专利名称：一种喷气发动机燃烧室的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷气发动机燃烧室的一种装置，所述燃烧室包括一个燃烧室端壁，上面带有至少一个圆形通道孔；该装置包括一个与所述至少一个通道孔相关的喷油系统，该喷油系统是这样安装的，即它可通过圆形通道孔在燃烧室端壁内直接滑行；另外，该装置还包括一个挡板，固定安装在燃烧室内的燃烧室端壁上。
背景技术：
喷气发动机的燃烧室包括一个内壁和一个外壁，在其上游通过环形端壁连接在一起，从而形成一个环形燃烧室端壁。均匀分布在燃烧室端壁周围的喷油系统向燃烧室输送空气/燃油混合物，混合物被点燃后提供燃烧气体。
安装在外壳壁上的喷油器向喷油系统提供燃油，喷油器头在喷油系统上处于中心位置。此外，挡板保护燃烧室端壁防止燃烧室火焰进入。然而，燃烧室和壳体之间的膨胀差异。因此，有必要提供一种机构来补偿这种膨胀差异。
在第一种类型的装置中(例如，EP 1 290 378专利文件)，喷油器头处在一个滑动的穿通构件中央，该构件可以相对于喷油系统径向移动，从而补偿了燃烧室相对于壳体的膨胀差异情况。
然而，喷油头除了中央喷嘴外，周围还有若干个喷嘴，将燃油喷入喷油系统的副涡旋式喷嘴或外部涡旋式喷嘴。在这种情况下，不允许喷油器头相对于喷油系统出现偏移，因为喷油器头必须始终相对于喷油系统处在中心位置。为此，必须使喷油系统相对于燃烧室端壁滑动，以便补偿这种膨胀差异。本发明就涉及到这种类型的装置。
此外，根据另一种严格要求，如果其中一个安装该装置各个部件的铜焊接头出现断裂时，其它任何部件决不可出现分离，也不会撞击燃烧室和发动机的下游部分，特别是高压涡轮，因为这种情况有可能导致发动机爆炸。
发明专利内容实际上，本发明的目的是提供一种喷气发动机燃烧室的装置，它可以实现这些目的。首先，这种装置必须使喷油系统可以相对于燃烧室端壁滑动。第二，必须以这样的一种方式设计，即，如果出现铜焊接头断裂时，任何部件都不会掉入发动机的下游部位。
本发明涉及的一种喷气发动机燃烧室装置，其中燃烧室包括一个燃烧室端壁，上面带有至少一个圆形通道孔；该装置包括一个与所述至少一个通道孔相关的喷油系统，该喷油系统是这样安装的，即它可通过圆形通道孔在燃烧室端壁内直接滑行；另外，该装置还包括一个挡板，固定安装在燃烧室内的燃烧室端壁上。
根据本发明，可以通过下述方式实现这些目的，即，所述挡板包括一个支撑第一凸榫的装配环，这些凸榫沿圆周彼此隔开并径向突出，其特征在于该装置包括一个套筒，该套筒与挡板的装配环同轴且支撑着第二凸榫，后者也同样沿圆周彼此隔开并径向突出；第一和第二凸榫的间隔很宽，足以使第一凸榫进入第二凸榫之间，然后，通过转动，第一凸榫在第二凸榫背后啮合，从而防止挡板和套筒沿轴向方向分开，喷油系统可在套筒内滑动，防转动机构可以防止喷油系统相对于套筒转动。
有了这些特性，壳体相对于燃烧室的膨胀差异就可以在燃烧室鍴壁处得到补偿；如果出现铜焊接头断裂时，也不会有任何部件撞击燃烧室或涡轮。
在一个具体实施方案中，喷油系统包括一个浮动环，可在套筒内滑动。
在另一个具体实施方案中，套筒呈现一种杯状，带有一个端座，浮动环可在其上滑动，还有一个凸边，焊接在凸边上的封闭环将滑动环固定。
装配环可以很方便的通过燃烧室鍴壁上的通道孔。
第一凸榫最好径向朝外，而第二凸榫最好径向朝内。
防止喷油系统相对于套筒转动的防转动机构是由浮动环定向用的舌榫和套筒凸边上的槽构成，定向舌榫装入槽内。
