燃烧室内的火焰筒壁制造技术

本实用新型专利技术涉及燃烧室内的火焰筒壁，属于航空发动机燃烧室技术领域。该燃烧室内的火焰筒壁由壳体以及螺栓连接至所述壳体上的内衬组成，其中，在所述内衬的与所述壳体相对的一侧上设有多个螺栓底座，螺栓底座上设有螺栓主体，所述螺栓主体穿过所述壳体并通过螺母固定。该结构能够有效防止设置在火焰筒中的连接用螺栓失灵，从而提高火焰筒的寿命和安全可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术总地涉及航空发动机燃烧室技术，更具体地涉及燃烧室内的火焰筒壁。
技术介绍
航空发动机燃烧室火焰筒在温度高达2000K甚至更高温度的燃气中工作，致使火焰筒材料长时间经受着恶劣环境的考验。尽管已经采取了对燃烧室火焰筒进行冷却的措施，比如气膜冷却、对流气膜冷却、冲击气膜冷却、发散冷却和层板冷却等，但连接火焰筒的内衬(即瓦片)和壳体的螺栓因为承受着很高的机械负荷和热负荷，依然经受着严峻的考验。 通常，上述螺栓与火焰筒的内衬焊接在一起，然后内衬经由螺栓固定到火焰筒的壳体上。在火焰筒内衬上没有焊接螺栓的位置有气膜冷却的覆盖，但焊接了螺栓的位置没有气膜冷却的覆盖，致使该处螺栓在承受高机械负荷的同时也承受极大的热负荷。现阶段所使用的双层壁火焰筒未考虑对螺栓连接处的冷却，这使得火焰筒内衬的螺栓连接问题显得尤为突出。如果由于螺栓失灵使螺栓或螺栓的一部分甚至使火焰筒内衬进入燃烧室并和燃气流一起被带走，则将在后置的涡轮机中造成严重的损坏。
技术实现思路
因此，提供一种能够有效防止设置在火焰筒中的连接用螺栓失灵从而提高火焰筒的寿命和安全可靠性的火焰筒壁将是有利的。为此，本技术总地来说一方面想要改变螺栓的设计使之具有足够的机械承载能力，比如在螺栓根部加设底座，在螺栓焊接至火焰筒内衬表面的同时加固其连接强度，另一方面意欲进一步加强固定螺栓的冷却，保证螺栓的耐热性。根据本技术的一个方面，提供一种燃烧室内的火焰筒壁，所述火焰筒壁由壳体以及螺栓连接至所述壳体上的内衬组成，其中，在所述内衬的与所述壳体相对的一侧上设有多个螺栓底座，螺栓底座上设有螺栓主体，所述螺栓主体穿过所述壳体并通过螺母固定。在本技术的该方面，由于在螺栓底部加装了底座，加强了螺栓与燃烧室内衬之间的连接，使得螺栓具有足够的机械承载能力。优选地，在所述内衬上位于所述螺栓底座周围加设有多个冷却小孔。通过这一设置，使得螺栓周围形成一层均匀的气膜，使螺栓根部保持在较低的温度水平，从而保证了螺栓在足够的安全裕度内正常工作，提高了螺栓耐热性。进一步优选地，所述冷却小孔为圆形。优选地，所述螺栓主体具有冷却腔道，冷却腔道可以贯穿所述螺栓主体。这一设计进一步加强了对螺栓的冷却。进一步优选地，所述冷却腔道沿着冷却气体的流动方向逐渐收缩。优选地，所述螺栓底座通过焊接固定在所述内衬上，而所述螺栓主体通过焊接固定在所述螺栓底座上。作为选择，所述螺栓底座和所述螺栓主体可以一体成型于所述内衬上。进一步优选地，所述螺栓底座为梅花形或花瓣形。根据本技术的另一个方面，提供一种燃烧室，其具有如上所述的燃烧室内的火焰筒壁。根据本技术的再一个方面，提供一种发动机，其具有如上所述的燃烧室内的火焰筒壁。通过参考下面所描述的实施方式，本技术的这些方面和其他方面将会得到清晰地阐述。附图说明本技术的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过以下结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件图I为根据本技术的优选实施方式的燃烧室内的火焰筒壁的示意性立体图；图2为图I中火焰筒壁的内衬的示意性立体图，其中连接外壳用的螺栓固定在内衬上；图2A为图2中内衬的平面视图；图2B为沿图2A中A-A线的内衬纵向剖面示意图，示出了螺栓的结构；图2C为图2B的局部放大示意图，示出了冷却用气膜小孔的位置；图3为图I中火焰筒壁的外壳的示意性立体图；图4为应用了图I中火焰筒壁的燃烧室火焰筒的结构示意图。附图标记说明I 内衬2 壳体3 螺栓31螺栓底座32螺栓主体33 垫片34 螺母35螺栓主体悬空端4冷却小孔5螺栓孔6 斜孔7气膜小孔10燃烧室11外环内衬21外环壳体12内环内衬22内环壳体17火焰筒外环环腔18火焰筒内环环腔20火焰筒具体实施方式下面将结合附图描述本技术的优选实施方式。