CN204358775U - 一种紧凑型内置式燃油总管 - Google Patents

Abstract

本实用新型是涉及一种紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，包括外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)、隔热卡套(24)、隔热板(23)、喷嘴。内环燃油长管(22)通过喷嘴串联组成喷油环内环结构，外环燃油长管(21)通过喷嘴串联组成喷油环外环结构,隔热卡套(24)采用U形结构，隔热卡套(24)与隔热板(23)包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)上。

Description

一种紧凑型内置式燃油总管

技术领域

本实用新型属于航空发动机领域，涉及一种内置式燃油总管的小型燃烧室。

背景技术

航空发动机主燃烧室燃油总管有多种安装方式，其中将总管放置于燃烧室机匣内(又称内置式燃油总管)具有重量轻、燃油重量效应小，发动机外涵道堵塞小等优点，又因其占用空间少而被许多发动机采用。国外RD-33，AL-31F等发动机均采用了内置式燃油总管。由于置于燃烧室内部，一般会设置安装喷嘴结构与燃烧室机匣连接固定，并且会采用隔热措施来防止燃烧室内的高温气流对总管造成浸蚀。由于内置式燃油总管占用空间较少，比较适合用于小型航空发动机燃烧室设计，但由于其结构设计十分紧凑，导致设计困难，且不易维护，国内较少发动机采用。燃油总管上燃油喷嘴是燃气轮机燃烧室中提供燃油雾化的关键元件，现阶段燃烧室设计中一般多采用离心式喷嘴。小型航空发动机由于其结构尺寸小，导致主燃烧室燃油喷嘴的结构尺寸要求非常有限。而离心式燃油喷嘴内部元件结构复杂，导致各元件尺寸非常细小。同时小型发动机燃油泵供油压力有限，但发动机燃油流量范围同样很宽广，因此燃油喷嘴往往需要设计成双油路才能满足流量范围要求。目前国内外小型航空发动机也广泛采用了双油路喷嘴设计，其中也包括许多双油路离心式喷嘴设计，配合燃烧室旋流器进一步空气雾化而达到了良好的雾化效果。

由于小型航空发动机燃烧室结构特点，采用内置式燃油总管结合双油路离心式燃油喷嘴的方案能够有效节省空间，并较好满足燃烧室对燃油系统性能要求。但由于其结构紧凑复杂，导致设计困难。喷嘴内部元件细小导致喷嘴性能调试及密封困难，在结构受限时多采用焊接结构，不方便拆卸维护。同时燃油总管置于燃烧室内部受高温气流浸蚀，必须对总管进行热防护设计，更增加了总管体积导致结构设计可能受限。由于上述种种原因，因此国内较少发动机采用。

发明内容

本发明的目的：提供了一种能够解决小型航空发动机燃烧室结构空间狭小而带来的燃油系统设计困难等问题的紧凑型内置式燃油总管。其结构设计紧凑，占用空间小，在有限的供油压力范围内满足发动机宽广的流量范围。对燃油总管采取了热防护设计，有效地防止了高温气流对燃油总管的浸蚀及燃油的结焦。

本发明的技术方案是：

燃油总管采用小型双油路燃油喷嘴结合内置燃油总管的设计。燃油总管设计为内置式，置于燃烧室机匣内部，由多段油管通过喷嘴壳体焊接而成。燃油喷嘴为双油路离心式喷嘴，其结构设计紧凑，满足了燃烧室的结构尺寸限制要求，也降低了燃烧室的重量。采用两路燃油总管分别对喷嘴的主、副油路供油,在小状态时仅副油路供油，以改善燃油雾化特性，提高燃烧室点火熄火及低工况燃烧性能；大状态时主、副油路同时工作；主、副油路供油量单独控制。通过合理的结构设计，在有限的供油压力范围内满足了燃烧室宽广的流量范围。燃油总管采用隔热套管包裹石棉布及玻璃纤维的隔热措施。有效地防止了高温气流对燃油总管的浸蚀及燃油的结焦。

具体结构为：一种紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，包括外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)、隔热卡套(24)、隔热板(23)，喷嘴。

内环燃油长管(22)通过喷嘴串联组成喷油环内环结构，外环燃油长管(21)通过喷嘴串联组成喷油环外环结构,隔热卡套(24)采用U形结构，隔热卡套(24)与隔热板(23)包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)上。该结构采用了并排相邻的喷油环内环外环结构以及省去了外部连接管路，有效减小了燃油总管的轮廓尺寸，解决了小型航空发动机燃烧室结构空间狭小而带来的燃油总管设计困难的问题。该结构设计紧凑，占用空间小，也减小了总管对燃烧室内部气流的流阻。

