一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构的制作方法 专利技术说明

燃烧设备;加热装置的制造及其应用技术1.本技术涉及航空发动机的领域，尤其是涉及一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构。背景技术：2.航空发动机主燃烧室燃油喷嘴通常布置在扩压器出口到火焰筒进口之间的位置，横截面为近似环形结构。发动机工作时，燃油通过燃油喷嘴内部通道供给到火焰筒参与燃烧，燃油喷嘴外表面受到扩压器出口的高温气流加热，并将热量传递给内部流通的燃油。小工况时扩压器出口的气体对燃油适量的加温有利于燃油的雾化和燃烧，但是大工况时进口气体温度太高，燃油甚至被加热到超过闪点温度，易导致燃油结焦并堵塞喷嘴，降低发动机性能。技术实现要素：3.有鉴于此，本技术提供一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构，解决了现有技术中的问题，减小燃油喷嘴对内部通道中燃油的加热作用，最终降低燃油结焦和喷嘴堵塞的风险。4.本技术提供的一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构采用如下的技术方案：5.一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构，所述喷嘴包括沿进油方向依次设置的进油接头、安装法兰、杆部和头部，所述喷嘴的杆部位于机匣内部，包括6.隔热罩，包裹在所述喷嘴位于机匣内部的部分，所述隔热罩上设有对应所述喷嘴的出油端面的开孔；7.焊接凸台，设置在所述杆部靠近所述安装法兰一端的外壁上，所述隔热罩靠近所述安装法兰一端与焊接凸台固定连接；8.限位凸台，设置在所述杆部靠近头部一端的外周，所述限位凸台设置有多个，且沿所述杆部周向分布；9.所述隔热罩靠近安装法兰一端的侧壁上设有多个减弱孔，所述喷嘴的杆部在减弱孔远离焊接凸台的一侧设有封严环，所述封严环和隔热罩的内壁贴合。10.可选的，所述隔热罩和杆部的间隙范围为0.5-2mm。11.可选的，所述隔热罩的壁厚范围为0.3-2mm。12.可选的，所述隔热罩的外部轮廓和喷嘴位于机匣内部的部分的轮廓匹配。13.可选的，所述减弱孔沿杆部长度沿伸的长条形，所述减弱孔的长度范围为5-30mm，宽度1-3mm。14.可选的，所述封严环径向方向垂直于杆部的长度方向。15.可选的，所述隔热罩在相邻所述减弱孔之间的部分沿所述隔热罩周向轮廓的长度范围为1.5-2.5mm。16.可选的，所述焊接凸台平行于安装法兰，所述隔热罩和焊接凸台靠近安装法兰一侧的端面齐平。17.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：18.隔热罩与燃油喷嘴之间从封严环至喷嘴头部形成近似封闭的空气绝热层，保护燃油喷嘴不与高温气体对流传热，不受周围其他构件辐射传热，也杜绝了隔热罩与燃油喷嘴之间的正面热传导，因此燃油喷嘴所受加热所用小，温度升高少，最终保证了燃油喷嘴向内部通道中燃油传递的热量较少，能够有效减小燃油结焦和喷嘴堵塞的风险。本技术热防护结构简单、新颖，可靠性高，能够满足航空发动机主燃烧室燃油喷嘴热防护要求19.热态工作时，两个分瓣结构组成的隔热罩受到高温气流加热作用温度升高，由焊接凸台处开始，沿燃油喷嘴杆部长度方向，在燃油喷嘴杆部靠近喷嘴头部的多处限位凸台限制下伸长，从燃油喷嘴头部到隔热罩减弱孔处在垂直于燃油喷嘴喷杆方向膨胀变大，并通过封严环至焊接凸台之间的弱刚性结构变形以消除燃油喷嘴与隔热罩之间由温度梯度产生的变形不协调应力。附图说明20.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。21.图1为本技术航空发动机燃油喷嘴热防护结构；22.图2为本技术航空发动机燃油喷嘴热防护结构的爆炸图；23.图3为本技术航空发动机燃油喷嘴热防护结构的剖面图。24.附图标记说明：1、喷嘴；11、进油接头；12、安装法兰；13、杆部；14、头部；2、隔热罩；21、减弱孔；3、焊接凸台；4、限位凸台；5、封严环；6、绝热层。具体实施方式25.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。26.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。27.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。