CN114484504A - 一种易于修理的火焰筒 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及易于修理的火焰筒，所述火焰筒是由多个单元拼接组成的环腔结构，每个所述单元包括：转接段、分瓣外壁、分瓣内壁、旋流器；分瓣外壁与分瓣内壁均为具有曲率的板状结构，其头部具有连接孔尾部具有折弯，所述连接孔通过转接段螺纹连接；转接段具有筒状孔，所述筒状孔内安装螺旋桨状的旋流器；所述火焰筒整体呈环腔，通过对头部转接段、内外壁面的分瓣设计以及挡溅盘的可拆设计，解决了环形火焰筒修理过程中，补焊易造成冷却小孔堵塞和壁面翘曲变形，而整体更换火焰筒壁面成本又较高的问题，具有火焰筒易烧蚀零件便于更换修理，且成本较低的优点，极大提升了火焰筒的维护性。

Description

一种易于修理的火焰筒

技术领域

本申请属于航空发动机设计领域，特别涉及易于修理的火焰筒。

背景技术

本发明是在传统航空发动机及燃气轮机环形火焰筒修理时，补焊易造成冷却小孔堵塞和火焰筒壁面翘曲变形，而整体更换火焰筒壁面又会大幅增加成本的背景下提出的。现有火焰筒通常由导流罩、旋流器、头部转接段、挡溅盘、外壁、内壁等零件构成，其中：旋流器、头部转接段、挡溅盘一般采用钎焊连接，焊后无法单独对零件更换，维护性较差；而外壁、内壁等零件通常为环锻件整体机加成型，虽然可单独更换，但成本很高。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种易于修理的火焰筒，所述火焰筒是由多个单元拼接组成的环腔结构，每个所述单元包括：转接段、分瓣外壁、分瓣内壁、旋流器；

分瓣外壁与分瓣内壁均为具有曲率的板状结构，其头部具有连接孔尾部具有折弯，所述连接孔通过转接段螺纹连接；

转接段具有筒状孔，所述筒状孔内安装螺旋浆状的旋流器；

分瓣外壁与分瓣内壁的侧边边缘处均具有凸耳，凸耳具有安装孔，相邻的两个凸耳之间通过所述安装孔螺纹连接；

转接段，分瓣外壁、分瓣内壁的一个侧边分别具有突台，领一个侧边分别具有凹槽，突台与凹槽在两个相邻的所述单元连接时配合连接；

外导流罩以及内导流罩；所述火焰筒整体呈环腔

优选的是，转接段的内向表面安装有挡溅盘。

优选的是，分瓣外壁与分瓣内壁的中间位置均具有通孔。

优选的是，所述火焰筒的头部安装有外导流罩与内导流罩。

优选的是，外导流罩与内导流罩均为一体结构。

优选的是，外导流罩与每一个所述单元螺纹连接，内导流罩与每一个所述单元螺纹连接。

优选的是，分瓣外壁与分瓣内壁的尾部均具有弹性支撑环，所述弹性支撑环呈山脊状，弹性支撑环的末端具有通孔。

优选的是，挡溅盘的宽度小于转接段的宽度。

本申请的优点包括：通过对头部转接段、内外壁面的分瓣设计以及挡溅盘的可拆设计，解决了环形火焰筒修理过程中，补焊易造成冷却小孔堵塞和壁面翘曲变形，而整体更换火焰筒壁面成本又较高的问题，具有火焰筒易烧蚀零件便于更换修理，且成本较低的优点，极大提升了火焰筒的维护性。

附图说明

图1是装配有分瓣火焰筒的燃烧室剖面图；

图2是一种易于修理的火焰筒正等侧局部剖视图；

图3是分瓣头部转接段任意侧视图；

图4是分瓣外壁任意侧视图；

图5是分瓣内壁任意侧视图；

图6是挡溅盘任意侧视图。

其中，A-火焰筒，B-燃烧室机匣，C-燃油喷嘴，1-转接段，2-分瓣外壁，3-分瓣内壁，4-挡溅盘，5-旋流器，6-外导流罩，7-内导流罩，精密螺纹孔，11、21、31-突台，12、22、32-凹槽，24-弹性支撑环，25、35-方孔，33-凸耳，41-外环面，42-通孔，43-盲孔，A2、A3、A4拼接缝。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

如图1图2所示一种易于修理的火焰筒A，装配于燃烧室机匣B上，并与燃油喷嘴C共同配合实现燃油在其内部的混合、燃烧。其关键特征在于：主要由分瓣头部转接段1、分瓣外壁2、分瓣内壁3、挡溅盘4、旋流器5、外导流罩6、内导流罩7组成。具体为：

分瓣头部转接段1为棒料机加结构，且对应火焰筒A一个头部的宽度。其中，在左右两侧分别设计有突台11和凹槽12，主要用于与相邻分瓣头部转接段1的拼接和密封，并形成头部转接段环形组件；在前端设计有安装挡溅盘4的通孔13，且在通孔13的周向设计有4个均布的精密螺纹孔14，主要用于挡溅盘4的周向和轴向定位。

