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8所示，根据本发明实施例的火焰筒包括筒体1和多个肋片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。

多个肋片2设在筒体1的外周壁上，多个肋片2沿着筒体1的周向间隔排布，肋片2具有第一端和第二端，筒体1上设有第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13，第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13沿着从筒体1的第一端至筒体1的第二端的方向间隔布置，多个肋片2均设在第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13之间，且多个肋片2的第一端位于筒体1的第一外周轮廓线12上，多个肋片2的第二端位于筒体1的第二外周轮廓线13上，肋片2的第一端和肋片2的第二端在筒体1的第一端至筒体1的第二端的方向上错位布置，肋片2的第一端和肋片2的第二端之间具有在筒体1的外周壁上的最短曲线，肋片2沿着最短曲线延伸。

具体地，如图1和图2所示，筒体1的外周壁上具有第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13，需要说明的是，第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13可以均为在筒体1的外周壁上虚拟出的虚拟轮廓线，第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13均沿着筒体1的周向延伸闭合为一周，其中第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13沿着从前至后的方向间隔布置，其中第二外周轮廓线13位于第一外周轮廓线12的后侧。

多个肋片2均设在第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13之间，且多个肋片2沿着筒体1的周向间隔布置。如图2所述，肋片2的第一端即为肋片2的前端，各肋片2的第二端即为肋片2的后端，肋片2的第一端和肋片2的第二端在前后方向上错开一定角度布置，即肋片2的第一端和肋片2的第二端在前后方向上非正对。肋片2的第一端和肋片2的第二端可以视为在筒体1的外周壁上的两个点，两个点在筒体1的外周壁上具有最短距离，该最短距离为一条曲线，各肋片2均沿着该肋片2第一端和肋片2第二端之间的最短距离延伸布置，即筒体1的外周壁上的肋片2相对于筒体1的轴向倾斜布置。

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主流结构，从而可以加强火焰筒外周侧的换热。另外，如图8所示，螺旋盘绕的肋片2和火焰筒之间会形成导流凹槽24，导流凹槽24内会形成湍流，由于导流凹槽24被肋片2分隔开，导流凹槽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，不会影响临近导流凹槽24内的湍流结构，因此冷却效果更加稳定。倾斜排布的肋片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沿着肋片2第一端和肋片2第二端之间的最短距离延伸布置，一方面能够简化肋片2的布置形式，减少了肋片2的耗材，从而降低了火焰筒的成本，另一方面相邻两个肋片2之间形成的导流凹槽24更加符合流体学设计，有利于加快导流凹槽24内气流的流速并进一步提高火焰筒的冷却效果。

由于火焰筒冷却效果和冷却效率的提高，火焰筒在使用过程中具有更好的运行稳定性和更长的使用寿命，从而延长了燃气轮机的使用寿命。

在一些实施例中，最短曲线的切线方向和筒体1的横截面的夹角α小于90度。具体地，如图3所示，最短曲线的切线方向即为最短曲线上各个点的切线方向，例如，肋片2的第一端可视为在筒体1外周壁上的一点，该点的切线方向可视为图3中肋片2的延伸方向，该点的切线方向和筒体1的横截面形成夹角α，夹角α的角度可以为小于90度的任意数值，例如，夹角α可以为3度、5度、10度、15度、25度、34度、60度、78度、88度等。

需要说明的是，最短曲线上任意点的切线方向与筒体1的横截面(与前后方向垂直的截剖面)的夹角α均小于90度。

在一些实施例中，多个肋片2并行间隔布置，且相邻两个肋片2之间的筒体1的外周壁所对应的圆心角β为4度至10度。具体地，如图4和图5所示，在筒体1的横截面上，相邻两个肋片2的横截面之间具有圆心角β，圆心角β可以为4度至10度的任意数值，例如，圆心角β可以为4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度等。圆心角β选取在上述数值范围内，一方面可以避免导流凹槽24过大而造成筒体1外周侧的肋片2分布密度较小的情况，进而避免了由于肋片2分布密度较小而造成火焰筒冷却效果变差的情况，另一方面使得导流凹槽24的横截面大小控制在合理的范围内，从而使得导流凹槽24内的流速和产生的湍流效果均能够得以保证，有利于火焰筒冷却效果和冷却效率的进一步提升。

在一些实施例中，筒体1包括第一段和第二段，第一段和第二段位于第一外周轮廓线12和第二外周轮廓线13之间，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2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8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11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负荷位置(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，第一段外周侧的肋片2高度沿着肋片2的延伸方向高低变化。

具体地，第一段外周侧的肋片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。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，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8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，至少部分肋片2在沿肋片2的延伸方向的高度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7和图8所示，图中所展示的即为肋片2的横截面，肋片2延伸方向的高度剖面即为与肋片2的横截面垂直的剖面，肋片2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9至图12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9至图12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的宽度尺寸W为0.5毫米至1.5毫米。具体地，如图7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，相邻两个肋片2在筒体1的外周壁上的间距L为5毫米至20毫米。具体地，如图7所示，肋片2的间距L可以为5毫米至20毫米之间的任意数值，例如，间距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8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，另一方面还避免了导流凹槽24内产生死角的情况，使得导流凹槽24内的湍流能够顺畅流动，有利于提高散热。

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。

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。