排气弯管、回流燃烧室及燃气轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃气轮机中用到的排气弯管，本实用新型还涉及一种具有该排气弯管的回流燃烧室及燃气轮机。
【背景技术】
[0002]当前的小型燃气轮机主要采用回流燃烧室，回流燃烧室的显著特点就是气流经两个180°转弯后流入涡轮。因此，排气弯管是回流燃烧室火焰筒所特有的结构。图1为现有的某小型燃气轮机的回流燃烧室的结构示意图，如图1所示，该回流燃烧室由火焰筒筒体B和排气弯管A组成。
[0003]图2为该回流燃烧室的排气弯管A的示意图。如图2所示，该排气弯管由弯管内壁3和弯管外壁4组成。结合图1及图2，空气首先进入弯管内壁3和弯管外壁4之间的间隙，然后进入到高温燃气通道，高温燃气由火焰筒筒体B中燃料与空气的混合物燃烧产生，生成的高温燃气沿图1中箭头示出的路径流动。由于排气弯管A正对着高温燃气，为减少高温燃气热辐射和对流冲刷的影响，在排气弯管A上加工了大量的冲击冷却孔或发散冷却孔301，以减低排气弯管的壁面温度。
[0004]图3为现有的另一种排气弯管的示意图，如图3所示，为进一步提高排气弯管的冷却效果，在排气弯管外壁4上增加了冲击冷却孔401。
[0005]冷却气体经发散冷却孔301流入到排气弯管内，会在弯管内壁的内表面3形成一层气膜，气膜主要有两个作用:一是避免高温燃气与弯管壁面直接接触；二是与内壁面进行对流换热，降低弯管内壁面的温度。但是，这些冲击冷却孔401和发散冷却孔301的制造工艺复杂，加工成本较高，同时，由于这些冷却孔的存在，降低了排气弯管A的结构强度。
【发明内容】
[0006]本实用新型的其中一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种冷却效果好、加工成本低并且结构强度好的排气弯管。
[0007]本实用新型的另一目的在于提供一种具有该排气弯管的回流燃烧室。
[0008]本实用新型的第三个目的在于提供一种具有该排气弯管的燃气轮机。
[0009]根据本实用新型的一个方面，一种排气弯管，包括弯管内壁和弯管外壁，所述弯管内壁和弯管外壁之间的间隙形成气流通道，在所述弯管内壁上凸设有多个位于所述气流通道内部的突出部。
[0010]根据本实用新型的一实施方式，所述突出部为位于弯管内壁上的半球型凸包。
[0011]根据本实用新型的一实施方式，所述突出部为位于弯管内壁上的圆柱型凸包。
[0012]根据本实用新型的一实施方式，所述突出部在弯管内壁上设置为多列，相邻列的突出部相互错开。
[0013]根据本实用新型的一实施方式，所述弯管外壁上凸设有多个位于所述气流通道内的突出部。
[0014]根据本实用新型的一实施方式，所述突出部具有相同的结构。
[0015]根据本实用新型的另一个方面，一种回流燃烧室，包括火焰筒及排气弯管，所述排气弯管为上述的排气弯管。
[0016]根据本实用新型的另一个方面，一种燃气轮机，具有回流燃烧室，所述回流燃烧室包括火焰筒及排气弯管，所述排气弯管为上述的排气弯管。
[0017]由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于:
[0018]本实用新型排气弯管，通过设置在气流通道上的突出部，可以增加弯管内壁与气流的接触面积，并且能够增加气流的湍流强度，加强气流与弯管内壁之间的对流换热，因而冷却效果好。
[0019]另外，本实用新型的排气弯管避免使用冷却孔，而采用突出部的设计，提高了排气弯管的结构强度，降低了制造工艺的复杂程度，同时降低加工成本。
【附图说明】
[0020]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0021]图1是现有的回流燃烧室的结构示意图；
[0022]图2是一种现有的排气弯管的结构不意图；
[0023]图3是另一种现有的排气弯管的结构示意图；
[0024]图4是本实用新型实施例一排气弯管的结构示意图；
[0025]图5是本实用新型实施例一的排气弯管的突出部排列方式的示意图。
【具体实施方式】
[0026]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0027]实施例一
[0028]如图4所示，本实施例公开了一种排气弯管，该排气弯管用于燃气轮机的回流燃烧室上。本实施例的排气弯管包括弯管内壁I和弯管外壁2，该弯管内壁I和弯管外壁2之间的间隙形成气流通道。燃气轮机在工作时，进入到燃气轮机中的部分空气会首先在该气流通道内沿着图4中箭头所指示的方向运动，从而带走弯管内壁I的热量，对弯管内壁I进行降温，然后再进入到回流燃烧室的火焰筒中。
