发明实施例提供的用于火焰筒的套筒的出流端口处设置有挡流部，且挡流部沿筒状本体内流体流出的方向延伸出出流端口的部分区域，当将该套筒应用于火焰筒的双层壁结构上的外气导入孔(例如掺混孔)上时，由于挡流部位于外气导入孔之外，因此可以避免由外气导入孔进入的气流(例如掺混气流)对套筒下游的内层壁的热侧(接近火焰筒的燃烧区的一侧)壁面上的气膜毯造成破坏，降低了由外气导入孔进入的气流对内层壁的冷却效果造成的影响，提高了内层壁乃至整个火焰筒的使用寿命。
[0038]另外，引流通孔可以将外层壁以及内层壁之间的间隙内的一部分冷却气流引入套筒下游的内层壁的热侧壁面，从而一定程度上避免了套筒下游的内层壁出现局部高温的现象，更为有效地提高了内层壁乃至整个火焰筒的使用寿命，更为彻底地解决了现有技术存在火焰筒的内层壁使用寿命较低的技术问题。
[0039]除此之外，引流通孔引入的冷却气流经过了套筒的外表面或者接近套筒外表面，对套筒、挡流部也可以起到较为理想的冲击冷却作用(优选方案中还可以对增加的导流部起到冲击冷却的作用)，所以也提高了套筒的使用寿命。
【附图说明】
[0040]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0041]图1为现有技术中燃烧室的结构示意图；
[0042]图2为现有技术中燃烧室内安装有掺混套筒的火焰筒的双层壁的局部结构的剖视意图；
[0043]图3为现有技术中掺混套筒的立体结构的示意图；
[0044]图4为安装