点火电嘴安装结构及燃烧室制造技术

本发明专利技术公开了一种点火电嘴安装结构及燃烧室，涉及航空发动机技术领域，一种点火电嘴安装结构，其包括：点火电嘴

【技术实现步骤摘要】
点火电嘴安装结构及燃烧室


[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体涉及一种点火电嘴安装结构及燃烧室
。

技术介绍

[0002]航空发动机燃烧室结构为全环燃烧室结构，主要包括燃烧室外机匣
、
燃烧室扩压器
、
内机匣
、
燃油喷嘴
、
火焰筒
。
发动机工作时，高温压缩空气从扩压器进入火焰筒内，燃油喷嘴将燃油喷入火焰筒内，燃油与空气混合在火焰筒内进行燃烧，燃烧时会造成火焰筒壁处于较高温度的工作环境中
。
[0003]目前主流发动机的火焰筒为高温合金材料，长期许用温度在
1000℃
以下，因此需要大量冷却空气对其壁面进行冷却设计
。
随着对发动机推力的要求越来越高，火焰筒需要承受的温度逐渐升高，高温合金已经不能满足相应的环境使用需求
。
所以必须考虑发展耐温能力更高的陶瓷基复合材料
(CMC)。SiC
f
/SiC
复合材料作为一种陶瓷基复合材料，具有耐高温
、
低密度
(
约为高温合金的
1/3)、
高比强
、
高模量
、
抗氧化
、
抗烧蚀，对裂纹相对不敏感等优点，长期许用温度可达到
1200℃。
其作为燃气涡轮发动机的燃烧室火焰筒结构材料，能够大幅度降低冷却气体用量，提高发动机效率，同时具备降低发动机重量的巨大潜力
。
[0004]在燃烧室部件中，点火电嘴从燃烧室机匣外，穿过燃烧室外机匣
、
燃烧室外环腔和火焰筒外环壁，伸入火焰筒内进行点火，对于传统的采用耐高温合金材料制备的火焰筒，目前该处安装密封结构多采用在金属火焰筒外环上焊接浮动套，并通过螺纹连接方式将点火电嘴连接在机匣的安装座上
。
但对于
CMC
火焰筒来说，火焰筒外环上无法焊接金属结构材料，并且由于
CMC
材料膨胀系数远远小于金属材料膨胀系数，在工作状态下机匣的径向变形量远大于火焰筒外环的径向变形量，如果将点火电嘴直接连接在机匣安装座上，点火电嘴相对于火焰筒外环的伸出量会发生较大的改变，可能会影响高空再点火性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中
CMC
火焰筒无法焊接金属材料并且
CMC
火焰筒与机匣的膨胀系数不同导致点火电嘴相对于火焰筒外环的伸出量发生较大改变的缺陷，提供一种点火电嘴安装结构及燃烧室
。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007]一种点火电嘴安装结构，其包括：点火电嘴
、
电嘴安装座和弹性元件；
[0008]所述电嘴安装座的第一端与燃烧室机匣连接，所述电嘴安装座的第二端与火焰筒外环抵接，所述第二端相对所述第一端可沿所述点火电嘴的轴线方向活动，所述电嘴安装座设置有连通所述燃烧室机匣和所述火焰筒外环的点火电嘴安装孔；
[0009]所述点火电嘴通过所述弹性元件活动的安装于所述点火电嘴安装孔内；
[0010]所述弹性元件的一端与所述第一端连接，另一端通过所述点火电嘴与所述第二端连接，所述弹性元件在所述点火电嘴安装后处于压缩状态，所述弹性元件通过挤压所述点火电嘴进而使得所述第二端压紧所述火焰筒外环，所述弹性元件的压缩量大于工作状态下
所述燃烧室机匣与所述火焰筒外环的径向相对变形量
。
[0011]在本方案中，电嘴安装座的第二端相对第一端可沿所述点火电嘴的轴向方向活动，能够适应工作状态下燃烧室机匣与火焰筒外环受热膨胀发生的变形；点火电嘴通过所述弹性元件活动的安装于点火电嘴安装孔内，在工作状态下，燃烧室机匣与火焰筒外环发生变形，点火电嘴在弹性元件的作用下能够沿点火电嘴的轴线方向发生移动，抵消因燃烧室机匣与火焰筒外环的变形带来的位置变化，从而可以使点火电嘴相对火焰筒外环的伸出量基本保持不变，有利于提升高空再点火性能；弹性元件通过挤压点火电嘴进而使得第二端压紧火焰筒外环，能够防止气体从电嘴安装座和点火电嘴之间泄漏出去，有利于提高点火电嘴与燃烧室机匣之间的密封性；弹性元件的压缩量大于工作状态下所述燃烧室机匣与所述火焰筒外环的径向相对变形量可以使得第二端始终压紧火焰筒外环，增强密封性
。
[0012]较佳地，所述电嘴安装座包括：