[0029]在该弯管内壁I上凸设有多个位于该气流通道内部的突出部101。这些突出部101会增加弯管内壁I的表面积，当空气在弯管内壁I和弯管外壁2之间的气流通道运动时，空气与该弯管内壁I的接触面积显著增大，提高换热效率，而且，当气流经过这些突出部101时，这些突出部101对气流产生扰动作用，可以增加气流通道中的气流湍流强度，从而加强对流换热，能够进一步提高弯管内壁I的换热效率，保证排气弯管具有良好的冷却效果。这些突出部101的结构可以完全相同，也可结构不同，如大小尺寸不完全相同。
[0030]设置突出部101之后，不需在弯管内壁I上钻大量的发散冷却孔，这些突出部101可以在铸造该排气弯管时直接与弯管内壁I 一起铸造成型，因而提高了本实施例排气弯管的结构强度，降低了制造工艺的复杂程度，加工制造的成本较低，也不会担心由于现有技术的排气弯管的发散冷却孔被堵塞而造成排气弯管被烧蚀的问题。
[0031]由图4及图5可知，本实施例中，突出部101为位于弯管内壁I上的半球型凸包。但是，本实用新型中突出部101的结构形式不仅限于半球型凸包，例如也可为圆柱型凸包或者棱锥形凸包等其他结构。这些突出部101在弯管内壁I上可沿气流通道内的气流运动的方向设置为多列，并且，相邻列的突出部101相互错开，以使这些突出部101都能够与气流较好地接触，提高冷却效果。
[0032]在弯管外壁2上也可以凸设多个位于所述气流通道内的突出部，并且这些突出部也可以为半球型凸包或圆柱型凸包等形状，这样一来，能够提高气流对外管外壁2的冷却效果，从而有利于对排气弯管整体的冷却效果。同时，气流在经过气流通道时，会不停地与弯管内壁I和弯管外壁2的表面进行碰撞，因而，在弯管外壁2上的突出部还能够和内壁I上的突出部同时对气流产生作用，这样能够进一步提高气流的瑞流度，从而更进一步地提高换热效率，提高冷却效果。
[0033]实施例二
[0034]本实用新型实施例公开了一种燃气轮机的回流燃烧室(图略)，该回流燃烧室具有火焰筒和排气弯管，其中排气弯管为本实用新型实施例一所公开的排气弯管。通过采用本实用新型的排气弯管，能够降低回流燃烧室的制造成本，并提高排气弯管的冷却效果，显著地提高了使用寿命。
[0035]实施例三
[0036]本实用新型实施例公开了一种燃气轮机(图略)，它具有实施例二所公开的回流燃烧室。本燃气轮机够降低回流燃烧室的制造成本，并提高排气弯管的冷却效果，显著地提高了使用寿命。
[0037]以上具体地示出和描述了本实用新型的示例性实施方式。应该理解，本实用新型不限于所公开的实施方式，相反，本实用新型意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
【主权项】
1.一种排气弯管，包括弯管内壁和弯管外壁，所述弯管内壁和弯管外壁之间的间隙形成气流通道，其特征在于:在所述弯管内壁上凸设有多个位于所述气流通道内部的突出部。2.根据权利要求1所述的排气弯管，其特征在于，所述突出部为位于弯管内壁上的半球型凸包。3.根据权利要求1所述的排气弯管，其特征在于，所述突出部为位于弯管内壁上的圆柱型凸包。4.根据权利要求1所述的排气弯管，其特征在于，所述突出部在弯管内壁上设置为多列，相邻列的突出部相互错开。5.根据权利要求1所述的排气弯管，其特征在于，所述弯管外壁上凸设有多个位于所述气流通道内的突出部。6.根据权利要求1所述的排气弯管，其特征在于，所述突出部具有相同的结构。7.—种回流燃烧室，包括火焰筒及排气弯管，其特征在于，所述排气弯管为权利要求1至5任一所述的排气弯管。8.一种燃气轮机，具有回流燃烧室，所述回流燃烧室包括火焰筒及排气弯管，其特征在于，所述排气弯管为权利要求1至5任一所述的排气弯管。
【专利摘要】本实用新型提出一种排气弯管以及回流燃烧室和燃气轮机，回流燃烧室上具有该排气弯管，燃气轮机包括该回流燃烧室。排气弯管包括弯管内壁和弯管外壁，所述弯管内壁和弯管外壁之间的间隙形成气流通道，在所述弯管内壁上凸设有多个位于所述气流通道内部的突出部。通过设置在气流通道上的突出部，可以增加弯管内壁与气流的接触面积，并且能够增加气流的湍流强度，加强气流与弯管内壁之间的对流换热，因而冷却效果好，同时，结构强度好，加工成本低。
【IPC分类】F02C7/00, F01D25/30
【公开号】CN205025577
【申请号】CN201520778487
【发明人】王利, 严明超, 江立军, 宋阁, 邬俊
【申请人】中国航空动力机械研究所
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月9日