分瓣外壁2可为棒料机加或板料焊接结构，也对应火焰筒A一个头部的宽度。其中，在左右两侧分别设计有突台21和凹槽22，主要用于与相邻分瓣外壁2的拼接和密封，并形成外壁环形组件；在分瓣外壁2左右两端的外侧分别设计有3处半圆形凸耳23，主要用于分瓣外壁2拼接成环形组件后的锁紧和定位；在分瓣外壁2后端外测设计有弹性支撑环24，主要用于火焰筒A的热膨胀补偿和固定；在弹性支撑环24上设计有方孔25，主要用于增加弹性支撑环24的柔度，并对火焰筒A减重。

分瓣内壁3可为棒料机加或板料焊接结构，也对应火焰筒A一个头部的宽度。其中，在左右两侧分别设计有突台31和凹槽32，主要用于与相邻分瓣内壁3的拼接和密封，并形成内壁环形组件；在分瓣内壁3左右两端的外侧分别设计有3处半圆形凸耳33，主要用于分瓣内壁3拼接成环形组件后的锁紧和定位；在分瓣内壁3后端外测设计有弹性支撑环34，主要用于火焰筒A的热膨胀补偿和固定；在弹性支撑环34上设计有方孔35，主要用于增加弹性支撑环34的柔度，并对火焰筒A减重。

挡溅盘4为铸造成型的单晶结构，是主要的耐温构件，对应火焰筒A略小于一个头部的宽度。其中：外环面41与分瓣头部转接段1上的通孔13相配合，用于挡溅盘4的径向定位；通孔42用于钎焊安装旋流器5，并与挡溅盘4形成挡溅盘组件；盲孔43与分瓣头部转接段1上的精密螺纹孔14相对应，并通过螺钉连接，用于挡溅盘4的轴向和周向定位。

最终，将组装好的头部转接段环形组件、外壁环形组件、内壁环形组件、挡溅盘组件和外导流罩6、内导流罩7共同通过螺栓、螺钉连接装配成火焰筒A。

火焰筒A的头部数量应能被分瓣头部转接段1、分瓣外壁2、分瓣内壁3的分瓣数量分别整除。

分瓣头部转接段1、分瓣外壁2、分瓣内壁3的分瓣数量可以不相同。

分瓣外壁2左右两端外侧的半圆形凸耳23、分瓣内壁3左右两端外侧的半圆形凸耳33的数量应为2～5个。

分瓣头部转接段1上的精密螺纹孔14、挡溅盘4上的盲孔43的数量应为2～6个。

火焰筒A完成装配后，外壁环形组件上的拼接缝A2、内壁环形组件上的拼接缝A3不能与头部转接段环形组件上的拼接缝A1共面。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种易于修理的火焰筒，其特征在于，所述火焰筒是由多个单元拼接组成的环腔结构，每个所述单元包括：转接段(1)、分瓣外壁(2)、分瓣内壁(3)、旋流器(5)；

分瓣外壁(2)与分瓣内壁(3)均为具有曲率的板状结构，其头部具有连接孔尾部具有折弯，所述连接孔通过转接段(1)螺纹连接；

转接段(1)具有筒状孔，所述筒状孔内安装螺旋浆状的旋流器(5)；

分瓣外壁(2)与分瓣内壁(3)的侧边边缘处均具有凸耳(33)，凸耳(33)具有安装孔，相邻的两个凸耳(33)之间通过所述安装孔螺纹连接；

转接段(1)，分瓣外壁(2)、分瓣内壁(3)的一个侧边分别具有突台(11，21，31)，领一个侧边分别具有凹槽(12，22，32)，突台(11，21，31)与凹槽(12，22，32)在两个相邻的所述单元连接时配合连接；

外导流罩(6)以及内导流罩(7)；所述火焰筒整体呈环腔。

2.如权利要求1所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，转接段(1)的内向表面安装有挡溅盘(4)。

3.如权利要求1所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，分瓣外壁(2)与分瓣内壁(3)的中间位置均具有通孔。

4.如权利要求1所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，所述火焰筒的头部安装有外导流罩(6)与内导流罩(7)。

5.如权利要求4所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，外导流罩(6)与内导流罩(7)均为一体结构。

6.如权利要求4所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，外导流罩(6)与每一个所述单元螺纹连接，内导流罩(7)与每一个所述单元螺纹连接。

7.如权利要求1所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，分瓣外壁(2)与分瓣内壁(3)的尾部均具有弹性支撑环(34，34)，所述弹性支撑环(34，34)呈山脊状，弹性支撑环(34，34)的末端具有通孔。

8.如权利要求1所述的易于修理的火焰筒，其特征在于，挡溅盘(4)的宽度小于转接段(1)的宽度。

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