專利名稱：航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，具體涉及一種為提高航空發(fā)動機(jī)壽 命而進(jìn)行的火焰筒外殼的改進(jìn)設(shè)計(jì)。屬于航空發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有航空發(fā)動機(jī)原火焰筒的最熱點(diǎn)在進(jìn)氣斗側(cè)面，在大負(fù)荷長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，常出 現(xiàn)裂紋，裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生掉塊從而危及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)正常工作，影響發(fā)動機(jī)工作壽命、危及 發(fā)動機(jī)使用安全。為滿足發(fā)動機(jī)使用方對渦噴十一型航空發(fā)動機(jī)提出的性能需求，提高發(fā) 動機(jī)使用壽命，對該型航空發(fā)動機(jī)的火焰筒外殼部件進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。原火焰筒外殼是該 型發(fā)動機(jī)最薄弱的環(huán)節(jié)，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，火焰筒外殼壁面溫度分布很不均勻，溫差 最大值達(dá)400°C以上，最熱點(diǎn)進(jìn)氣斗側(cè)面，在大負(fù)荷長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，常出現(xiàn)裂紋，裂紋擴(kuò)展到 兩個(gè)進(jìn)氣斗之間的小孔，容易產(chǎn)生掉塊，影響整機(jī)工作壽命。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，以提高航空發(fā)動機(jī)的使用壽命ο
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，其 包括火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)1、固定環(huán)2、固定鉤3、前進(jìn)氣錐4、火焰筒外殼前段5、進(jìn)氣斗6、火 焰筒外殼后段7及火焰筒后安裝邊8。
火焰筒外殼前段和火焰筒外殼后段通過焊接連接為一體形成火焰筒外殼，在火焰 筒外殼前段前端焊接著火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)以形成安裝前進(jìn)氣錐的內(nèi)安裝邊。在火焰筒外殼 后段的后端焊接著火焰筒后安裝邊。在火焰筒外殼前段沖出的長圓形孔中焊接著進(jìn)氣斗。
在將前進(jìn)氣錐和火焰筒外殼組合時(shí)，固定鉤裝入前進(jìn)氣錐斜槽定位保證前錐與外 殼間形成2. 4mm縫隙，再由背后將固定鉤焊在前進(jìn)氣錐上。然后用拚成一個(gè)整圓、分為三塊 的固定環(huán)卡在固定鉤和火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)之間，使固定鉤卡緊，再將分成三段的固定環(huán)焊 成一個(gè)整環(huán)。
火焰筒外殼前段的冷卻采用氣膜冷卻，氣膜是由與火焰筒徑向成30°的窄固定鉤 墊在火焰筒外殼壁面和前進(jìn)氣錐前端面之間所形成的2. 4mm的環(huán)形縫隙形成的。
一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，其包括火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前 進(jìn)氣錐、火焰筒外殼前段、進(jìn)氣斗、火焰筒外殼后段及火焰筒后安裝邊；火焰筒外殼前段和 火焰筒外殼后段通過焊接連接為一體形成火焰筒外殼，在火焰筒外殼前段前端焊接著火焰 筒外殼加強(qiáng)環(huán)以形成安裝前進(jìn)氣錐的內(nèi)安裝邊。在火焰筒外殼后段的后端焊接著火焰筒后 安裝邊；在火焰筒外殼前段沖出的長圓形孔中焊接著進(jìn)氣斗；固定鉤焊在前進(jìn)氣錐；其特 征在于所述的固定鉤寬度由原先的Ilmm改為4. 5mm，固定鉤厚度由1. 8mm改為3mm，固定 鉤安放角度改為順氣流方向擺放，與火焰筒徑向軸線夾角為30°。
所述的進(jìn)氣斗迎燃?xì)鈧?cè)面的多余材料予以切除，以進(jìn)氣斗短邊中心向進(jìn)氣斗背部方向切除材料至與進(jìn)氣斗底面6mm處為止。
本發(fā)明一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于
1、有效降低了火焰筒外殼壁面的最高溫度，最高溫度由原來的900°C降低到 700°C以內(nèi)。
2、改善了火焰筒外殼壁面溫度分布不均勻的情況。
3、對火焰筒流量分配沒有改變，不影響主燃區(qū)的燃燒以及火焰筒的工作特性。


圖1所示為火焰筒結(jié)構(gòu)示意圖
圖加所示為現(xiàn)有技術(shù)中固定鉤結(jié)構(gòu)示意圖
