【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机，公开了一种火焰筒支撑结构。
技术介绍
1、主燃烧室是航空发动机三大部件之一，火焰筒则是主燃烧室的重要构件，是组织燃烧的场所。其中，火焰筒定位与支撑是航空发动机主燃烧室结构设计的关键组成部分。火焰筒一般采用轴向定位和径向支撑结构，其要求结构简单可靠、拆装方便，尽可能避免由于不同膨胀而产生热应力。
2、常规的用于固定火焰筒头部的前支撑结构装配性较差，且火焰筒后端径向间隙较大，影响燃烧室出口径向温度分布。另外，用于固定火焰筒出口端的后支撑结构常采用的内端螺钉定位、外端利用涡轮导向器支撑，对出口温度分布影响较小，但火焰筒前端及出口端变形应力集中，易产生疲劳裂纹，降低火焰筒寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种火焰筒支撑结构，增强了火焰筒高频振动的金属抗疲劳能力，有效解决火焰筒前、后端定位支撑结构存在的应力集中及出口温度分布差的问题，降低了火焰筒热变形及疲劳破裂风险，提高了火焰筒结构可靠性及使用寿命，并且能确保燃烧室出口温度分布不受工作状态影响。
2、为了实现上述技术效果，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种火焰筒支撑结构，所述火焰筒包括火焰筒外环、火焰筒内环以及连接所述火焰筒内环和所述火焰筒外环的头部转接段，包括：
4、前支撑组件，所述前支撑组件一端与燃烧室外机匣固定连接，所述前支撑组件另一端固定于火焰筒头部转接段上；
5、后支撑组件，所述后支撑组件为具有弹性的环状结构，一端固定于燃烧室
6、防转凸台，固定于火焰筒外环外壁，且防转凸台沿火焰筒径向向燃烧室机匣外环凸出；
7、吊耳，固定于燃烧室外机匣内壁，且所述吊耳在靠近火焰筒外环的一端设置有u型防转槽，所述防转凸台延伸至u型防转槽内，所述u型防转槽用于对防转凸台进行周向限位防转。
8、进一步地，所述后支撑组件包括与燃烧室内机匣固定的轴向环段以及与火焰筒内环固定的斜向环段，所述轴向环段与所述斜向环段固定连接，所述斜向环段于轴向环段之间的夹角为20～40°。
9、进一步地，所述u型防转槽的轴向长度与防转凸台轴向有效配合长度不低于awlw(tw-c)-aclc(tc-c)，所述u型防转槽的径向高度与防转凸台之间的径向间隙不低于awrw(tw-c)-acrc(tc-c)，其中aw为火焰筒外环材料的线膨胀系数，lw为火焰筒外环冷态轴向长度，tw为火焰筒外环在最大工作状态下的壁面平均温度，c为火焰筒冷态温度，rw为火焰筒外环冷态半径，ac为燃烧室外机匣材料的线膨胀系数，lc为燃烧室外机匣冷态轴向长度，tc为燃烧室外机匣在最大工作状态下的壁面平均温度，rc为燃烧室外机匣冷态半径。
10、进一步地，所述后支撑组件上设置有沿火焰筒轴向向下游延伸的第一凸出部，所述第一凸出部与所述火焰筒内环出口形成第一滑动卡槽，所述第一滑动卡槽用于与涡轮导向器内环浮动搭接形成封严副。
11、进一步地，所述第一滑动卡槽上开设有第一冷却孔，所述第一冷却孔用于连通燃烧室内环腔与所述第一滑动卡槽内腔。
12、进一步地，所述防转凸台上设置有沿火焰筒轴向向下游延伸的第二凸出部，所述第二凸出部与所述火焰筒外环环出口形成第二滑动卡槽，所述第二滑动卡槽用于与涡轮导向器外环浮动搭接形成封严副。
13、进一步地，所述第二滑动卡槽上开设有第二冷却孔，所述第二冷却孔用于连通燃烧室外环腔与所述第二滑动卡槽内腔。
14、进一步地，火焰筒内环靠近火焰筒头部转接段的位置与所述火焰塔头部转接段搭接配合，所述火焰筒内环与所述火焰筒头部转接段的搭接面处设置有耐磨涂层。
15、进一步地，所述搭接面对应的头部转接段上开设有冷却槽，所述冷却槽用于连通燃烧室内环腔与火焰筒内腔。
16、与现有技术相比，本专利技术所具备的有益效果是：本专利技术结合了火焰筒前端定位与后端支撑定位的优点，使火焰筒整体形成火焰筒外环前端定位、火焰筒内环弹性支撑、轴向滑动、径向浮动及周向限位防转辅助支撑的混合式支撑结构，可以实现火焰筒轴向、径向自由膨胀，增强了火焰筒高频振动的金属抗疲劳能力，有效解决火焰筒前、后端定位支撑结构存在的应力集中及出口温度分布差的问题，降低了火焰筒热变形及疲劳破裂风险，提高了火焰筒结构可靠性及使用寿命，并且能确保燃烧室出口温度分布不受工作状态影响。
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1.一种火焰筒支撑结构，所述火焰筒包括火焰筒外环(1)、火焰筒内环(2)以及连接所述火焰筒内环(2)和所述火焰筒外环(1)的头部转接段(3)，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述后支撑组件(5)包括与燃烧室内机匣(11)固定的轴向环段(501)以及与火焰筒内环(2)固定的斜向环段(502)，所述轴向环段(501)与所述斜向环段(502)固定连接，所述斜向环段(502)于轴向环段(501)之间的夹角为20～40°。
