CN207715984U - 一种高温气流管道双层防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高温气流管道双层防护结构，涉及航空发动机高温管道领域，包括：隔热屏(1)、导流坡(3)、水冷套结构筒体(5)以及环形减震支撑弹簧(4)。本实用新型的高温气流管道双层防护结构，隔热屏(1)和结构外壁通过辐射传热，消除了高温气体对水冷套结构筒体(5)的对流传热，减少了高温燃气到外壁面的热传递。在隔热屏(1)加装导流坡(3)，增加了附面层厚度，降低高温气流的对流强度，减少热损失；外壁采用水冷套结构筒体(5)，避免了高温对材料的损坏，可靠性高，材料成本低；采用带有阻尼的环形减震支撑弹簧(4)固定连接隔热屏(1)，有效降低了高温燃气产生的震动。结构简单、维护成本低，实用性较好。

Description

一种高温气流管道双层防护结构

技术领域

本实用新型涉及航空发动机高温管道领域，特别涉及一种高温气流管道双层防护结构。

背景技术

航空发动机加力燃烧室试验中试验件进口燃气温度高(最高可达950℃)，设备加温装置出口温度更高，因此设备高温燃气管道需做好热防护。现有的解决方案一般有两种，第一种是单纯采用水冷套结构保护管壁，这种方案气流的温降大，增大加温装置加温负荷，同时冷却水流量需求大；第二种方案是管道采用高温合金，材料成本和加工成本高，且易烧蚀。

发明内容

本实用新型提供了一种高温气流管道双层防护结构，以解决高温燃气温度损失大、管道冷却成本高的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高温气流管道双层防护结构，前端与管道内壁焊接，包括：

隔热屏，呈管状，所述隔热屏的前端沿轴向开设多个热胀间隙；

导流坡，包括多个，沿轴向均匀设置在所述隔热屏内壁面上；

水冷套结构筒体，套设在所述隔热屏外侧，作为高温气流管道双层防护结构的外壁，所述水冷套结构筒体与所述隔热屏之间留有预定间隙；

环形减震支撑弹簧，设置在所述预定间隙中，一端固定连接所述隔热屏的外壁面，另一端通过接触支撑所述水冷套结构筒体。

可选地，所述隔热屏为耐高温合金材料。

本实用新型的有益效果：本实用新型的高温气流管道双层防护结构，隔热屏加装导流坡，增加附面层厚度，降低高温气流的对流强度，减少热损失；外壁采用水冷套结构，避免高温对材料损坏，可靠性高，材料成本低；采用环形减震支撑弹簧固定隔热屏，有效降低高温燃气产生的震动。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型高温气流管道双层防护结构总体示意图；

图2是本实用新型高温气流管道双层防护结构的导流坡示意图；

图3是本实用新型高温气流管道双层防护结构的环形减震支撑弹簧示意图；

图4是本实用新型高温气流管道双层防护结构的水冷套结构筒体示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1至图4所示，本实用新型的高温气流管道双层防护结构，前端与管道内壁焊接，该结构包括：隔热屏1、导流坡3、水冷套结构筒体5以及环形减震支撑弹簧4。

具体地，隔热屏1呈管状，高温燃气A从隔热屏1的前端流入，在隔热屏1的前端沿轴向开设多个热胀间隙2，用于消除高温产生的热应力。在隔热屏1的内壁面上沿轴向均匀布置多个导流坡3，导流坡3会在隔热屏1内环产生较厚的附面层，降低高温气流的对流强度，降低隔热屏1的壁温，减小高温燃气到外壁面的热传递，减少热损失。

水冷套结构筒体5套设在隔热屏1外侧，作为高温气流管道双层防护结构的外壁，水冷套结构筒体5与隔热屏1之间留有预定间隙。本实施例中，优选在水冷套结构筒体5前端设置冷却水进口X，在尾端设置冷却水出口Y，在水冷套结构筒体5两个壁板之间交叉布置多个挡板，形成一条形成自冷却水进口X至冷却水进口Y的水道，通过冷却水的不断注入，实现外壁结构的降温作用，充分发挥了水冷优势，带走更多热量，提高了热防护效果。

进一步，环形减震支撑弹簧4设置在水冷套结构筒体5与隔热屏1之间的预定间隙中，一端固定连接所述隔热屏1的外壁面，另一端通过接触支撑所述水冷套结构筒体5，环形减震支撑弹簧4具有一定的刚度和阻尼，可以减小高温高速燃气对隔热屏1的冲击，起到减震作用。

本实用新型的高温气流管道双层防护结构，隔热屏1和结构外壁通过辐射传热，消除了高温气体对水冷套结构筒体5的对流传热，减少了高温燃气到外壁面的热传递。在隔热屏1加装导流坡3，增加了附面层厚度，降低高温气流的对流强度，减少热损失；外壁采用水冷套结构筒体5，避免了高温对材料的损坏，可靠性高，材料成本低；采用带有阻尼的环形减震支撑弹簧4固定连接隔热屏1，有效降低了高温燃气产生的震动。

本实用新型的高温气流管道双层防护结构，完善了航空发动机燃烧试验高温管道防护设计，解决了管道中高温燃气温度损失大、管道冷却成本高问题。高温气流管道双层防护结构的结构设计方法极具借鉴意义，其结构简单、维护成本低，实用性较好，可应用于航空发动机主燃烧室及加力燃烧室试验器的设计中，解决管道中高温燃气输送热防护问题。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种高温气流管道双层防护结构，前端与管道内壁焊接，其特征在于，包括：

隔热屏(1)，呈管状，所述隔热屏(1)的前端沿轴向开设多个热胀间隙(2)；

导流坡(3)，包括多个，沿轴向均匀设置在所述隔热屏(1)内壁面上；

水冷套结构筒体(5)，套设在所述隔热屏(1)外侧，作为高温气流管道双层防护结构的外壁，所述水冷套结构筒体(5)与所述隔热屏(1)之间留有预定间隙；

环形减震支撑弹簧(4)，设置在所述预定间隙中，一端固定连接所述隔热屏(1)的外壁面，另一端通过接触支撑所述水冷套结构筒体(5)。

2.根据权利要求1所述的高温气流管道双层防护结构，其特征在于，所述隔热屏(1)为耐高温合金材料。