参见图1，并结合图2和图3，根据本技术的优选实施方式的燃烧室内的火焰筒壁包括内衬I、壳体2以及将内衬I和壳体2连接在一起的螺栓3。螺栓3包括螺栓底座31和螺栓主体32，其中螺栓底座31和螺栓主体32是一体成型的整体部件。当然，在其它实施方式中，螺栓底座31和螺栓主体32也可以是单独的构件。在本实施方式中，在火焰筒·壁的内衬I的面对壳体2的壁面上焊接有多个螺栓底座31，每个螺栓底座31上有螺栓主体32，螺栓主体32穿过壳体2上的螺栓孔5通过螺母34固定，其中在螺母34和壳体2之间还设有垫片33。通过螺栓底座31的设置，加强了螺栓主体32与内衬I之间的连接，使得螺栓3具有足够的机械承载能力。同时，由于螺栓主体32与内衬I之间有螺栓底座31，螺栓底座31实际起到了隔热的作用，因而提高了螺栓主体32在高温环境下的使用寿命。如图2、图3所示，并结合图2A-2C和图4，除了内衬I上的多个冷却用斜孔6以及壳体2上的冷却用气膜小孔7对整个火焰筒壁进行冷却降温外，为了进一步保证对螺栓3的冷却，在螺栓底座31的周围设置了若干圆形的冷却小孔4。如图4所示，冷却气体从燃烧室10的火焰筒外环环腔17进入火焰筒筒体20中，经过冷却小孔4的空气实现降低螺栓底座31的温度之目的后，冷却气体进入火焰筒筒体20并在内衬I的内壁面上围绕螺栓底座31形成气膜，该气膜对螺栓3与内衬I的连接处进行冷却保护。如图2C所示，该螺栓主体32为具有圆形横截面的圆柱形式，其远离螺栓底座31的一端为螺栓主体悬空端35。在其他实施方式中，如果需要对螺栓主体32再进一步冷却，也可以在螺栓主体32上形成贯穿螺栓主体32的冷却腔道(图未示)，该冷却腔道沿着冷却气体的流动方向优选逐渐收缩。应当理解的是，上述螺栓底座31的形式可以多种多样简单的可以是四瓣花瓣的梅花形、花瓣形等；复杂的可以是六瓣花瓣甚至类似齿轮型的加强连接方式。而螺栓底座31周围的冷却小孔4的开孔形式也可以多样简单的可以是具有规则形状的圆孔(见图2C)、椭圆孔、方孔等；复杂的可以是不规则形状孔，如水滴状孔、异型孔等，还可对孔进行细节处理，如翻边。图4是应用了图I中火焰筒壁的燃烧室火焰筒的结构示意图。在该图中，箭头方向表示冷却气体的流向。燃烧室10的火焰筒20包括位于外环环腔17的外环火焰筒壁和位于内环环腔18的内环火焰筒壁。外环火焰筒壁由外环内衬11和外环壳体21通过螺栓连接而成；内环火焰筒壁由内环内衬12和内环壳体22通过螺栓连接而成。在本实施方式中，由于充分利用了燃烧室内的火焰筒壁上螺栓底座的加强连接方式，并在螺栓底座周围加开冷却小孔，具有结构简单，冷却换热效果好，流阻损失小等特点。该结构应用于双层火焰筒壁上的螺栓，能够有效加强螺栓与燃烧室火焰筒内衬(即浮动瓦片)的连接强度，降低螺栓工作的温度水平和温度梯度，使火焰筒壁螺栓的使用寿命大幅度提闻。本技术中所述具体实施案例仅为本技术的较佳实施案例而已，并非用来限定本技术的实施范围。即凡依本技术申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都属于本技术的保护范围 。权利要求1.一种燃烧室内的火焰筒壁，所述火焰筒壁由壳体以及螺栓连接至所述壳体上的内衬组成，其特征在于，在所述内衬的与所述壳体相对的一侧上设有多个螺栓底座，螺栓底座上设有螺栓主体,所述螺栓主体穿过所述壳体并通过螺母固定。2.如权利要求I所述的燃烧室内的火焰筒壁，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧室内的火焰筒壁，所述火焰筒壁由壳体以及螺栓连接至所述壳体上的内衬组成，其特征在于，在所述内衬的与所述壳体相对的一侧上设有多个螺栓底座，螺栓底座上设有螺栓主体，所述螺栓主体穿过所述壳体并通过螺母固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何跃龙，范仁钰，李校培，刘雯佳，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：