[實(shí)用新型]一種噴嘴頭部熱防護(hù)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521036650.8
• 申請(qǐng)日: 2015-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205279156U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪慶;黎武;徐華勝;周孫宇;王偉;蘇建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院
• 主分類號(hào): F23R3/28
• 分類號(hào): F23R3/28;F02M61/18
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴頭部熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，可有效控 制燃油溫度，防止積碳、結(jié)焦。

背景技術(shù)

隨著對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能要求的逐步提高，對(duì)于各個(gè)部件的性能、 壽命、可靠性及經(jīng)濟(jì)性等要求都在不斷提高，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)可靠點(diǎn)火和穩(wěn)定工作 起重要作用的燃油噴嘴，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)推重比不斷提升，在更高溫度的進(jìn)口氣流 和燃?xì)廨椛湎拢瑖娮鞖んw溫度在不斷升高并將溫升傳遞至噴嘴內(nèi)部流通的燃油， 而燃油在達(dá)到一定溫度后會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，隨著工作時(shí)間逐步沉積并堵塞通道， 破壞噴嘴的正常供油及燃油霧化功能，容易引發(fā)火焰筒及下游零件的燒蝕故障， 嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致點(diǎn)火困難及熄火故障，必須采取有效的措施控制燃油溫度，以 保證噴嘴能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。

噴嘴暴露在熱環(huán)境中的部分主要為頭部及桿部，本專利主要針對(duì)頭部隔熱 設(shè)計(jì)，噴嘴頭部主要受進(jìn)口氣流及燃?xì)獾挠绊懀m然頭部長(zhǎng)度較短，與燃油熱 交換時(shí)間短，但環(huán)境溫度水平相對(duì)較高，尤其是受熱流密度較高的火焰筒內(nèi)燃 氣影響，同時(shí)頭部結(jié)焦對(duì)噴嘴霧化有著直接影響，因此頭部熱防護(hù)設(shè)計(jì)是噴嘴 防結(jié)焦的重點(diǎn)之一。

國(guó)內(nèi)已有專利“一種離心式防積碳燃油噴嘴”(申請(qǐng)?zhí)枺?01210033225.8) 公布了一種在噴嘴外加套管，利用氣體或真空間隙隔熱的結(jié)構(gòu)，但這一方法在 實(shí)現(xiàn)過(guò)程中存在局限，真空隔熱對(duì)隔熱層密封方式要求較高，螺紋連接容易失 效，而真空焊接加工成本高，周期長(zhǎng)，不利于批量生產(chǎn)；氣體隔熱在焊接時(shí)氣 體受熱膨脹易導(dǎo)致焊縫氣泡等缺陷產(chǎn)生，不利于保證焊縫質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利的目的：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶隔熱能力的噴嘴頭 部結(jié)構(gòu)方案，這種結(jié)構(gòu)可以解決高溫升燃油噴嘴頭部結(jié)焦、積碳問(wèn)題，同時(shí)相 比已有的氣體或真空隔熱結(jié)構(gòu)具有更好的經(jīng)濟(jì)性、工藝性，可以提高噴嘴的使 用壽命和工作可靠性。

本發(fā)明專利的技術(shù)方案是：

一種噴嘴頭部熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括噴嘴殼體(5)與導(dǎo)流壁(6)，導(dǎo)流壁(6) 位于噴嘴殼體(5)內(nèi)部，導(dǎo)流壁(6)內(nèi)部形成燃油通道,導(dǎo)流壁(6)末端收 口形成噴口，其特征在于，還設(shè)有隔熱層(4)，隔熱層(4)處于噴嘴殼體(5) 與導(dǎo)流壁(6)之間。

進(jìn)一步的，其隔熱層(4)的截面為“L型”，包覆導(dǎo)流壁(6)的外周及末端 收口部分。

進(jìn)一步的，其隔熱層(4)填充材料為導(dǎo)熱系數(shù)低于導(dǎo)流壁(6)所用材料的 固體材料。

進(jìn)一步的，其與隔熱層(4)接觸的噴嘴殼體(5)表面上開(kāi)有焊接壓力平衡 孔(7)。

本發(fā)明專利的有益效果是：

本發(fā)明具有不影響噴嘴原有供油及霧化功能、相比填充氣體或真空隔熱結(jié)構(gòu) 具有更好的經(jīng)濟(jì)性、工藝性的優(yōu)點(diǎn)，可以控制燃油溫升，提高噴嘴使用壽命和 工作可靠性，在某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主燃燒室燃油噴嘴上已應(yīng)用并取得良好效果， 也可應(yīng)用到超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、燃機(jī)等裝置中。

附圖說(shuō)明

圖1本專利噴嘴頭部工作環(huán)境示意

圖2本專利噴嘴頭部結(jié)構(gòu)示意

標(biāo)志說(shuō)明：

1：燃燒室外套；2：火焰筒；

3：噴嘴頭部；4：隔熱層；

5：噴嘴殼體；6：導(dǎo)流壁；

7：壓力平衡孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例子詳細(xì)介紹本發(fā)明。

圖1為本專利噴嘴頭部結(jié)構(gòu)工作環(huán)境示意，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，噴嘴頭部3處于 燃燒室外套1內(nèi)的氣流和火焰筒2內(nèi)的燃?xì)猸h(huán)境中，在一定的工作范圍內(nèi)發(fā)動(dòng) 機(jī)燃燒室外套1內(nèi)的氣流溫度會(huì)高于燃油結(jié)焦溫度。

噴嘴殼體5及導(dǎo)流壁6通常為金屬材料加工，其表面光潔度較好，燃油流通 阻力小，但導(dǎo)熱能力較好，進(jìn)口氣流的熱輻射造成噴嘴殼體5溫度升高，隔熱 層4內(nèi)填充導(dǎo)熱系數(shù)低于流道壁6所用材料的固體材料，如氧化鋯陶瓷等，可 以控制熱量由噴嘴殼體5向?qū)Я鞅?的傳遞，隔熱層4設(shè)計(jì)為類似“L”型截面， 可以同時(shí)燃燒室外套1內(nèi)的氣流和火焰筒2向?qū)Я鞅?的熱傳遞，從而抑制燃 油的環(huán)境溫度。

由于本專利隔熱層4采用固體材料填充，不受氣體對(duì)流換熱影響，在噴嘴殼體5 上開(kāi)有壓力平衡孔14，用于釋放噴嘴殼體5與導(dǎo)流壁6之間存在的氣體在焊接 過(guò)程中受熱膨脹產(chǎn)成的壓力，有利于保證焊接質(zhì)量，同時(shí)所有環(huán)節(jié)不需在真空 條件下進(jìn)行，制造成本低。