在一个最佳实施方案中，该装置包括一个定向爪，该爪穿过燃烧室端壁并在一端与挡板的定向槽相啮合，另一端进入套筒定向槽内，该定向爪相对于燃烧室端壁形成挡板和套筒的规定角度方向；因而，套筒和挡板彼此之间就形成一个规定的角度方向。
浮动环最好提供有若干个通风孔。
另外，浮动环上的通风孔最好以这样的方式排列，即喷油系统和挡板之间的间隙低于一个限制范围时，这些通风孔在挡板的对面，而当喷油系统和挡板之间的间隙大于这个限制范围时，这些通风孔则与挡板分离。
此外，本发明涉及一种喷气发动机，该发动机使用了根据本发明提出的装置，另外，本发明还涉及到一种套筒、一种喷油系统和一种挡板，它们构成了该装置的组成部分。
图1为包括了根据本发明所提出的装置的燃烧室总视图；图2为构成图1所示装置的喷油系统的详图；图3为安装在本发明所述喷油系统上的喷油器头的剖面图；图4为一张分解图，示出了套通在挡板上的安装情况；图5为方向爪的详图，示出了套通和挡板相对于燃烧室端壁的方向；图6为本发明所述装置的分解透视图；图7为本发明所述装置的装配透视图；图8到图10为三个详图，示出了浮动环通风孔的工作原理。
具体实施例方式
图1示出了喷气发动机燃烧室的部分示意剖面图，用通用参考号2表示，包括根据本发明提出的一个装置。燃烧室2呈现一种形状，该形状相对于涡轮(图中未示)通用轴带有旋转纵向对称性。它包括一个内壳壁4和一个外壳壁6。燃烧室内壁8划定了与内壳壁4之间的通道10，而燃烧室外壁12则划定了与外壳壁6之间的通道14。
燃烧室内壁8和燃烧室外壁12通过其上游鍴的燃烧室端壁16联接。燃烧室端壁16上提供了若干个喷油系统18，例如14到22，彼此等角度间隔(图1中只示出了一个喷油系统)。对于每个喷油系统18来讲，在外壳壁6上都安装了一个喷油器20。喷油器由喷油器头22组成，后者位于XX轴线的喷油系统18的中心。
燃烧室组件的工作原理如下来自压气机的加压空气通过通道26进入燃烧室，如箭头28所示。一部分空气流过整流罩30上的中央开口，而其余空气流则经由整流罩的外部被引向通道10和14，如箭头34和36所示。燃烧室的内壁8和外壁12上提供有开口(图中未示)，可以使气体从通道10和14流入燃烧室。
进入整流罩30的空气在喷油器头22的主涡旋式喷嘴38内和喷油系统18的副涡旋式喷嘴40内转动，与喷油器头22输送的燃油相混合。气态混合物进入燃烧室，在燃烧室被点燃。
图2示出了喷油系统18的详图。它包括一个碗形体42，上述副涡旋式喷嘴或外部涡旋式喷嘴40，以及一个中心环44。后者可以使喷油器头22能够相对于喷油系统18处于中心位置。喷油系统18可以通过浮动环46相对于燃烧室端壁16滑动，浮动环与碗形体42形成一个整体部件，并可在与燃烧室端壁16相连接的套筒48内滑动。
挡板50保护燃烧室端壁16，防止燃烧室火焰进入。
图3是一张安装在喷油系统18上的喷油器头22的放大比例图。如上所述，喷油器头22包括一个中央喷嘴52和周围喷油点54，喷油点将油喷入副涡旋式喷嘴40内。这样，喷油器头22就必须相对于喷油系统18始终正确地处于中央位置。这就是它不能相对于喷油系统滑动的原因，正如实际应用中某些装置所采用的那样。这样，喷油器头就处在喷油系统18的中心环44的中央位置。该组件包括喷油器头和喷油系统，喷油系统相对于燃烧室端壁16可在套筒48内滑动。为此，固定在碗形体上的浮动环46就在套筒48内滑动，而套筒48则由封闭环56封闭。为了防止喷油系统相对于套筒48转动，设置了防转动机构。在所介绍的典型实施例中，这些防转动机构包括一个舌榫58，它是浮动环46的组成部分，插入套筒凸边内形成的槽60中。
