具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图6所示，根据本发明实施例的燃气轮机用火焰筒(以下简称火焰筒)包括筒体1和肋片2。

筒体1内设有供热燃气流通的燃气通道11，筒体1具有第一端和第二端，筒体1的第一端适于热燃气流入燃气通道11，筒体1的第二端适于热燃气流出燃气通道11。

具体地，如图1和图2所示，筒体1内设有燃气通道11，筒体1的第一端为筒体1的前端，筒体1的第二端为筒体1的后端，使用过程中，热燃气可以通过从筒体1的前端流入燃气通道11内，然后从筒体1的后端流出。

肋片2设在筒体1的外周壁上，肋片2沿着从筒体1的第一端至筒体1的第二端的方向螺旋延伸，且肋片2的高度尺寸H可沿肋片2的螺旋延伸方向高低变化。

具体地，如图1和图2所示，肋片2设在筒体1的外周壁并沿着从前至后的方向螺旋盘绕在筒体1的外周侧，需要说明的是，肋片2可以布置在筒体1一部分的外周侧，筒体1的外周侧也可以布满肋片2。

如图5所示，肋片2具有高度尺寸H，高度尺寸H即为肋片2在筒体1的径向的尺寸。沿着肋片2的螺旋延伸方向，肋片2的高度尺寸H可以不同，例如，肋片2的高度尺寸H可以沿着从前至后的方向逐渐变大，也可以逐渐变小，也可以先增大后减小。

需要说明的是，本实施例中火焰筒外周侧的主流沿着从后至前的方向流动。

根据本发明实施例的火焰筒，肋片2的螺旋外周面23的下游能够形成分离涡，分离涡能够破坏火焰筒外侧面的流动结构(主流)，从而可以加强火焰筒外周侧的换热。另外，如图5和图6所示，螺旋盘绕的肋片2和火焰筒之间会形成螺旋凹槽24，螺旋凹槽24内会形成湍流，由于螺旋凹槽24被肋片2分隔开，螺旋凹槽24内湍流相对独立，彼此不会相互干扰，当局部主流发生变化时，不会影响临近螺旋凹槽24内的湍流结构，因此冷却效果更加稳定。螺旋排布的肋片2能够增大肋片2和主流的接触面积，进一步增加了冷却效率。

另外，由于肋片2的高度尺寸随着肋片2的延伸方向逐渐变化，高度尺寸的变化会进一步增大对主流结构的扰动，并形成扰流和二次流涡旋，进一步提高了火焰筒的冷却效率。由于火焰筒的冷却效果和冷却效率增强，火焰筒的使用寿命得以增加且运行的更加稳定，由此，有利于燃气轮机的使用寿命的延长。

在一些实施例中，筒体1包括第一段和第二段，第一段外周侧的气流速度小于第二段外周侧的气流速度，第一段外周侧的肋片2的高度尺寸H1大于第二段外周侧的肋片2的高度尺寸H2。

具体地，如图1所示，沿着从前至后的方向，筒体1可以包括第一段(未示出)和第二段(未示出)，第一段和第二段均为筒体1轴向的一段，在火焰筒使用过程中，第一段外周侧的气体流速要小于第二段外周侧气体流速，需要说明的是，第一段和第二段位置可以根据经验和/或通过传感器监测的方式的确认，例如，在设计阶段，可以首先将火焰筒安装在燃烧室内，然后在火焰筒的外周侧设置多个传感器，传感器可以感应气流速度，然后模拟燃气轮机运行工况，通过监测筒体1各段的气流速度确认筒体1上第一段的位置，筒体1上除了第一段的其余位置均可视为第二段。

如图6所示，与第一段对应的肋片2的高度尺寸H1大于与第二段对应的肋片2的高度尺寸H2。肋片2的高度尺寸越大，肋片2的扰流效果越明显，在该处的冷却效果和冷却效率越好，由此，通过将第一段外周侧肋片2高度尺寸H1的增高可以改善筒体1外周侧部分负荷(流速低)条件下的冷却性能。

在一些实施例中，第一段有多个，第二段有多个，多个第一段和多个第二段沿着从筒体1的第一端至筒体1的第二端的方向交替排布。

具体地，筒体1的外周侧可以具有多个热点位置(低流速位置)，相对应的，筒体1具有多个第一段，多个第一段沿着筒体1的延伸方向间隔排布。需要说明的是，筒体1上除了第一段均可视为第二段，因此，多个第一段和多个第二段沿着筒体1的延伸方向一一交替排布。由此，可以确保火焰筒外周侧的各个位置均具有较好的冷却效果。

在一些实施例中，第一段外周侧肋片2高度沿着肋片2的螺旋延伸方向变化。高低变化的肋片2能够形成扰流和二次流涡旋，由此，可以进一步增强第一段外周侧的冷却效果和冷却效率。

在一些实施例中，第一段外周侧的肋片2在沿肋片2的螺旋延伸方向的剖面为锯齿状、城墙状、花边状的一种或组合。

具体地，第一段外周侧的肋片2在沿肋片2的螺旋延伸方向的剖面即为第一段外周侧肋片2在其切线方向的剖面，第一段外周侧的肋片2的剖面可以为锯齿状，如图7所示；也可以为城墙状，如图8所示；也可以为花边状，如图9所示；也可以为锯齿状和城墙状的组合，城墙状和花边状的组合等，如图10所示。