圖2b所示為本發(fā)明中固定鉤結(jié)構(gòu)示意圖
圖3a所示為現(xiàn)有技術(shù)中固定鉤擺放角度示意圖
圖北所示為本發(fā)明中固定鉤擺放角度示意圖
圖4所示為本發(fā)明中前進(jìn)氣錐與火焰筒外殼間間隙示意圖
圖fe所示為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)氣斗結(jié)構(gòu)示意圖
圖恥所示為本發(fā)明中進(jìn)氣斗結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標(biāo)號具體如下
1、火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)；2、固定環(huán)；3、固定鉤；4、前進(jìn)氣錐；5、火焰筒外殼前段；6、 進(jìn)氣斗；7、火焰筒外殼后段；8、火焰筒后安裝邊；9、火焰筒內(nèi)燃?xì)鈿饬鳎?0-進(jìn)氣斗前部； 11-進(jìn)氣斗背部W、W’ -固定鉤寬度T、T’ -固定鉤厚度S-前進(jìn)氣錐與火焰筒外殼間的間隙 θ -固定鉤與火焰筒徑向軸線夾角H-進(jìn)氣斗背部去除材料后與進(jìn)氣斗底面的距離具體實(shí)施方式
航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼改進(jìn)結(jié)構(gòu)如圖1至圖5所示。固定鉤改進(jìn)是寬度W'由原先 的Ilmm改為4. 5mm，固定鉤厚度T，由1. 8mm改為3mm，見圖2a、圖2b所示。固定鉤安放角 度改為順氣流方向擺放，與火焰筒徑向軸線夾角θ為30°，見圖3a、圖北所示。通過增加 固定鉤的厚度使得前進(jìn)氣錐與火焰筒外殼間的間隙S由原先的1. 8mm增加為現(xiàn)在的2. 4mm, 如圖4所示。順氣流方向擺放的窄固定鉤有效的消除了原來固定鉤后的氣流分離區(qū)，使得 冷卻氣膜得以沿壁面更均勻的連續(xù)流動，從而降低了外殼前端壁面的溫度并使溫度分布更 加均勻一致。
原有進(jìn)氣斗側(cè)壁面過熱的原因是打旋的氣流進(jìn)入火焰筒，燃燒后打旋的燃?xì)獗贿M(jìn) 氣斗背面擋住后滯止(見圖5)，使得進(jìn)氣斗背面溫度很高。改進(jìn)的火焰筒風(fēng)斗設(shè)計(jì)主要是 切除進(jìn)氣斗背面部分材料，以進(jìn)氣斗短邊中心向進(jìn)氣斗背部11方向切除材料至與進(jìn)氣斗 底面6mm處為止，見圖恥所示。通過切除進(jìn)氣斗背面部分材料以及通過增加前進(jìn)氣錐與火 焰筒外殼間的間隙從而增大冷卻氣膜厚度后，使得進(jìn)氣斗熱點(diǎn)溫度降低了約200°C。
權(quán)利要求
1.一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，其包括火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前 進(jìn)氣錐、火焰筒外殼前段、進(jìn)氣斗、火焰筒外殼后段及火焰筒后安裝邊；火焰筒外殼前段和 火焰筒外殼后段通過焊接連接為一體形成火焰筒外殼，在火焰筒外殼前段前端焊接著火焰 筒外殼加強(qiáng)環(huán)以形成安裝前進(jìn)氣錐的內(nèi)安裝邊。在火焰筒外殼后段的后端焊接著火焰筒后 安裝邊；在火焰筒外殼前段沖出的長圓形孔中焊接著進(jìn)氣斗；固定鉤焊在前進(jìn)氣錐；其特 征在于所述的固定鉤寬度由原先的Ilmm改為4. 5mm，固定鉤厚度由1. 8mm改為3mm，固定 鉤安放角度改為順氣流方向擺放，與火焰筒徑向軸線夾角為30°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的進(jìn)氣斗迎 燃?xì)鈧?cè)面的多余材料予以切除，以進(jìn)氣斗短邊中心向進(jìn)氣斗背部方向切除材料至與進(jìn)氣斗 底面6mm處為止。
全文摘要
本發(fā)明一種航空發(fā)動機(jī)火焰筒外殼結(jié)構(gòu)，包括火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前進(jìn)氣錐、火焰筒外殼前段、進(jìn)氣斗、火焰筒外殼后段及火焰筒后安裝邊；火焰筒外殼前段和火焰筒外殼后段通過焊接連接為一體形成火焰筒外殼，在火焰筒外殼前段前端焊接著火焰筒外殼加強(qiáng)環(huán)以形成安裝前進(jìn)氣錐的內(nèi)安裝邊。在火焰筒外殼后段的后端焊接著火焰筒后安裝邊；在火焰筒外殼前段沖出的長圓形孔中焊接著進(jìn)氣斗；固定鉤焊在前進(jìn)氣錐；所述的固定鉤寬度由原先的11mm改為4.5mm，固定鉤厚度由1.8mm改為3mm，固定鉤安放角度改為順氣流方向擺放，與火焰筒徑向軸線夾角為30°。本發(fā)明有效降低火焰筒外殼的壁面溫度；切除進(jìn)氣斗迎燃?xì)鈧?cè)面多余材料，解決了進(jìn)氣斗出現(xiàn)裂紋的問題。
文檔編號F23R3/42GK102032596SQ20111000039
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者俞裕民, 吳一黃, 桑萬章, 潘寧民, 王景惠, 陳明明 申請人:北京航空航天大學(xué)