一種燃燒室的密封件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及干低排放燃燒室領域，具體涉及一種燃燒室的密封件。
【背景技術】
[0002]燃燒室設計中空氣的流量分配是非常重要的因素，近年來，隨著對燃氣輪機功率、效率愈加嚴格的市場要求，燃燒室出口溫度持續提高，為保證燃燒區的油氣比，冷卻空氣量隨之降低，因此燃燒室各部件之間需要密封件以防止空氣在不期望的位置發生泄露，這些密封件典型地包括C型環、指狀呼啦環等。
[0003]現代燃燒室中的密封件需要承受高壓與高溫環境，同時還需要適應密封件上的高壓力梯度與溫度梯度，因此需要對燃燒室密封件增加主動冷卻措施，否則極易發生燒蝕現象，影響火焰筒壽命。
[0004]中國專利CN 101713539B涉及沖擊冷卻的燃燒器密封件，在該專利中，該裝置包括密封支撐件、波形密封件等，密封支撐件具有多個貫穿沖擊孔，冷卻空氣通過貫穿沖擊孔對火焰筒壁面進行沖擊冷卻，同時對密封支撐件與波形密封件進行保護，大幅增加燃燒室壽命。但發現所述燃燒室密封件結構相對復雜，加工難度大；同時為保證沖擊冷卻的冷卻效果，需要通過沖擊孔的高速氣流，對密封件的冷卻空氣量要求較高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種燃燒室的密封件，以解決目前燃燒室難以滿足高出口溫度要求的問題。
[0006]本發明的技術方案是:
[0007]一種燃燒室的密封件，包括:
[0008]冷卻壁，其具有前支撐凸臺、后支撐凸臺以及設置在外壁面上的紊流器，且所述紊流器位于所述前支撐凸臺與所述后支撐凸臺之間，所述前支撐凸臺具有冷卻空氣進口，所述后支撐凸臺具有冷卻空氣出口；
[0009]波形密封件，設置在所述冷卻壁外側，所述波形密封件的峰部與過渡段內側接觸并壓緊，用于所述過渡段與火焰筒之間的徑向密封。
[0010]可選地，所述紊流器為多個環形肋，所述環形肋的軸線與所述火焰筒的軸線重合，多個所述環形肋沿軸線方向均勻分布。
[0011 ] 可選地，所述紊流器為沿所述火焰筒的軸線方向設置的螺旋肋。
[0012]可選地，所述冷卻空氣進口為沿軸線開設的多個孔或槽，且多個孔或槽之間沿周向均勻分布。
[0013]可選地，所述冷卻空氣出口為沿軸線開設的多個孔或槽，且多個孔或槽之間沿周向均勻分布。
[0014]可選地，所述波形密封件下游端為密封環，上游端分為多只彈性片，所述冷卻壁與所述波形密封件之間形成冷卻腔。
[0015]可選地，任意相鄰的兩個所述彈性片之間具有一致的間隔。
[0016]可選地，所述波形密封件上游端的彈性片置于冷卻壁的前支撐凸臺上。
[0017]可選地，所述波形密封件下游端的密封環焊接在所述冷卻壁的后支撐凸臺上。
[0018]本發明的有益效果:
[0019]本發明燃燒室的密封件能夠對冷卻壁進行主動冷卻，由于直接在冷卻壁上采用紊流器，簡化密封件結構，使其更易于加工，同時由于使用紊流冷卻取代沖擊冷卻，可以適當降低冷卻空氣氣流的流速，相當于降低密封件所需冷卻空氣量，能夠將更多的空氣注入燃燒區，從而提升燃燒室的性能。
【附圖說明】
[0020]圖1是現有技術燃氣輪機燃燒室的截面的簡化視圖；
[0021]圖2是現有技術燃氣輪機燃燒室的密封件的截面的簡化視圖；
[0022]圖3是圖2中的冷卻壁的右視圖；
[0023]圖4是現有技術燃氣輪機燃燒室的截面的簡化視圖；
[0024]圖5是本發明燃氣輪機燃燒室的密封件的截面的簡化視圖；
[0025]圖6是圖5中的冷卻壁的左視圖；
[0026]圖7是圖5中的冷卻壁的右視圖；
[0027]圖8是圖5中的波形密封件的俯視圖。
[0028]附圖標記:
