一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒的制作方法

1.本发明属于燃烧室火焰筒领域，涉及一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒。


背景技术：

2.燃烧室的基本功能是在十分恶劣的环境条件下组织高效燃烧，把燃油的化学能转变为热能，燃烧过程发生在燃烧室的功能单元—火焰筒内部。随着现代重型燃气轮机功率与效率的不断提升，燃烧室火焰筒承受的温度也在不断增高，火焰筒严苛的高温工作环境，需要达到更高的耐热要求，但目前仅从改进合金材料本身来提高火焰筒耐热性比较困难。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒，有效降低火焰筒温度，避免火焰筒出现烧蚀故障，提高燃烧室火焰筒运行安全性。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒，包括筒体、外层热障涂层和内层热障涂层；
6.筒体包括筒体外层和筒体内层，外层热障涂层设置在筒体外层和筒体内层之间，内层热障涂层设置在筒体内层的内壁上。
7.优选的，外层热障涂层与筒体外层和筒体内层之间均采用粘结层固定，内层热障涂层和筒体内层之间采用粘结层固定。
8.进一步，筒体的任意横截面的单一粘结层厚度大于四分之一该横截面区域的外层热障涂层或内层热障涂层厚度。
9.进一步，粘接层采用nicraly制成。
10.优选的，外层热障涂层和内层热障涂层均采用陶瓷热障涂层。
11.优选的，筒体一端为进气侧，另一端为出气侧，进气侧直径大于和出气侧直径，进气侧和出气侧之间的筒体部分为圆锥状。
12.进一步，进气侧开设有涂层腔槽，涂层腔槽延伸向出气侧，涂层腔槽将筒体分隔为筒体外层和筒体内层，外层热障涂层设置在涂层腔槽中。
13.进一步，出气侧靠近筒体圆锥状部分的区域，延周面均布有多个冷却孔。
14.再进一步，冷却孔数量为40～60个。
15.再进一步，冷却孔直径为2mm～4mm。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
17.本发明将内层热障涂层喷涂在火焰筒的筒体的近燃烧腔室侧，通过内侧热障涂层将燃烧火焰与筒体隔开，避免火焰直接接触筒体，进而避免烧蚀事故的发生。将外层热障涂层喷涂在筒体的远燃烧室腔室侧，进一步将内侧传递来的热量进行阻隔，降低基体温度，提高燃烧室火焰筒运行安全性，延长火焰筒使用寿命。
18.进一步，冷却空气可以通过冷却孔进入筒体燃烧腔室内，冷却筒体，起到冷却保护作用。
附图说明
19.图1为本发明的火焰筒结构示意图；
20.图2为本发明的火焰筒剖面图；
21.图3为本发明的火焰筒局部剖面图。
22.其中：1
‑
筒体；2
‑
冷却孔；3
‑
外层热障涂层；4
‑
内层热障涂层；5
‑
筒体外层；6
‑
筒体内层；7
‑
燃烧腔室；8
‑
进气侧；9
‑
出气侧。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
24.如图1所示，为本发明所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，包括筒体1、冷却孔2、外层热障涂层3和内层热障涂层4。
25.如图2所示，筒体1一端为进气侧8，另一端为出气侧9，进气侧8直径大于和出气侧9直径，进气侧8和出气侧9之间的筒体1部分为圆锥状，筒体1在火焰筒进气侧8工作状态下温度高。筒体1围绕内部形成燃烧腔室7，工作状态下，燃料在燃烧腔室7内燃烧。
26.出气侧9靠近筒体1圆锥状部分的区域，延周面均布有多个冷却孔2，冷却孔数量为40～60个，冷却孔直径范围为2mm～4mm，冷却空气可以通过冷却孔2进入燃烧腔室7内，冷却筒体1，起到冷却保护作用。
27.如图3所示，进气侧8开设有涂层腔槽，涂层腔槽延伸向出气侧9，涂层腔槽将筒体1分隔为筒体外层5和筒体内层6，外层热障涂层3采用等离子喷涂技术，喷涂在涂层腔槽中；内层热障涂层4采用等离子喷涂技术，喷涂在筒体内层6的内壁上。等离子喷涂工艺能够有效控制涂层厚度，提高涂层质量，延长涂层使用寿命。外层热障涂层3和内层热障涂层4均采用陶瓷热障涂层。
28.外层热障涂层3具体采用氧化锆材料，与筒体外层5和筒体内层6之间均采用粘结层固定，内层热障涂层4和筒体内层6之间采用粘结层固定，粘接层采用nicraly制成。筒体1的任意横截面的单一粘结层厚度大于四分之一该横截面区域的外层热障涂层3或内层热障涂层4厚度。
29.内层热障涂层4具体采用氧化锆材料，将内层热障涂层4喷涂在筒体1的近燃烧腔室侧，通过内侧热障涂层4将燃烧火焰与筒体1隔开，避免火焰直接接触筒体1，进而避免烧蚀事故的发生。将外层热障涂层3喷涂在筒体1的远燃烧室腔室侧，进一步将内侧传递来的热量进行阻隔，降低筒体1温度，延长火焰筒使用寿命。
30.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。


