一种喷嘴头部热防护结构制造技术

技术编号:14944579 阅读:89 留言:0更新日期:2017-04-01 11:06
本实用新型专利技术提供了一种喷嘴头部热防护结构,包括喷嘴壳体(5)与导流壁(6),导流壁(6)位于喷嘴壳体(5)内部,导流壁(6)内部形成燃油通道,导流壁(6)末端收口形成喷口,其特征在于,还设有隔热层(4),隔热层(4)处于喷嘴壳体(5)与导流壁(6)之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于燃气涡轮发动机的喷嘴头部热防护结构,可有效控制燃油温度,防止积碳、结焦。
技术介绍
随着对燃气涡轮发动机综合性能要求的逐步提高,对于各个部件的性能、寿命、可靠性及经济性等要求都在不断提高,对于发动机可靠点火和稳定工作起重要作用的燃油喷嘴,随着发动机推重比不断提升,在更高温度的进口气流和燃气辐射下,喷嘴壳体温度在不断升高并将温升传递至喷嘴内部流通的燃油,而燃油在达到一定温度后会出现结焦现象,随着工作时间逐步沉积并堵塞通道,破坏喷嘴的正常供油及燃油雾化功能,容易引发火焰筒及下游零件的烧蚀故障,严重时可能导致点火困难及熄火故障,必须采取有效的措施控制燃油温度,以保证喷嘴能够长时间稳定工作。喷嘴暴露在热环境中的部分主要为头部及杆部,本专利主要针对头部隔热设计,喷嘴头部主要受进口气流及燃气的影响,虽然头部长度较短,与燃油热交换时间短,但环境温度水平相对较高,尤其是受热流密度较高的火焰筒内燃气影响,同时头部结焦对喷嘴雾化有着直接影响,因此头部热防护设计是喷嘴防结焦的重点之一。国内已有专利“一种离心式防积碳燃油喷嘴”(申请号:201210033225.8)公布了一种在喷嘴外加套管,利用气体或真空间隙隔热的结构,但这一方法在实现过程中存在局限,真空隔热对隔热层密封方式要求较高,螺纹连接容易失效,而真空焊接加工成本高,周期长,不利于批量生产;气体隔热在焊接时气体受热膨胀易导致焊缝气泡等缺陷产生,不利于保证焊缝质量。
技术实现思路
本专利技术专利的目的:克服现有技术的不足,提供一种带隔热能力的喷嘴头部结构方案,这种结构可以解决高温升燃油喷嘴头部结焦、积碳问题,同时相比已有的气体或真空隔热结构具有更好的经济性、工艺性,可以提高喷嘴的使用寿命和工作可靠性。本专利技术专利的技术方案是:一种喷嘴头部热防护结构,包括喷嘴壳体(5)与导流壁(6),导流壁(6)位于喷嘴壳体(5)内部,导流壁(6)内部形成燃油通道,导流壁(6)末端收口形成喷口,其特征在于,还设有隔热层(4),隔热层(4)处于喷嘴壳体(5)与导流壁(6)之间。进一步的,其隔热层(4)的截面为“L型”,包覆导流壁(6)的外周及末端收口部分。进一步的,其隔热层(4)填充材料为导热系数低于导流壁(6)所用材料的固体材料。进一步的,其与隔热层(4)接触的喷嘴壳体(5)表面上开有焊接压力平衡孔(7)。本专利技术专利的有益效果是:本专利技术具有不影响喷嘴原有供油及雾化功能、相比填充气体或真空隔热结构具有更好的经济性、工艺性的优点,可以控制燃油温升,提高喷嘴使用寿命和工作可靠性,在某型航空发动机主燃烧室燃油喷嘴上已应用并取得良好效果,也可应用到超燃冲压发动机、燃机等装置中。附图说明图1本专利喷嘴头部工作环境示意图2本专利喷嘴头部结构示意标志说明:1:燃烧室外套;2:火焰筒;3:喷嘴头部;4:隔热层;5:喷嘴壳体;6:导流壁;7:压力平衡孔。具体实施方式下面结合附图及具体实施例子详细介绍本专利技术。图1为本专利喷嘴头部结构工作环境示意,发动机工作时,喷嘴头部3处于燃烧室外套1内的气流和火焰筒2内的燃气环境中,在一定的工作范围内发动机燃烧室外套1内的气流温度会高于燃油结焦温度。喷嘴壳体5及导流壁6通常为金属材料加工,其表面光洁度较好,燃油流通阻力小,但导热能力较好,进口气流的热辐射造成喷嘴壳体5温度升高,隔热层4内填充导热系数低于流道壁6所用材料的固体材料,如氧化锆陶瓷等,可以控制热量由喷嘴壳体5向导流壁6的传递,隔热层4设计为类似“L”型截面,可以同时燃烧室外套1内的气流和火焰筒2向导流壁6的热传递,从而抑制燃油的环境温度。由于本专利隔热层4采用固体材料填充,不受气体对流换热影响,在喷嘴壳体5上开有压力平衡孔14,用于释放喷嘴壳体5与导流壁6之间存在的气体在焊接过程中受热膨胀产成的压力,有利于保证焊接质量,同时所有环节不需在真空条件下进行,制造成本低。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种喷嘴头部热防护结构,包括喷嘴壳体(5)与导流壁(6),导流壁(6)位于喷嘴壳体(5)内部,导流壁(6)内部形成燃油通道,导流壁(6)末端收口形成喷口,其特征在于,还设有隔热层(4),隔热层(4)处于喷嘴壳体(5)与导流壁(6)之间。

【技术特征摘要】
1.一种喷嘴头部热防护结构,包括喷嘴壳体(5)与导流壁(6),导流壁(6)
位于喷嘴壳体(5)内部,导流壁(6)内部形成燃油通道,导流壁(6)末端收
口形成喷口,其特征在于,还设有隔热层(4),隔热层(4)处于喷嘴壳体(5)
与导流壁(6)之间。
2.权利要求1所述的喷嘴头部热防护结构,其特征在于,其隔热层(4)的...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪庆黎武徐华胜周孙宇王伟苏建
申请(专利权)人:中国燃气涡轮研究院
类型:新型
国别省市:四川;51

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