进一步的，还包括外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)，第一总管进油接头(13)和第二总管进油接头(10)，第一总管进油接头(13)两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，第二总管进油接头(10)两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，隔热短卡套(29)采用U形结构，隔热短卡套(29)与隔热板(23)包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)上。该结构特征解决了由燃烧室机匣外部向内置式燃油总管输送燃油的问题，两个进油接头可分别向两路燃油总管供油，在总管上的周向位置可根据燃烧室设计需要进行调整。

进一步的，喷嘴包括一般喷嘴(12)、安装喷嘴(11)，安装喷嘴(11)与一般喷嘴(12)均为双油路离心式喷嘴，均包括旋流芯(16)、副喷口(17)、主喷口(18)，旋流芯(16)套装在副喷口(17)的中心孔中，副喷口(17)套装在主喷口(18)的腔体上，安装喷嘴(11)还包括安装喷嘴壳体(15)，安装喷嘴壳体(15)设有螺纹孔(14)，一般喷嘴(12)还包括无螺纹孔的一般喷嘴壳体(19)。该结构特征解决了内置式燃油总管在燃烧室机匣内安装困难的问题，通过安装喷嘴壳体(15)上设有螺纹孔(14)可以直接将喷油环内环和外环结构固定到燃烧室机匣通过螺栓进行连接，可以有效减少空间。

进一步的，外环燃油长管(21)与内环燃油长管(22)之间填充玻璃纤维(55)，然后用石棉布(54)在外环燃油长管(21)与内环燃油长管(22)外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热卡套(24)与隔热板(23)包裹。该结构特征减轻了燃烧室内部高温气流对总管内燃油的热传导，有效抑制燃油总管在燃烧室高温条件下的结焦积碳。同时玻璃纤维(55)隔离了内外环总管，防止燃油总管在燃烧室内工作时由于振动可能产生的内外环总管碰撞的问题。

进一步的，外环燃油短管(47)与内环燃油短管(28)之间填充玻璃纤维(55)，然后用石棉布(54)在外环燃油短管(47)与内环燃油短管(28)外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热短卡套(29)与隔热板(23)包裹。该结构特征减轻了燃烧室内部高温气流对总管内燃油的热传导，有效抑制燃油总管在燃烧室高温条件下的结焦积碳。同时玻璃纤维(55)隔离了内外环总管，防止燃油总管在燃烧室内工作时由于振动可能产生的内外环总管碰撞的问题。

进一步的，一般喷嘴(12)与安装喷嘴(11)交叉排列。该结构特征使得燃油总管在燃烧室机匣上的安装位置均匀排列，在燃烧室高温高压环境下工作时，燃油总管受力均匀，防止总管受力不均产生的管路变形等问题。在保证总管安装可靠的同时，也减少了安装螺栓的数量，保证装配的便利性。

本发明的有益效果是：采用内置式燃油总管，占用空间少，同时也降低了燃烧室的重量，且加工简单。燃油喷嘴为双油路离心式喷嘴，在小流量状态下，副油路单独供油，保证点火时的雾化质量，在大流量状态下，主副油路同时工作，在有限的供油压力范围内满足了燃烧室宽广的流量范围。喷嘴结构设计紧凑，工作稳定，雾化性能良好。燃油总管采用隔热套管包裹石棉布及玻璃纤维的隔热措施，减轻了燃烧室内部高温气流对燃油的热传导，有效抑制燃油在高温条件下的结焦积碳。

附图说明

图1为一种紧凑型内置式燃油总管示意图

图2为双油路燃油喷嘴结构示意图

图3、4为燃油总管组装示意图

图5为总管隔热结构示意图

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例子详细介绍本发明。

参阅图1、3和4，为一种紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，包括外环燃油长管21、内环燃油长管22、隔热卡套24、隔热板23，喷嘴。

内环燃油长管22通过喷嘴串联组成喷油环内环结构，外环燃油长管21通过喷嘴串联组成喷油环外环结构,隔热卡套24采用U形结构，隔热卡套24与隔热板23包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油长管21、内环燃油长管22上。

