[发明专利]火焰筒的大弯管及其组装方法、火焰筒

说明书

本发明公开了一种火焰筒的大弯管，包括同轴布设的内安装环和外安装环，以及多个呈弯曲状的弯管片，外安装环设于内安装环的一侧并用于与火焰筒的筒本体的气流输出端连接，多个弯管片沿周向拼装组合形成呈喇叭状的整环结构，内安装环与整环结构的内边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的内边缘对整环结构进行径向支撑，外安装环与整环结构的外边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的外边缘对整环结构进行径向支撑和进行轴向限位。本发明还涉及一种火焰筒的大弯管的组装方法，本发明还涉及一种火焰筒。本发明的火焰筒的大弯管，在大弯管局部受损时，只需单独更换受损的部分即可对大弯管进行维护，降低了发动机的使用和维护成本。

技术领域

本发明涉及涡扇发动机的燃烧室的技术领域，特别地，涉及一种火焰筒的大弯管。本发明还涉及一种火焰筒的大弯管的组装方法以及一种火焰筒。

背景技术

回流燃烧室因轴向长度短，广泛应用于中小型航空发动机及燃气轮机上，其特有的排气弯管结构可以实现燃气在火焰筒中的180°折转，从而尽可能地延长燃气在火焰筒内的滞留时间，提高燃油燃烧效率，保证足够的掺混与淬熄距离，获得较好的燃烧室综合性能。

排气弯管包括大弯管和小弯管，在工作过程中，大弯管和小弯管需承受火焰筒头部及主燃区燃烧产生的高温燃气冲刷，这些高温燃气由旋流火焰产生，并在湍流流动以及多组不同排列形式的掺混孔射流作用下，形成不均匀的温度分布，对大弯管和小弯管的不同区域进行不同程度的加热。

在目前显著减少的冷却气量以及相对较差的冷却气品质情况下，由于弯管受热不均匀，很容易出现局部壁温过高、壁温梯度过大等问题，造成局部应力过大。局部壁温过高时，弯管壁面会出现局部烧蚀或者局部裂纹，壁温梯度过大时，弯管会产生变形、整条裂纹等现象，影响燃烧室的正常工作，造成弯管和火焰筒的使用寿命缩短。另一方面，当发动机在工作过程中出现吞沙、吞冰、吞鸟或者上游出现异物、局部熔渣、焊料脱落等情况时，火焰筒及排气弯管上很容易粘结异物。这些异物会影响火焰筒正常使用，往往需要整体更换或者到加工方返修，综合成本较高。

排气弯管中的大弯管与小弯管相比，更接近圆盘式结构，其尺寸大、内外径差别较大、受热面积也大，因此在使用维护过程中更容易出现受热烧蚀、裂纹、变形等零件失效的问题。由于其尺寸较大，更换操作难度也相对更大，成本更高。当大弯管在工作过程中受到高温燃气直接冲刷出现局部烧蚀或裂纹时，裂纹容易周向扩展，发生烧蚀加剧或者整个大弯管变形、裂纹等现象，使得大弯管失效，更换成本高。

专利US6986201B2提出，当火焰筒某个部位出现破坏时，更换全环的火焰筒外环、内环或者大弯管和小弯管，火焰筒维护成本高。

发明内容

本发明提供的火焰筒的大弯管，以解决现有的中小型航空发动机回流燃烧室的火焰筒的大弯管使用过程中，由于局部应力过大产生局部裂纹或烧蚀等问题造成损坏，损坏后需整体更换导致维护导致成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种火焰筒的大弯管，火焰筒的大弯管设于火焰筒的筒本体的气流输出端并用于与火焰筒的小弯管配合形成带排气通道的排气弯管，进而将火焰筒的筒本体内的高温燃气引导至涡轮导向器，以使高温燃气通过涡轮导向器对处于对涡轮导向器下游的涡轮叶片做功带动涡轮叶片转动。火焰筒的大弯管包括同轴布设的内安装环和外安装环，以及多个呈弯曲状的弯管片，外安装环设于内安装环的一侧并用于与火焰筒的筒本体的气流输入端连接，多个弯管片沿周向拼装组合形成呈喇叭状的整环结构，内安装环与整环结构的内边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的内边缘对整环结构进行径向支撑，外安装环与整环结构的外边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的外边缘对整环结构进行径向支撑和进行轴向限位。