[發明專利]火焰筒的大彎管及其組裝方法、火焰筒

有效

• 申請號: 202110405426.5
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113154454B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王良;王璐;陳劍;康堯;戴金鑫;江立軍;郎旭東;張榮幸;于丹
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F23R3/54
• 分類號: F23R3/54;F23R3/60
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 黃武

本發明公開了一種火焰筒的大彎管，包括同軸布設的內安裝環和外安裝環，以及多個呈彎曲狀的彎管片，外安裝環設于內安裝環的一側并用于與火焰筒的筒本體的氣流輸出端連接，多個彎管片沿周向拼裝組合形成呈喇叭狀的整環結構，內安裝環與整環結構的內邊緣可拆卸地連接并用于從整環結構的內邊緣對整環結構進行徑向支撐，外安裝環與整環結構的外邊緣可拆卸地連接并用于從整環結構的外邊緣對整環結構進行徑向支撐和進行軸向限位。本發明還涉及一種火焰筒的大彎管的組裝方法，本發明還涉及一種火焰筒。本發明的火焰筒的大彎管，在大彎管局部受損時，只需單獨更換受損的部分即可對大彎管進行維護，降低了發動機的使用和維護成本。

技術領域

本發明涉及渦扇發動機的燃燒室的技術領域，特別地，涉及一種火焰筒的大彎管。本發明還涉及一種火焰筒的大彎管的組裝方法以及一種火焰筒。

背景技術

回流燃燒室因軸向長度短，廣泛應用于中小型航空發動機及燃氣輪機上，其特有的排氣彎管結構可以實現燃氣在火焰筒中的180°折轉，從而盡可能地延長燃氣在火焰筒內的滯留時間，提高燃油燃燒效率，保證足夠的摻混與淬熄距離，獲得較好的燃燒室綜合性能。

排氣彎管包括大彎管和小彎管，在工作過程中，大彎管和小彎管需承受火焰筒頭部及主燃區燃燒產生的高溫燃氣沖刷，這些高溫燃氣由旋流火焰產生，并在湍流流動以及多組不同排列形式的摻混孔射流作用下，形成不均勻的溫度分布，對大彎管和小彎管的不同區域進行不同程度的加熱。

在目前顯著減少的冷卻氣量以及相對較差的冷卻氣品質情況下，由于彎管受熱不均勻，很容易出現局部壁溫過高、壁溫梯度過大等問題，造成局部應力過大。局部壁溫過高時，彎管壁面會出現局部燒蝕或者局部裂紋，壁溫梯度過大時，彎管會產生變形、整條裂紋等現象，影響燃燒室的正常工作，造成彎管和火焰筒的使用壽命縮短。另一方面，當發動機在工作過程中出現吞沙、吞冰、吞鳥或者上游出現異物、局部熔渣、焊料脫落等情況時，火焰筒及排氣彎管上很容易粘結異物。這些異物會影響火焰筒正常使用，往往需要整體更換或者到加工方返修，綜合成本較高。

排氣彎管中的大彎管與小彎管相比，更接近圓盤式結構，其尺寸大、內外徑差別較大、受熱面積也大，因此在使用維護過程中更容易出現受熱燒蝕、裂紋、變形等零件失效的問題。由于其尺寸較大，更換操作難度也相對更大，成本更高。當大彎管在工作過程中受到高溫燃氣直接沖刷出現局部燒蝕或裂紋時，裂紋容易周向擴展，發生燒蝕加劇或者整個大彎管變形、裂紋等現象，使得大彎管失效，更換成本高。

專利US6986201B2提出，當火焰筒某個部位出現破壞時，更換全環的火焰筒外環、內環或者大彎管和小彎管，火焰筒維護成本高。

發明內容

本發明提供的火焰筒的大彎管，以解決現有的中小型航空發動機回流燃燒室的火焰筒的大彎管使用過程中，由于局部應力過大產生局部裂紋或燒蝕等問題造成損壞，損壞后需整體更換導致維護導致成本高的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種火焰筒的大彎管，火焰筒的大彎管設于火焰筒的筒本體的氣流輸出端并用于與火焰筒的小彎管配合形成帶排氣通道的排氣彎管，進而將火焰筒的筒本體內的高溫燃氣引導至渦輪導向器，以使高溫燃氣通過渦輪導向器對處于對渦輪導向器下游的渦輪葉片做功帶動渦輪葉片轉動。火焰筒的大彎管包括同軸布設的內安裝環和外安裝環，以及多個呈彎曲狀的彎管片，外安裝環設于內安裝環的一側并用于與火焰筒的筒本體的氣流輸入端連接，多個彎管片沿周向拼裝組合形成呈喇叭狀的整環結構，內安裝環與整環結構的內邊緣可拆卸地連接并用于從整環結構的內邊緣對整環結構進行徑向支撐，外安裝環與整環結構的外邊緣可拆卸地連接并用于從整環結構的外邊緣對整環結構進行徑向支撐和進行軸向限位。