技术特征：
1.一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，包括筒体(1)、外层热障涂层(3)和内层热障涂层(4)；筒体(1)包括筒体外层(5)和筒体内层(6)，外层热障涂层(3)设置在筒体外层(5)和筒体内层(6)之间，内层热障涂层(4)设置在筒体内层(6)的内壁上。2.根据权利要求1所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，外层热障涂层(3)与筒体外层(5)和筒体内层(6)之间均采用粘结层固定，内层热障涂层(4)和筒体内层(6)之间采用粘结层固定。3.根据权利要求2所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，筒体(1)的任意横截面的单一粘结层厚度大于四分之一该横截面区域的外层热障涂层(3)或内层热障涂层(4)厚度。4.根据权利要求2所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，粘接层采用nicraly制成。5.根据权利要求1所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，外层热障涂层(3)和内层热障涂层(4)均采用陶瓷热障涂层。6.根据权利要求1所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，筒体(1)一端为进气侧(8)，另一端为出气侧(9)，进气侧(8)直径大于和出气侧(9)直径，进气侧(8)和出气侧(9)之间的筒体(1)部分为圆锥状。7.根据权利要求6所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，进气侧(8)开设有涂层腔槽，涂层腔槽延伸向出气侧(9)，涂层腔槽将筒体(1)分隔为筒体外层(5)和筒体内层(6)，外层热障涂层(3)设置在涂层腔槽中。8.根据权利要求6所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，出气侧(9)靠近筒体(1)圆锥状部分的区域，延周面均布有多个冷却孔(2)。9.根据权利要求8所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，冷却孔数量为40～60个。10.根据权利要求8所述的多层涂层结构的燃烧室火焰筒，其特征在于，冷却孔直径为2mm～4mm。

技术总结
本发明公开了一种多层涂层结构的燃烧室火焰筒，包括筒体、外层热障涂层和内层热障涂层；筒体包括筒体外层和筒体内层，外层热障涂层设置在筒体外层和筒体内层之间，内层热障涂层设置在筒体内层的内壁上。将内层热障涂层喷涂在火焰筒的筒体的近燃烧腔室侧，通过内侧热障涂层将燃烧火焰与筒体隔开，避免火焰直接接触筒体，进而避免烧蚀事故的发生。将外层热障涂层喷涂在筒体的远燃烧室腔室侧，进一步将内侧传递来的热量进行阻隔，降低基体温度，提高燃烧室火焰筒运行安全性，延长火焰筒使用寿命。命。命。


技术研发人员：闫安 肖俊峰 高松 上官博 张蒙 王峰 王玮 李晓丰
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2021/12/14