[0013]端盖，所述端盖设置在所述第一端，所述端盖内设置有容纳腔，所述弹性元件位于容纳腔内；
[0014]支撑装置，所述支撑装置的一端与所述端盖一同固定于所述燃烧室机匣上，所述支撑装置的另一端设置在所述第二端
。
[0015]在本方案中，端盖为弹性元件提供了容纳空间，并且增强了点火电嘴与燃烧室机匣之间的密封性，支撑装置的设置方便点火电嘴的安装
。
[0016]较佳地，所述支撑装置包括：
[0017]支撑主体，所述支撑主体包括第一筒体
、
第一连接部和底座，所述第一筒体与所述点火电嘴通过螺纹连接，所述第一筒体与所述底座通过第一连接部连接，所述底座与所述火焰筒外环连接；
[0018]主体套，所述主体套包括第二连接部和第二筒体，所述第二连接部与所述端盖和连接，并和所述端盖共同固定于所述燃烧室机匣上，所述第二筒体套设于所述第一筒体的外部，并且所述第二筒体设置在所述燃烧室机匣的机匣电嘴安装座的机匣电嘴安装孔内；
[0019]所述支撑主体相对于所述第二筒体可沿所述点火电嘴的轴线方向移动
。
[0020]在本方案中，支撑主体中的第一筒体与点火电嘴通过螺纹连接，支撑主体能够随点火电嘴的移动发生移动，支撑主体为点火电嘴的固定提供了安装空间，支撑主体通过主体套安装在机匣电嘴安装座上，主体套有利于减小机匣电嘴安装孔与第一筒体之间的间隙，用于点火电嘴的轴向定位，能够降低震荡引起的波动
。
[0021]较佳地，所述底座靠近所述点火电嘴的位置设置有冷却孔
。
[0022]在本方案中，通过冷却孔，可以让环腔气流冷却点火电嘴的底部，提高点火电嘴的使用寿命
。
[0023]较佳地，所述端盖与所述第二连接部通过螺栓固定在所述燃烧室机匣上
。
[0024]在本方案中，连接简单可靠，增加了点火电嘴安装结构与机匣处的密封性
。
[0025]较佳地，所述点火电嘴设置有外凸部，所述弹性元件的另一端与所述外凸部抵接
。
[0026]在本方案中，外凸部为弹性元件与点火电嘴的抵接提供了接触面，弹性元件与点火电嘴的连接更为可靠
。
[0027]较佳地，所述外凸部远离所述弹性元件的一端设置有垫片，所述垫片用于控制所述点火电嘴在所述火焰筒外环处的伸出量
。
[0028]在本方案中，通过控制垫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种点火电嘴安装结构，其特征在于，其包括：点火电嘴
、
电嘴安装座和弹性元件；所述电嘴安装座的第一端与燃烧室机匣连接，所述电嘴安装座的第二端与火焰筒外环抵接，所述第二端相对所述第一端可沿所述点火电嘴的轴线方向活动，所述电嘴安装座设置有连通所述燃烧室机匣和所述火焰筒外环的点火电嘴安装孔；所述点火电嘴通过所述弹性元件活动的安装于所述点火电嘴安装孔内；所述弹性元件的一端与所述第一端连接，另一端通过所述点火电嘴与所述第二端连接，所述弹性元件在所述点火电嘴安装后处于压缩状态，所述弹性元件通过挤压所述点火电嘴进而使得所述第二端压紧所述火焰筒外环，所述弹性元件的压缩量大于工作状态下所述燃烧室机匣与所述火焰筒外环的径向相对变形量
。2.
如权利要求1所述点火电嘴安装结构，其特征在于，所述电嘴安装座包括：端盖，所述端盖设置在所述第一端，所述端盖内设置有容纳腔，所述弹性元件位于容纳腔内；支撑装置，所述支撑装置的一端与所述端盖一同固定于所述燃烧室机匣上，所述支撑装置的另一端设置在所述第二端
。3.
如权利要求2所述点火电嘴安装结构，其特征在于，所述支撑装置包括：支撑主体，所述支撑主体包括第一筒体
、
第一连接部和底座，所述第一筒体与所述点火电嘴通过螺纹连接，所述第一筒体与所述底座通过第一连接部连接，所述底座与所述火焰筒外环连接；主体套，所述主体套包括第二连接部和第二筒体，所述第二连接部与所述端盖和连接，并和所述端盖共同固定于所述燃烧室机匣上，所述第二筒体套设于所述第一筒体的外部，并且所述第二筒体设置在所述燃烧室机匣的机匣电嘴安装座的机匣电嘴安装孔内；所述支撑主体相对于所述第二筒体可沿所述点火电嘴的轴线方向移动
。4.
如权利要求3所述点火电嘴安装结构，其特征在于，所述底座靠近所述点火电嘴的位置设置有冷却孔
。5.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王西，王嘉平，杨眉，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：