CN114459057B - 陶瓷基火焰筒连接结构及燃气涡轮发动机燃烧室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷基火焰筒连接结构及燃气涡轮发动机燃烧室，陶瓷基火焰筒连接结构包括头部连接部，头部连接部包括：第一连接段，设置有用于连接火焰筒头部的第一连接孔；第二连接段，与第一连接段间隔设置，第二连接段上开设有与第一连接孔位置对应的第一拆装孔；第一弧形弹性连接段，两端分别连接第一连接段的一端和第二连接段的一端。本发明的有益效果是：本发明实施例中由于第二连接段与第一连接段间隔设置且通过具有弹性的第一弧形弹性连接段连接，因此高温环境下，通过头部连接部的弹性形变可以对陶瓷材料和金属的变形量进行补偿，从而实现燃烧室正常工作下的可靠连接。

Description

陶瓷基火焰筒连接结构及燃气涡轮发动机燃烧室
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，具体涉及一种陶瓷基火焰筒连接结构及燃气涡轮发动机燃烧室。
背景技术
随着高性能航空燃气涡轮发动机的发展，主燃烧室温升和热容显著提高，进入燃烧室的大部分空气将用于燃烧，壁面冷却和掺混的空气量显著减少，火焰筒冷却面临巨大挑战。现有技术中，火焰筒的连接结构均是刚性连接结构，但该刚性连接结构会存在两侧连接物延展性不一致时导致螺栓被拉断的问题出现。
发明内容
本发明提供了一种陶瓷基火焰筒连接结构及燃气涡轮发动机燃烧室，以达到提高连接可靠性的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种陶瓷基火焰筒连接结构，包括头部连接部，头部连接部包括：第一连接段，设置有用于连接火焰筒头部的第一连接孔；第二连接段，与第一连接段间隔设置，第二连接段上开设有与第一连接孔位置对应的第一拆装孔；第一弧形弹性连接段，两端分别连接第一连接段的一端和第二连接段的一端。
进一步地，第二连接段的另一端设置有火焰筒安装台，火焰筒安装台与第一连接段的另一端间隔设置。
进一步地，火焰筒安装台通过螺栓连接方式与火焰筒的筒体连接。
进一步地，第一弧形弹性连接段上设置有用于减重的花边。
进一步地，减重花边为多个，沿第一弧形弹性连接段的圆周方向间隔设置。
进一步地，陶瓷基火焰筒连接结构还包括尾部连接部，尾部连接部包括：第三连接段，设置有用于连接火焰筒的筒体的第三连接孔；第四连接段，与第三连接段间隔设置，第四连接段上开设有与第三连接孔位置对应的第二拆装孔；第二弧形弹性连接段，两端分别连接第三连接段的一端和第四连接段的一端。
进一步地，火焰筒的筒体后侧设置有涡轮导向器安装边，第四连接段的另一端与涡轮导向器安装边固定连接。
进一步地，涡轮导向器安装边上设置有卡接凹槽，第三连接段的另一端与卡接凹槽卡接配合。
本发明还提供了一种燃气涡轮发动机燃烧室，包括陶瓷基火焰筒连接结构，火焰筒头部、火焰筒的筒体和涡轮导向器安装边，陶瓷基火焰筒连接结构为上述的陶瓷基火焰筒连接结构，陶瓷基火焰筒连接结构的头部连接部分别连接火焰筒头部和火焰筒筒体，陶瓷基火焰筒连接结构的尾部连接部分别连接火焰筒的筒体和涡轮导向器安装边。
本发明的有益效果是：本发明实施例中由于第二连接段与第一连接段间隔设置且通过具有弹性的第一弧形弹性连接段连接，因此高温环境下，通过头部连接部的弹性形变可以对陶瓷材料和金属的变形量进行补偿，从而实现燃烧室正常工作下的可靠连接。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中头部连接部的结构示意图；
图3为本发明实施例中尾部连接部的结构示意图；
