一种带环形肋的燃烧室筒体的制作方法

本发明涉及一种燃烧室筒体，具体涉及一种防失稳易加工的加热器燃烧室筒体，属于发动机地面试验装置技术领域。

背景技术：

用于高超声速大尺度自由射流试验台的加热器，结构内型面尺寸大，工作温度、压力均高，需要在很宽的马赫数范围内工作，加热器需要模拟对应范围内的来流条件，在高马赫数条件下来流焓值很高，对加热器燃烧室筒体的热防护提出了很高的要求；另一方面，由于总体要求加热器的流量更高，对于加热器的尺寸较之前的加热器增加一倍，相应增大尺寸的试验试件的热防护更为严峻。

以往设备的加热器燃烧室最大直径只有460mm，对于最大直径为700mm的大尺寸加热器燃烧室，其冷却结构的失稳与换热强度是燃烧室设计的重点。以往的燃烧室筒体水冷方式均采用直槽或者螺旋形水槽结构，直槽冷却效果最好，但强度较螺旋形差；螺旋形水槽结构强度好，但冷却效果比直槽差。但无论采用哪种形式的水冷方式，换热与失稳都是非常严峻的矛盾体。

因此，为满足试验研究的需要，需设计一种能够在高焓条件下可靠工作的加热器燃烧室筒体，并且满足工作时间的需要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种带环形肋的燃烧室筒体，该种结构的燃烧室筒体即可以抵抗失稳又能保证冷却效果，在保证结构强度能够满足使用要求。

所述的带环形肋的燃烧室筒体，包括同轴套装的内筒体和外筒体，所述内筒体的外圆周面上沿周向分布有两条以上轴向的条形槽作为冷却槽，在所述外筒体的两端的连接法兰上设置有与所述冷却槽连通的进水通道和出水通道；

在所述内筒体外圆周面冷却槽的表面设置有一条以上环形肋；

在每个所述环形肋外套装环盖，所述环盖为内表面设置有环形凹槽的环形结构，其内表面的环形凹槽与所述环形肋相匹配，所述环形肋位于该环形凹槽内；

套装在所述内筒体外部的外筒体与所述环盖固接。

所述进水通道向内倾斜设置，在与所述冷却槽的连通处形成拐角。

所述环形肋与所述内筒体一体成型。

所述环形肋为两个；若两个所述环形肋设置在所述内筒体的两端，则将所述环盖盖在所述环形肋外部后，在所述内筒体上两个环盖之间外套装外筒体，所述外筒体的两端分别与对应端的环盖焊接；

若两个所述环形肋设置在所述内筒体的中间位置，则所述外筒体采用分段式结构，所述外筒体位于两个环盖中间部分的两端分别与两端的环盖焊接，位于两个环盖外侧的部分与对应侧的环盖焊接。

有益效果：

(1)针对高焓加热器燃烧室筒体的热防护问题，在冷却槽上增加环形加强肋，大大增强了结构的稳定性，确保安全稳定的长时间工作。此种设计的结构紧凑、冷却效果好、结构强度高，充分解决了失稳与换热的矛盾问题。

(2)在环形肋外面套装环盖，外筒体与环盖固接，能够避免外筒体直接与环形肋焊接影响内筒体的材料性能。

附图说明

图1为加热器燃烧室的剖视图；

图2为设置有环形肋和环盖的热器燃烧室半剖图。

其中：1-内筒体、2-外筒体、3-连接法兰、4-环形肋、5-环盖

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种带环肋的加热器燃烧室筒体，结构紧凑、冷却效果好、结构强度高，充分解决了失稳与换热的矛盾问题。

如图1和图2所示，燃烧室筒体包括同轴套装的内筒体1和外筒体2，外筒体2的两端设置有连接法兰3。在内筒体1的外圆周面上沿周向均匀分布有多个轴向的条形槽作为冷却槽，冷却槽内通冷却水。外筒体2两端的连接法兰3上分别设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道。在内筒体1外圆周面冷却槽的表面增加两条环形肋4，通过设置环形肋4既可以抵抗失稳又能保证冷却效果，保证结构强度能够满足使用要求。环形肋4与内筒体1一体成型。

为避免外筒体2直接与环形肋1焊接影响内筒体1的材料性能，在每个环形肋4外面套装环盖5，环盖5为内表面设置有环形凹槽的环形结构，其内表面的环形凹槽与环形肋4相匹配，即环形肋4位于该环形凹槽内。套装在内筒体1外部的外筒体2与环盖5焊接，若两个环形肋4设置在内筒体1的两端，则直接将环盖5盖在环形肋4外部，然后在内筒体1上两个环盖5之间外套装外筒体2，外筒体的两端分别与两端的环盖5焊接。若两个环形肋4设置在内筒体1的中间位置，则外筒体2采用分段式结构，包括位于两个环形肋4之间的中间段和位于两个环形肋4端部的端部段，外筒体2中间段的两端分别与两端的环盖5焊接，端部段的一端与对应侧的环盖5焊接，由此实现外筒体2与环盖5的固接。

目前的调试试验中，采用该技术的加热器燃烧室筒体有效的满足了冷却的需要，保证了高马赫数试验的顺利进行。该设计方法适用于高焓加热器燃烧室筒体，可以为其提供有效热防护，确保试验的进行，支撑超燃冲压发动机的研究。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种带环形肋的燃烧室筒体，在冷却槽上增加环形加强肋，大大增强了结构的稳定性，确保安全稳定的长时间工作。具体包括同轴套装的内筒体和外筒体，所述内筒体的外圆周面上沿周向分布有两条以上轴向的条形槽作为冷却槽，在所述外筒体的两端的连接法兰上设置有与所述冷却槽连通的进水通道和出水通道；在所述内筒体外圆周面冷却槽的表面设置有一条以上环形肋；在每个所述环形肋外套装环盖，所述环盖为内表面设置有环形凹槽的环形结构，其内表面的环形凹槽与所述环形肋相匹配，所述环形肋位于该环形凹槽内；套装在所述内筒体外部的外筒体与所述环盖固接。

技术研发人员：郑莉莉;刘巍;石浩;刘小勇
受保护的技术使用者：北京动力机械研究所
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.05.10