專利名稱：航空發(fā)動機火焰筒外殼結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，具體涉及一種為提高航空發(fā)動機壽命而進行的火焰筒外殼的改進設計。屬于航空發(fā)動機燃燒室結構設計技術領域。
背景技術：
現(xiàn)有航空發(fā)動機原火焰筒的最熱點在進氣斗側面，在大負荷長時間運轉后，常出現(xiàn)裂紋，裂紋擴展產(chǎn)生掉塊從而危及發(fā)動機轉子系統(tǒng)正常工作，影響發(fā)動機工作壽命、危及發(fā)動機使用安全。為滿足發(fā)動機使用方對渦噴十一型航空發(fā)動機提出的性能需求，提高發(fā)動機使用壽命，對該型航空發(fā)動機的火焰筒外殼部件進行了改進設計。原火焰筒外殼是該型發(fā)動機最薄弱的環(huán)節(jié)，由于結構設計上的缺陷，火焰筒外殼壁面溫度分布很不均勻，溫差最大值達400°C以上，最熱點進氣斗側面，在大負荷長時間運轉后，常出現(xiàn)裂紋，裂紋擴展到兩個進氣斗之間的小孔，容易產(chǎn)生掉塊，影響整機工作壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，以提高航空發(fā)動機的使用壽命。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，其包括火焰筒外殼加強環(huán)1、固定環(huán)2、固定鉤3、前進氣錐4、火焰筒外殼前段5、進氣斗6、火焰筒外殼后段7及火焰筒后安裝邊8?；鹧嫱餐鈿で岸魏突鹧嫱餐鈿ず蠖瓮ㄟ^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環(huán)以形成安裝前進氣錐的內(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氣斗。在將前進氣錐和火焰筒外殼組合時，固定鉤裝入前進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氣錐上。然后用拚成一個整圓、分為三塊的固定環(huán)卡在固定鉤和火焰筒外殼加強環(huán)之間，使固定鉤卡緊，再將分成三段的固定環(huán)焊成一個整環(huán)?；鹧嫱餐鈿で岸蔚睦鋮s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)動機火焰筒外殼結構，其包括火焰筒外殼加強環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前進氣錐、火焰筒外殼前段、進氣斗、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環(huán)以形成安裝前進氣錐的內(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氣斗；固定鉤焊在前進氣錐；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°。所述的進氣斗迎燃氣側面的多余材料予以切除，以進氣斗短邊中心向進氣斗背部方向切除材料至與進氣斗底面6mm處為止。本實用新型一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，其優(yōu)點及功效在于1、有效降低了火焰筒外殼壁面的最高溫度。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所示為火焰筒結構示意圖圖2『1、加-2所示為現(xiàn)有技術中固定鉤結構示意圖圖2b-l、2b_2所示為本實用新型中固定鉤結構示意圖圖3a所示為現(xiàn)有技術中固定鉤擺放角度示意圖圖北所示為本實用新型中固定鉤擺放角度示意圖圖4所示為本實用新型中前進氣錐與火焰筒外殼間間隙示意圖圖5a-l、fe_2所示為現(xiàn)有技術中進氣斗結構示意圖圖5b-l』b_2所示為本實用新型中進氣斗結構示意圖圖中標號具體如下1、火焰筒外殼加強環(huán)；2、固定環(huán)；3、固定鉤；4、前進氣錐；5、火焰筒外殼前段；6、 進氣斗；7、火焰筒外殼后段；8、火焰筒后安裝邊；9、火焰筒內(nèi)燃氣氣流；10-進氣斗前部； 11-進氣斗背部W、W’ -固定鉤寬度T、T’ -固定鉤厚度S-前進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-進氣斗背部去除材料后與進氣斗底面的距離
具體實施方式
航空發(fā)動機火焰筒外殼改進結構如圖1至圖5所示。固定鉤改進是寬度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_l、圖2a_2、圖沘_1、圖沘_2 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。原有進氣斗側壁面過熱的原因是打旋的氣流進入火焰筒，燃燒后打旋的燃氣被進氣斗背面擋住后滯止(見圖5a-l、fe_2)，使得進氣斗背面溫度很高。改進的火焰筒風斗設計主要是切除進氣斗背面部分材料，以進氣斗短邊中心向進氣斗背部11方向切除材料至與進氣斗底面6mm處為止，見圖恥-1、圖恥-2所示。通過切除進氣斗背面部分材料以及通過增加前進氣錐與火焰筒外殼間的間隙從而增大冷卻氣膜厚度后，使得進氣斗熱點溫度降低了約 200°C。
權利要求1.一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，其包括火焰筒外殼加強環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前進氣錐、火焰筒外殼前段、進氣斗、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環(huán)以形成安裝前進氣錐的內(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氣斗；固定鉤焊在前進氣錐；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)權利要求1所述的航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，其特征在于所述的進氣斗迎燃氣側面的多余材料予以切除，以進氣斗短邊中心向進氣斗背部方向切除材料至與進氣斗底面6mm處為止。
專利摘要本實用新型一種航空發(fā)動機火焰筒外殼結構，包括火焰筒外殼加強環(huán)、固定環(huán)、固定鉤、前進氣錐、火焰筒外殼前段、進氣斗、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環(huán)以形成安裝前進氣錐的內(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氣斗；固定鉤焊在前進氣錐；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°。本實用新型有效降低火焰筒外殼的壁面溫度；切除進氣斗迎燃氣側面多余材料，解決了進氣斗出現(xiàn)裂紋的問題。
文檔編號F23R3/42GK202032611SQ201120000620
公開日2011年11月9日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權日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