28.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。29.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。30.本技术实施例提供一种航空发动机燃油喷嘴热防护结构。31.如图1-图3所示，一种航空发动机燃油喷嘴1热防护结构，所述喷嘴1包括沿进油方向依次设置的进油接头11、安装法兰12、杆部13和头部14，安装法兰12用于与发动机固定连接，将喷嘴1安装固定在发动机上，进油接头11位于发动机外，所述喷嘴1的杆部13和头部14位于发动机的机匣内部。32.热防护结构包括：33.隔热罩2，包裹在所述喷嘴1位于机匣内部的部分，所述隔热罩2上设有对应所述喷嘴1的出油端面的开孔。在一个实施例中，隔热罩2通过两个镜像对称的分瓣结构对接形成，两个分瓣结构的对称线沿喷嘴1杆部13的长度方向，分瓣结构的对称面平行于头部14的径向方向，喷嘴自身也是镜像对称的，喷嘴1的对称线沿杆部13的长度方向，并且沿头部14的径向方向，对称线还与头部14的轴心对应，也可以说，隔热罩镜像对称面和喷嘴的自身的对称面重合。使两个分瓣结构包裹喷嘴1后，再对接固定成一体并焊接在喷嘴1外侧壁上。34.焊接凸台3，设置在所述杆部13靠近所述安装法兰12一端的外壁上，所述隔热罩2靠近所述安装法兰12一端与焊接凸台3通过焊接固定连接。35.限位凸台4，设置在所述杆部13靠近头部14一端的外周，所述限位凸台4设置有多个，且沿所述杆部13周向分布，限位凸台4和隔热罩2内壁抵接。36.所述隔热罩2靠近安装法兰12一端的侧壁上设有多个减弱孔21，所述喷嘴1的杆部13在减弱孔21远离焊接凸台3的一侧设有封严环5，所述封严环5和隔热罩2的内壁贴合。37.热态工作时，隔热罩2受到高温气流加热作用温度升高，隔热罩2由焊接凸台3处开始，沿燃油喷嘴1杆部13长度方向，在多处限位凸台4的限制下伸长，隔热罩2从头部14到减弱孔21处，在垂直于燃油喷嘴1杆部长度的方向上膨胀变大，并通过封严环5至焊接凸台3之间的弱刚性结构变形以消除燃油喷嘴1与隔热罩2之间由温度梯度产生的变形不协调应力。此时，隔热罩2与燃油喷嘴1之间从封严环5至喷嘴1头部14形成近似封闭的空气绝热层6，保护燃油喷嘴1不与高温气体对流传热，不受周围其他构件辐射传热，也杜绝了隔热罩2与燃油喷嘴1之间的正面热传导，因此燃油喷嘴1所受加热所用小，温度升高少，最终保证了燃油喷嘴1向内部通道中燃油传递的热量较少，能够有效减小燃油结焦和喷嘴1堵塞的风险。38.所述隔热罩2和杆部13的间隙范围为0.5-2mm，以最大限度减小隔热罩2外轮廓，并提供合适的空气绝热层6厚度。39.所述隔热罩2的壁厚范围为0.3-2mm。40.所述隔热罩2的外部轮廓和喷嘴1位于机匣内部的部分的轮廓匹配。41.所述减弱孔21沿杆部13长度沿伸的长条形，所述减弱孔21的长度范围为5-30mm，宽度1-3mm，满足强度要求的同时减弱该处隔热罩2刚性，保证该处热态变形能够消除由温度梯度产生的热应力。减弱孔21设置2-10个，42.所述封严环5径向方向垂直于杆部13的长度方向，其中，封严环5径向方向可以理解为封严环5的端面。封严环5为整环结构，沿杆部13长度方向的长度在1-3mm，以形成空气绝热层6的上部封严结构，径向高度在0.5-2m，以支撑隔热罩2、提供合适的空气绝热层6厚度并减少隔热罩2对燃油喷嘴1的热传导作用。径向高度指的凸出杆部13侧壁的长度。43.所述隔热罩2在相邻所述减弱孔21之间的部分沿所述隔热罩2周向轮廓的长度范围为1.5-2.5mm。44.所述焊接凸台3平行于安装法兰12，所述隔热罩2和焊接凸台3靠近安装法兰12一侧的端面齐平。其中，焊接凸台3为整环结构，距上端燃油喷嘴1安装法兰12要尽可能的近，以最大限度对燃油喷嘴1进行热防护。焊接凸台3两个端面的距离范围为2-6mm，方便隔热罩2进行定位和焊接，并尽可能的减小隔热罩2对燃油喷嘴1的热传导作用。45.限位凸台4周向分布2-8个，沿杆部13长度方向距离在1-3mm，径向高度在0.5-2mm，沿杆部13周向的长度在1-3mm，以支撑隔热罩2、提供合适的空气绝热层6厚度并减少隔热罩2对燃油喷嘴1的热传导作用。其中，径向高度指的凸出杆部13侧壁的长度。46.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。









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