[0029]燃燒室10，39;
[0030]密封件11，40;
[0031]冷卻壁12，41;
[0032]密封支撐件13 ；
[0033]前支撐凸臺42;
[0034]后支撐凸臺43;
[0035]紊流器44 ；
[0036]冷卻空氣進口14，45;
[0037]冷卻空氣出口15，46;
[0038]波形密封件16，47;
[0039]密封腔17，48;
[0040]過渡段18，49;
[0041]火焰筒19，50;
[0042]密封環20，51;
[0043]彈性片21，52;
[0044]冷卻外腔22 ；
[0045]冷卻內腔23;
[0046]冷卻腔53。
【具體實施方式】
[0047]這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。
[0048]參考圖1所示，大致顯示了現有的燃氣輪機燃燒室10，燃燒室10包括火焰筒19與過渡段18，兩者之間依靠密封件11進行裝配與密封。參考圖2，該密封件11包括冷卻壁12，其位于密封件11的最內側，如圖3所示，下游端具有冷卻空氣出口 15 ;密封支撐件13，其上游端具有冷卻空氣進口 14，同時密封支撐件13的上、下游端分別焊接在冷卻壁12上，與冷卻壁12之間形成冷卻內腔23 ;波形密封件16，其具有下游端的密封環20以及上游端分出的多個彈性片21，彈性片21能夠通過變形保證火焰筒19與過渡段18之間的彈性密封；密封環20焊接在密封支撐件13上，與密封支撐件13之間形成冷卻外腔22，并與冷卻壁12 —起限定密封腔17。
[0049]冷卻空氣從冷卻空氣進口 14進入冷卻內腔23，同時對冷卻壁12進行沖擊冷卻，防止高的燃燒室10出口溫度導致冷卻壁12燒蝕，然后從冷卻空氣出口 15流出，進入過渡段18，并與高溫燃氣混合。
[0050]如圖4所示，本發明的燃燒室39結構與圖1的燃燒室10大部分結構基本相同，同樣包括火焰筒50與過渡段49，兩者之間依靠密封件40進行裝配和密封。參考圖5至圖8所示，本發明的密封件40包括冷卻壁41，其具有前支撐凸臺42、后支撐凸臺43以及設置在外壁面上的紊流器44，且紊流器44位于前支撐凸臺42與后支撐凸臺43之間；
[0051]前支撐凸臺42具有冷卻空氣進口 45，后支撐凸臺43具有冷卻空氣出口 46。冷卻空氣進口 45和冷卻空氣出口 46可以根據需要選擇為多種適合的形狀，如圖6和圖7所示，可以為沿軸線開設的多個孔或槽，且多個孔或槽之間沿周向均勻分布。
[0052]紊流器44可以根據需要設置為多種適合的形狀；在一個優選實施例中，紊流器44可以為多個環形肋，紊流器44的軸線與火焰筒50的軸線重合，多個環形肋沿軸向方向均勻分布；并且，環形肋的直徑小于或等于前支撐凸臺42和后支撐凸臺43的直徑，保證在冷卻壁41與波形密封件47之間形成足夠空間的冷卻腔53。在其他實施例中，紊流器44可以為沿軸向方向設置的螺旋肋，螺旋肋的直徑同樣小于或等于前支撐凸臺42和后支撐凸臺43的直徑。
[0053]如圖8所示，波形密封件47具有下游端的密封環51以及上游端分出的多只彈性片52，任意相鄰的兩個彈性片52之間具有一致的間隔(即均勻相間分布)；密封環51焊接在冷卻壁41外側，用于固定波形密封件47并限定冷卻壁41與波形密封件47之間的密封腔48 ;彈性片52的峰部與過渡段49內側接觸并壓緊，彈性片52通過變形保證火焰筒50與過渡段49之間的彈性密封；進一步，波形密封件47上游端的彈性片52置于冷卻壁41的前支撐凸臺42上；波形密封件47下游端的密封環51焊接在冷卻壁41的后支撐凸臺43上。
