一种具有火焰筒侧壁冷却功能的燃烧室试验件的制作方法

本申请属于航空发动机试验领域，特别涉及一种具有火焰筒侧壁冷却功能的燃烧室试验件。

背景技术：

火焰筒是航空发动机的重要组成部分，现有技术中的发动机燃烧室大多采用全环形火焰筒，其结构示意如图1所示，在燃烧室的研制过程中，燃烧室由多个矩形或扇形的燃烧室试验机构成，燃烧室试验件用于模拟图1中所示的单个或若干个喷嘴104及喷嘴所对应的火焰筒扇形段101。燃烧室试验件模拟火焰筒扇形段101时需在火焰筒内壁103和火焰筒外壁 102的两侧增加火焰筒侧壁105、106用于形成燃气流路，其结构示意如图 2所示。由于燃烧室火焰筒内燃气温度(1700摄氏度以上)的不断提高，在长时间的燃烧试验过程中，极易导致常规喷涂隔热涂层的火焰筒侧壁产生烧蚀。

因此，现有火焰筒侧壁105、106通常采用喷涂隔热涂层的方式来提高其本体的耐温能力。但随着航空燃气轮机燃烧室火焰筒内燃气温度的不断提高，现有的方式已无法满足火焰筒侧壁的冷却需求，在长时间试验过程中极易产生烧蚀故障。

技术实现要素：

本申请的目的是提供了一种具有火焰筒侧壁冷却功能的燃烧室试验件，以解决上述任一问题。

本申请的技术方案是：一种具有火焰筒侧壁冷却功能的燃烧室试验件，所述燃烧室试验件包括：火焰筒外壁和火焰筒内壁；和设置于火焰筒外壁和火焰筒内壁两侧的火焰筒左侧壁和火焰筒右侧壁，所述火焰筒左侧壁和所述火焰筒右侧壁内部均设有与燃气方向平行的多个冷却通道以及与所述冷却通道连通的多个均压通道，所述均压通道与所述冷却通道垂直，在所述火焰筒左侧壁和所述火焰筒右侧壁远离燃气方向的侧面均设有与所述冷却通道连通的进气口和出气口。

在本申请中，所述火焰筒左侧壁和所述火焰筒右侧壁内部还设有进气口集气腔和出气口集气腔，所述进气口集气腔与冷却通道平行设置，且所述进气口设置在所述进气口集气腔上，所述出气口集气腔也与冷却通道平行设置，且所述出气口设置在所述出气口集气腔上。

在本申请中，在所述火焰筒左侧壁和所述火焰筒右侧壁靠近所述燃气方向的侧面涂有隔热涂层。

在本申请中，所述冷却通道为直径D的圆形，所述冷却通道与具有所述冷却通道的所述火焰筒左侧壁或所述火焰筒右侧壁靠近所述燃气流向一侧壁面具有距离t，相邻两个所述冷却通道之间具有距离k，所述冷却通道的直径D、冷却通道与火焰筒侧壁的距离t以及相邻两个冷却通道之间的距离k用于调节所述火焰筒左侧壁和火焰筒右侧壁的温度。

在本申请中，所述均压通道具有宽度W，相邻两个所述均压通道之间具有间距P，所述均压通道的宽度W和相邻两个所述均压通道之间的间距 P用于调节所述火焰筒左侧壁和火焰筒右侧壁的温度。

在本申请中，所述冷却通道和所述均压通道内流通的介质包括液体或气体。

在本申请中，所述液体包括水。

本申请的燃烧室试验件通过将火焰筒侧壁内部设置冷却通道，利用试验件进口较低温度的空气或水作为冷却剂对火焰筒侧壁进行主动冷却，并设置均压通道以平衡各冷却通道之间的压力，使各冷却通道之间的冷却剂流量更均匀，可有效降低火焰筒侧壁燃气侧壁温，避免了火焰筒侧壁的烧蚀故障。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为现有技术中的发动机燃烧室火焰筒示意图。

图2为现有技术中的燃烧室试验件火焰筒示意图。

图3为本申请的燃烧室试验件示意图。

图4为本申请的火焰筒左侧壁示意图。

图5为本申请的火焰筒左侧壁内部流道流通状态示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1至图3所示，本申请的具有火焰筒侧壁冷却功能的燃烧室试验件包括火焰筒外壁1和火焰筒内壁2，以及设置于火焰筒外壁1和火焰筒内壁2两侧的火焰筒左侧壁3和火焰筒右侧壁4以构成矩形或扇形结构，在火焰筒左侧壁3、火焰筒右侧壁4的内部设置沿燃气流向5的多个冷却通道7，多个冷却通道7之间相互平行，在火焰筒侧壁内沿冷却通道7流向的不同位置设置了若干均压通道12，均压通道12与冷却通道7垂直设置，分别在火焰筒左侧壁3和火焰筒右侧壁4远离燃气流向5一侧的壁面上设有与冷却通道7连通的进气口8和出气口10。

在本申请中，火焰筒左侧壁3和火焰筒右侧壁4内部分别还设有进气口集气腔9和出气口集气腔11，进气口集气腔9与均压通道12平行设置，且进气口8设置在进气口集气腔9上，出气口集气腔11也与冷却通道7平行设置，且出气口10设置在出气口集气腔11上。

以火焰左侧壁3为例，冷却剂通过进气口8经进气口集气腔9整流后进入冷却通道7，冷却剂在冷却通道7内对火焰筒左侧壁3进行冷却，冷却剂每流经一定距离后，汇入均压通道12对冷却剂压力进行均匀化，随后重新分配到冷却通道12中，最终冷却剂汇入出气口集气腔11并通过出气口 10排出。火焰右侧壁4的冷却过程与火焰左侧壁3一样，此处不再赘述。

本申请中通过在火焰筒侧壁的冷却通道7沿程设置均压通道12，平衡高温区附近的冷却剂压力，进而使均压通道12下游的各冷却通道7内的冷却剂流量更为均匀，避免了无均压通道结构的火焰筒侧壁冷却通道之间冷却剂流量不均匀导致的烧蚀故障。

在本申请一实施例中，在火焰筒左侧壁3和火焰筒右侧壁4靠近燃气的一侧壁面上喷涂有隔热涂层6，以进一步增加火焰筒侧壁的隔热能力。

本申请的燃烧室试验件，可通过调整冷却通道12距燃气侧的距离t、冷却通道直径D及冷却通道间距k来获得所需要的冷却效果。

本申请的燃烧室试验件，还可以通过调整均压通道宽度W、均压通道间距P来获得满意的冷却效果。

本申请的燃烧室试验件中所用的冷却剂可以是液体，也可以是气体，例如水、冷却液、空气或冷气等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。