进一步的，还包括外环燃油短管47、内环燃油短管28，第一总管进油接头13和第二总管进油接头10，第一总管进油接头13两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管47、内环燃油短管28与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，第二总管进油接头10两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管47、内环燃油短管28与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，隔热短卡套29采用U形结构，隔热短卡套29与隔热板23包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油短管47、内环燃油短管28上。

参阅图2，喷嘴包括一般喷嘴12、安装喷嘴11，安装喷嘴11与一般喷嘴12均为双油路离心式喷嘴，均包括旋流芯16、副喷口17、主喷口18，旋流芯16套装在副喷口17的中心孔中，副喷口17套装在主喷口18的腔体上，安装喷嘴11还包括安装喷嘴壳体15，安装喷嘴壳体15设有螺纹孔14，一般喷嘴12还包括无螺纹孔的一般喷嘴壳体19。

参阅图5，外环燃油长管21与内环燃油长管22之间填充玻璃纤维55，然后用石棉布54在外环燃油长管21与内环燃油长管22外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热卡套24与隔热板23包裹。

外环燃油短管47与内环燃油短管28之间填充玻璃纤维55，然后用石棉布54在外环燃油短管47与内环燃油短管28外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热短卡套29与隔热板23包裹。

一般喷嘴12与安装喷嘴11交叉排列。

在发动机小工况时，燃油总管由副油路工作，燃油从第一总管进油接头13进入，经外环燃油短管47与外环燃油长管21流入12支燃油安装喷嘴11与一般喷嘴12中，并经安装喷嘴11与一般喷嘴12雾化喷出。

在发动机大工况时，燃油总管主油路开始工作，燃油从第二总管进油接头10进入，经内环燃油短管28与内环燃油长管22流入12支燃油喷嘴中，经燃油安装喷嘴11与一般喷嘴12雾化喷出。

燃油总管主油路流量级别要远大于副油路，从而保证燃油总管在有限供油压力范围内满足发动机宽广的燃油流量范围，且在低流量小工况状态下也能由副油路获得良好的雾化质量。通过螺栓可以将燃油总管安装在燃烧室内机匣上固定。第一总管进油接头13为直管设计，第二总管进油接头10为弯管设计，以示区别主副油路进油接头。两者接口螺纹可采用不同螺纹规格，以防止装配错误。

Claims (6)

1.一种紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，包括外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)、隔热卡套(24)、隔热板(23)，喷嘴，

内环燃油长管(22)通过喷嘴串联组成喷油环内环结构，外环燃油长管(21)通过喷嘴串联组成喷油环外环结构,隔热卡套(24)采用U形结构，隔热卡套(24)与隔热板(23)包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油长管(21)、内环燃油长管(22)上。

2.根据权利要求1所述的紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，还包括外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)，第一总管进油接头(13)和第二总管进油接头(10)，第一总管进油接头(13)两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，第二总管进油接头(10)两侧分别通过并排相邻的外环燃油短管(47)、内环燃油短管(28)与喷嘴连接分别接入喷油环内环结构和喷油环外环结构，隔热短卡套(29)采用U形结构，隔热短卡套(29)与隔热板(23)包裹于并排相邻的喷油环内环结构和喷油环外环结构的外环燃油短管(47)和内环燃油短管(28)上。

3.根据权利要求1所述的紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，喷嘴包括一般喷嘴(12)、安装喷嘴(11)，安装喷嘴(11)与一般喷嘴(12)均为双油路离心式喷嘴，均包括旋流芯(16)、副喷口(17)、主喷口(18)，旋流芯(16)套装在副喷口(17)的中心孔中，副喷口(17)套装在主喷口(18)的腔体上，安装喷嘴(11)还包括安装喷嘴壳体(15)，安装喷嘴壳体(15)设有螺纹孔(14)，一般喷嘴(12)还包括无螺纹孔的一般喷嘴壳体(19)。

4.根据权利要求1所述的紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，外环燃油长管(21)与内环燃油长管(22)之间填充玻璃纤维(55)，然后用石棉布(54)在外环燃油长管(21)与内环燃油长管(22)外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热卡套(24)与隔热板(23)包裹。

5.根据权利要求4所述的紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，外环燃油短管(47)与内环燃油短管(28)之间填充玻璃纤维(55)，然后用石棉布(54)在外环燃油短管(47)与内环燃油短管(28)外侧进行缠绕包裹，再分别由隔热短卡套(29)与隔热板(23)包裹。

6.根据权利要求2所述的紧凑型内置式燃油总管，其特征在于，一般喷嘴(12)与安装喷嘴(11)交叉排列。