[0054]冷卻壁41與波形密封件47之間形成冷卻腔53，冷卻空氣從冷卻空氣進口 45進入冷卻腔53，通過紊流器44氣流紊流度增大，冷卻效果增強；對冷卻壁41進行冷卻后，冷卻空氣從冷卻空氣出口 46流出，進入過渡段49與高溫燃氣混合。
[0055]本發明燃燒室39的密封件40能夠對冷卻壁41進行主動冷卻，由于直接在冷卻壁41上采用紊流器44，簡化密封件40結構，使其更易于加工，同時由于使用紊流冷卻取代沖擊冷卻，可以適當降低冷卻空氣氣流的流速，相當于降低密封件40所需冷卻空氣量，能夠將更多的空氣注入燃燒區，從而提升燃燒室的性能。
[0056]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種燃燒室的密封件，其特征在于，包括: 冷卻壁(41)，其具有前支撐凸臺(42)、后支撐凸臺(43)以及設置在外壁面上的紊流器(44)，且所述紊流器(44)位于所述前支撐凸臺(42)與所述后支撐凸臺(43)之間，所述前支撐凸臺(42)具有冷卻空氣進口(45)，所述后支撐凸臺(43)具有冷卻空氣出口(46); 波形密封件(47)，設置在所述冷卻壁(41)外側，所述波形密封件(47)的峰部與過渡段(49)內側接觸并壓緊，用于所述過渡段(49)與火焰筒(50)之間的徑向密封。2.根據權利要求1所述的燃燒室的密封件，其特征在于，所述紊流器(44)為多個環形肋，所述環形肋的軸線與所述火焰筒(50)的軸線重合，多個所述環形肋沿軸線方向均勻分布。3.根據權利要求1所述的燃燒室的密封件，其特征在于，所述紊流器(44)為沿所述火焰筒(50)的軸線方向設置的螺旋肋。4.根據權利要求2或3所述的燃燒室的密封件，其特征在于，所述冷卻空氣進口(45)為沿所述火焰筒(50)的軸線開設的多個孔或槽，且多個孔或槽之間沿所述火焰筒(50)周向均勻分布。5.根據權利要求4所述的燃燒室的密封件，其特征在于，冷卻空氣出口(46)為沿軸線開設的多個孔或槽，且多個孔或槽之間沿周向均勻分布。6.根據權利要求5所述的燃燒室的密封件，其特征在于，波形密封件(47)下游端為密封環(51)，上游端分為多只彈性片(52)，冷卻壁(41)與所述波形密封件(47)之間形成冷卻腔(53) ο7.根據權利要求6所述的燃燒室的密封件，其特征在于，任意相鄰的兩個彈性片(52)之間具有一致的間隔。8.根據權利要求6所述的燃燒室的密封件，其特征在于，所述波形密封件(47)上游端的所述彈性片(52)置于冷卻壁(41)的前支撐凸臺(42)上。9.根據權利要求6所述的燃燒室的密封件，其特征在于，所述波形密封件(47)下游端的密封環(51)焊接在所述冷卻壁(41)的后支撐凸臺(43)上。
【專利摘要】本發明涉及干低排放燃燒室領域，具體涉及一種燃燒室的密封件，以解決目前燃燒室難以滿足高出口溫度要求的問題。燃燒室的密封件包括：冷卻壁，其具有前支撐凸臺、后支撐凸臺以及設置在外壁面上的紊流器，且紊流器位于前支撐凸臺與后支撐凸臺之間，前支撐凸臺具有冷卻空氣進口，后支撐凸臺具有冷卻空氣出口；波形密封件，設置在冷卻壁外側，波形密封件的峰部與過渡段內側接觸并壓緊。本發明燃燒室的密封件直接在冷卻壁上采用紊流器，簡化密封件結構，使其更易于加工，同時由于使用紊流冷卻取代沖擊冷卻，可以適當降低冷卻空氣氣流的流速，相當于降低密封件所需冷卻空氣量，能夠將更多的空氣注入燃燒區，從而提升燃燒室的性能。
【IPC分類】F23M5/08, F23R3/00
【公開號】CN105114981
【申請號】CN201510595175
【發明人】王正陽, 張善軍, 趙凱嵐, 周建華, 馬宏宇
【申請人】中國航空工業集團公司沈陽發動機設計研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月17日