3.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述U型防转槽(701)的轴向长度与防转凸台(6)轴向有效配合长度不低于awLw(Tw-C)-acLc(Tc-C)，所述U型防转槽(701)的径向高度与防转凸台(6)之间的径向间隙不低于awRw(Tw-C)-acRc(tc-C)，其中aw为火焰筒外环(1)材料的线膨胀系数，Lw为火焰筒外环(1)冷态轴向长度，Tw为火焰筒外环(1)在最大工作状态下的壁面平均温度，C为火焰筒冷态温度，Rw为火焰筒外环(1)冷态半径，ac为燃烧室外机匣(10)材料的线膨胀系数，
4.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述后支撑组件(5)上设置有沿火焰筒轴向向下游延伸的第一凸出部(503)，所述第一凸出部(503)与所述火焰筒内环(2)出口形成第一滑动卡槽(504)，所述第一滑动卡槽(504)用于与涡轮导向器内环浮动搭接形成封严副。
5.根据权利要求4所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述第一滑动卡槽(504)上开设有第一冷却孔(505)，所述第一冷却孔(505)用于连通燃烧室内环腔与所述第一滑动卡槽(504)内腔。
6.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述防转凸台(6)上设置有沿火焰筒轴向向下游延伸的第二凸出部(601)，所述第二凸出部(601)与所述火焰筒外环(1)环出口形成第二滑动卡槽(602)，所述第二滑动卡槽(602)用于与涡轮导向器外环(12)浮动搭接形成封严副。
7.根据权利要求6所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述第二滑动卡槽(602)上开设有第二冷却孔(603)，所述第二冷却孔(603)用于连通燃烧室外环腔与所述第二滑动卡槽(602)内腔。
8.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，火焰筒内环(2)靠近火焰筒头部转接段(3)的位置与所述火焰塔头部转接段(3)搭接配合，所述火焰筒内环(2)与所述火焰筒头部转接段(3)的搭接面处设置有耐磨涂层(8)。
9.根据权利要求8所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述搭接面对应的头部转接段(3)上开设有冷却槽(9)，所述冷却槽(9)用于连通燃烧室内环腔与火焰筒内腔。
...【技术特征摘要】
1.一种火焰筒支撑结构，所述火焰筒包括火焰筒外环(1)、火焰筒内环(2)以及连接所述火焰筒内环(2)和所述火焰筒外环(1)的头部转接段(3)，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述后支撑组件(5)包括与燃烧室内机匣(11)固定的轴向环段(501)以及与火焰筒内环(2)固定的斜向环段(502)，所述轴向环段(501)与所述斜向环段(502)固定连接，所述斜向环段(502)于轴向环段(501)之间的夹角为20～40°。
3.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述u型防转槽(701)的轴向长度与防转凸台(6)轴向有效配合长度不低于awlw(tw-c)-aclc(tc-c)，所述u型防转槽(701)的径向高度与防转凸台(6)之间的径向间隙不低于awrw(tw-c)-acrc(tc-c)，其中aw为火焰筒外环(1)材料的线膨胀系数，lw为火焰筒外环(1)冷态轴向长度，tw为火焰筒外环(1)在最大工作状态下的壁面平均温度，c为火焰筒冷态温度，rw为火焰筒外环(1)冷态半径，ac为燃烧室外机匣(10)材料的线膨胀系数，lc为燃烧室外机匣(10)冷态轴向长度，tc为燃烧室外机匣(10)在最大工作状态下的壁面平均温度，rc为燃烧室外机匣(10)冷态半径。
4.根据权利要求1所述的火焰筒支撑结构，其特征在于，所述后支撑组件(5)上设置有沿火焰筒轴向向下游延伸的第一凸出...
【专利技术属性】
技术研发人员：娄南征，时远，杨葵，何鹏，魏豪，袁昌波，郭凯，黄阿勇，曾宇晖，刘建村，李九龙，赵弦，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：
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