由此，可以进一步增强对主流结构的扰流，进一步增强冷却效果和冷却效率。

在一些实施例中，第一段外周侧的肋片2的高度尺寸H1为0.8毫米至1.2毫米。具体地，如图6所示，第一段的外周侧的肋片2的高度尺寸H1可以为0.8毫米至1.2毫米之间的任意数值，例如，高度尺寸H1可以为0.8毫米、0.9毫米、1毫米、1.1毫米、1.2毫米等。高度尺寸H1设计在上述范围内一方面可以起到扰流效果，另一方面还避免肋片2高度较高而干扰主流流动的情况。

在一些实施例中，肋片2的螺旋角α大于60度小于90度。具体地，如图3所示，肋片2的螺旋角α可以为大于60度小于90度的任意数值，例如，螺旋角α可以为65度、70度、75度、80度、85度、87度等。螺旋角α设计在上述范围内，一方面使得肋片2的螺旋密度较大，从而有利于增强散热面积，另一方面使得肋片2和主流方向具有较大的夹角，从而有利于形成湍流。

在一些实施例中，至少部分肋片2在沿肋片2的螺旋延伸方向的剖面或至少部分肋片2的横截面为锯齿状、城墙状、花边状的一种或组合。

具体地，如图5所示，图中所展示的即为肋片2的横截面，肋片2螺旋延伸的剖面即为与肋片2的横截面垂直的剖面，肋片2螺旋延伸的剖面可以为锯齿状、城墙状、花边状的其中一种，也可以为锯齿状、城墙状、花边状的两种以上的组合，具体如图7至图10所示。相似的，肋片2的横截面可以为锯齿状、城墙状、花边状的其中一种，也可以为锯齿状、城墙状、花边状的两种以上的组合，具体如图7至图10所示。

由此，可以进一步增强对主流结构的扰流，进一步增强冷却效果和冷却效率。

在一些实施例中，肋片2的高度尺寸H为0.5毫米至1.2毫米。具体地，如图5所示，肋片2的高度尺寸H可以为0.5毫米至1.2毫米之间的任意数值，例如，高度尺寸H可以为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米、1.1毫米、1.2毫米等。

在一些实施例中，肋片2的宽度尺寸W为0.5毫米至1.5毫米。具体地，如图5所示，肋片2的宽度尺寸W可以为0.5毫米至1.5毫米之间的任意数值，例如，宽度尺寸W可以为0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米、1.1毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米、1.5毫米等。

在一些实施例中，肋片2的螺距L为5毫米至20毫米。具体地，如图5所示，肋片2的螺距L可以为5毫米至20毫米之间的任意数值，例如，螺距L可以为5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、9毫米、10毫米、11毫米、12毫米、13毫米、14毫米、15毫米、17毫米、18毫米、19毫米、20毫米等。

在一些实施例中，肋片2具有相对布置的第一侧面21和第二侧面22，第一侧面21和第二侧面22均沿着肋片2的螺旋延伸方向延伸，第一侧面21和筒体1的外周壁成夹角并平滑连接，第二侧面22和筒体1的外周壁成夹角并平滑连接。

具体地，如图6所示，第一侧面21即为肋片2的前侧面，第二侧面22即为肋片2的后侧面，第一侧面21和第二侧面22均螺旋盘绕在筒体1的外周侧，第一侧面21和筒体1的外周壁之间大体垂直，且第一侧面21和筒体1的外周壁之间圆角过渡，第二侧面22和筒体1的外周壁之间大体垂直，且第二侧面22和筒体1的外周壁之间圆角过渡。由此，一方面可以保证肋片2和筒体1的连接强度，另一方面还避免了螺旋凹槽24内产生死角的情况，使得螺旋凹槽24内的湍流能够顺畅流动，有利于提高散热。

在一些实施例中，筒体1的外周侧可以设有多个肋片2，多个肋片2均螺旋盘绕在筒体1的外周侧，相邻两个肋片2之间形成螺旋凹槽24。

下面描述根据本发明实施例的燃气轮机。

根据本发明实施例燃气轮机包括火焰筒，火焰筒可以为上述实施例中描述的火焰筒。具体地，燃气轮机包括燃烧室、火焰筒、燃料喷射装置和过渡段，火焰筒设在燃烧室内，燃料喷射装置设在火焰筒的前端，过渡段连接在火焰筒的后端，过渡段即为一根过渡管，过渡段连接在火焰筒和透平之间。压气机压缩的空气一部分沿火焰筒外周侧从后至前流动，在火焰筒外周侧与所述筒体及肋片进行热交换，从而实现对火焰筒的冷却，然后经由火焰筒前端装置折返流入火焰筒内，进而与燃料喷射装置喷射的燃料混合燃烧。

根据本发明实施例的燃气轮机，燃气轮机的火焰筒具有较好的冷却效果，较高的冷却效率，延长了燃气轮机的使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。