图4为头部连接部的安装结构示意图；
图5为尾部连接部的安装结构示意图。
图中附图标记：10、头部连接部；11、第二连接段；12、第一拆装孔；13、第一连接孔；14、第一连接段；15、花边；16、第一弧形弹性连接段；20、尾部连接部；21、第三连接段；22、第二拆装孔；23、第三连接孔；26、第二弧形弹性连接段；27、涡轮导向器安装边；28、卡接凹槽；30、密封圈；31、转接段；32、帽罩；34、第一螺栓；35、第二螺栓；36、火焰筒筒体；37、第三螺栓。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种陶瓷基火焰筒连接结构，包括头部连接部10，头部连接部10包括第一连接段14、第二连接段11和第一弧形弹性连接段16。第一连接段14设置有用于连接火焰筒头部的第一连接孔13；第二连接段11与第一连接段14间隔设置，第二连接段11上开设有与第一连接孔13位置对应的第一拆装孔12；第一弧形弹性连接段16的两端分别连接第一连接段14的一端和第二连接段11的一端。
本发明实施例中由于第二连接段11与第一连接段14间隔设置且通过具有弹性的第一弧形弹性连接段16连接，因此高温环境下，通过头部连接部10的弹性形变可以对陶瓷材料和金属的变形量进行补偿，从而实现燃烧室正常工作下的可靠连接。
本实施例中第二连接段11的另一端设置有火焰筒安装台，火焰筒安装台与第一连接段14的另一端间隔设置。本实施例中火焰筒安装台与第一连接段14的另一端之间形成开口结构，用于实现头部连接部10的弹性变形，但是该开口结构并不是必须的结构且不对本申请产生限制，只要第二连接段11与第一连接段14间隔设置即可实现上述弹性变形需求。
上述火焰筒安装台设置有螺纹孔，本实施例中火焰筒安装台通过第二螺栓35与火焰筒筒体36固定连接。
本实施例中火焰筒安装台通过螺栓连接方式与火焰筒的筒体连接。如图3所示，本实施例中火焰筒的头部包括转接段31、密封圈30和帽罩32(现有结构，此处不再叙述其具体位置关系)，第一连接段14通过第一螺栓34与转接段31固定连接。在本实施例装配时，需要调整密封圈30的位置，使密封圈30一侧与火焰筒安装台的侧边接触压紧，保证密封效果。
上述的密封圈30的密封结构还可以将开口端设计成接触密封或迷宫密封，以达到设定密封效果。
优选地，第一弧形弹性连接段16上设置有用于减重的花边15。花边15为多个，沿第一弧形弹性连接段16的圆周方向间隔设置。
设置花边15可以减轻头部连接部10的重量，从而减小整机重量，以满足整机对于整体重量的要求。
需要说明的是，本实施例中第一拆装孔12的尺寸足够大，能够使第一螺栓34顺利通过第一拆装孔12并且便于其进行旋拧安装操作。
如图2所示，本发明实施例还包括陶瓷基火焰筒连接结构还包括尾部连接部20，尾部连接部20包括第三连接段21、第四连接段和第二弧形弹性连接段26。第三连接段21设置有用于连接火焰筒的筒体的第三连接孔23；第四连接段与第三连接段21间隔设置，第四连接段上开设有与第三连接孔23位置对应的第二拆装孔22；第二弧形弹性连接段26的两端分别连接第三连接段21的一端和第四连接段的一端。
本实施例中尾部连接部20的作用与头部连接部10的作用相同，均是通过弹性形变可以对陶瓷材料和金属的变形量进行补偿，从而实现燃烧室正常工作下的可靠连接。
火焰筒筒体36后侧设置有涡轮导向器安装边27，第四连接段的另一端与涡轮导向器安装边27固定连接。本实施例中的固定连接方式可以采用焊接或者其他固定连接方式，凡是可以将其固定的连接方式均应该在本申请的保护范围内，此处不再一一举例说明。
优选地，涡轮导向器安装边27上设置有卡接凹槽28，第三连接段21的另一端与卡接凹槽28卡接配合。将第三连接段21插入卡接凹槽28中可以有效减少漏气。
本实施例中上述第三连接段21通过第三螺栓37与火焰筒筒体36的后侧固定连接，为了便于第三螺栓37的安装和拆卸，本实施例中第四连接段可以设置有第二拆装孔22，该第二拆装孔22的形状和尺寸可以足够大以实现轻松拆装的目的。
本实施例中上述第一螺栓34、第二螺栓35和第三螺栓37均可以采用耐高温的陶瓷结构制成，且根据不同需要可以采用自锁结构实现自锁目的。
本发明实施例还提供了一种燃气涡轮发动机燃烧室，包括陶瓷基火焰筒连接结构，火焰筒头部、火焰筒的筒体和涡轮导向器安装边，陶瓷基火焰筒连接结构为上述的陶瓷基火焰筒连接结构，陶瓷基火焰筒连接结构的头部连接部10分别连接火焰筒头部和火焰筒筒体36，陶瓷基火焰筒连接结构的尾部连接部20分别连接火焰筒筒体36和涡轮导向器安装边27。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明实施例中由于第二连接段11与第一连接段14间隔设置且通过具有弹性的第一弧形弹性连接段16连接，因此高温环境下，通过头部连接部10的弹性形变可以对陶瓷材料和金属的变形量进行补偿，从而实现燃烧室正常工作下的可靠连接。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (7)

1.一种陶瓷基火焰筒连接结构，包括头部连接部，其特征在于，所述头部连接部包括：
第一连接段，设置有用于连接火焰筒头部的第一连接孔；
第二连接段，与所述第一连接段间隔设置，所述第二连接段上开设有与所述第一连接孔位置对应的第一拆装孔；
第一弧形弹性连接段，两端分别连接所述第一连接段的一端和所述第二连接段的一端；
所述第二连接段的另一端设置有火焰筒安装台，所述火焰筒安装台与所述第一连接段的另一端间隔设置；
所述火焰筒安装台通过螺栓连接方式与火焰筒的筒体连接。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基火焰筒连接结构，其特征在于，所述第一弧形弹性连接段上设置有用于减重的花边。
3.根据权利要求2所述的陶瓷基火焰筒连接结构，其特征在于，所述减重的花边为多个，沿第一弧形弹性连接段的圆周方向间隔设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷基火焰筒连接结构，其特征在于，陶瓷基火焰筒连接结构还包括尾部连接部，所述尾部连接部包括：
第三连接段，设置有用于连接火焰筒的筒体的第三连接孔；
第四连接段，与所述第三连接段间隔设置，所述第四连接段上开设有与所述第三连接孔位置对应的第二拆装孔；
第二弧形弹性连接段，两端分别连接所述第三连接段的一端和所述第四连接段的一端。
5.根据权利要求4所述的陶瓷基火焰筒连接结构，其特征在于，所述火焰筒的筒体后侧设置有涡轮导向器安装边，所述第四连接段的另一端与所述涡轮导向器安装边固定连接。
6.根据权利要求5所述的陶瓷基火焰筒连接结构，其特征在于，所述涡轮导向器安装边上设置有卡接凹槽，所述第三连接段的另一端与所述卡接凹槽卡接配合。
7.一种燃气涡轮发动机燃烧室，包括陶瓷基火焰筒连接结构，火焰筒头部、火焰筒的筒体和涡轮导向器安装边，其特征在于，所述陶瓷基火焰筒连接结构为权利要求4至6中任一项所述的陶瓷基火焰筒连接结构，所述陶瓷基火焰筒连接结构的头部连接部分别连接所述火焰筒头部和所述火焰筒筒体，所述陶瓷基火焰筒连接结构的尾部连接部分别连接所述火焰筒的筒体和所述涡轮导向器安装边。
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