这样，喷油系统就能够相对于挡板50和燃烧室端壁16径向移动。在图3中，所示喷油系统处于中心位置，然而，可以看到喷油系统可在第一偏心位置和第二偏心位置之间移动，在第一偏心位置时，其中一个端部的间隙，例如内端，是零，而在第二偏心位置时，另一个端部的间隙则是零。
挡板50固定安装在燃烧室内的燃烧室端壁16上。图4示出了挡板在燃烧室端壁上固定的最佳实施例。燃烧室端壁16包括一个圆形通道孔62。挡板50包括一个装配环64，与通道孔62相配合。装配环包括若干均匀分布的凸榫66，例如典型实施方案中所介绍的6个凸榫。套筒48的形状犹如一个杯状体，带有一个端座，浮动环在其上滑动，还有一个凸边，其内有一个槽60，用来安装浮动环46的舌榫58。
凸榫66与槽67彼此交错。在所示示例中，凸榫66的长度等于槽67的长度。换句话说，假定所示例中有6个凸榫和6个槽，那么每个凸榫和每个槽延伸成一个角度，中心为15度。最后，挡板50还包括一个定向槽69。
与所介绍的装配环64一样，套筒48也包括了6个凸榫72，与六个槽74等角度交错分布，后者的长度与凸榫的长度相同，如图所示。换句话说，正如装配环64一样，每个凸榫72和每个槽74形成一个角度，中心为15度。套筒48还有一个定向槽76。此外，在燃烧室端壁16的圆形通道孔62内有一个定向槽78。
挡板50按照下列方式安装在燃烧室端壁16上。首先，挡板50的装配环64装入圆形通道孔62内，凸榫66相对于燃烧室端壁16伸出。接着，从图4所示的位置开始，挡板50定向用的槽69、套筒48定向用的槽76和燃烧室端壁16定向用的槽78都对准，套筒48向一个方向或另一个方向转动少许，这样，套筒48的凸榫72就位于装配环64的对面的槽67内。在所示示例中，要求套筒48按顺时针方向或逆时针方向转动15度。套筒然后就与挡板的装配环啮合，套筒48的凸榫72就通过装配环64的凸榫66。在套筒完全啮合后，在按与原先方向相反的方向转动套筒少许，这样三个定向槽就再次对准。然后，将定向爪80插入三个定向槽76，78和69内，从而使得这三个部分彼此固定在相对位置。插入定向爪80确保了正确的角度方向后，就可以开始对组件进行铜焊。可以理解的是，即使在铜焊接头出现断裂的情况下，在套筒48的凸榫72背后相啮合的这些凸榫66仍能将挡板50固定不动。这样，根据本发明的其中一个主要特性，即使在铜焊接头出现问题时，挡板也不会被吸入燃烧室。
图5为一张详图，示出了定向爪80插入槽中，分别确定套筒48、燃烧室端壁16和挡板50的方向。
图6为挡板、燃烧室端壁16、套筒48、喷油系统18、封闭环56和带喷油器头22的喷油器20的分解透视图。图7中，这些部件都呈现为装配好的状态。
装配作业按照下列方式进行。当挡板固定到燃烧室端壁16上后，并铜焊到上面所述位置后，喷油系统18的浮动环46就可以装入套筒48内，定向舌榫58装入套筒48的槽60内。然后，将封闭环装入套筒，并沿四周焊三到四个焊点将其固定到这个位置。而后，如果必要，可以很方便的更换喷油系统，仅需要将焊点进行研磨，依次取下封闭环和喷油系统。
在封闭环将喷油系统固定到位后，所述喷油系统可以在碗形体和套筒48之间间隙范围内径向自由滑动。然后，将喷油器的喷油头22装入喷油系统的中心环中。
图6和图7介绍了舌榫58装入套筒48的槽60内的情况。从图中还可以看到浮动环46内形成的通风孔82。如图8、图9、图10中所示，通风孔82的作用就是对挡板50进行冷却。图8示出了喷油系统处在正常位置，此时，它相对于挡板处于中心位置，图9示出了一个区域，其中挡板和喷油系统(更确切的说是碗形体)之间间隙最小，图10示出了喷油系统相对于挡板50处于偏心位置，此时，这两个部件之间间隙最大。在图8和图9所示位置中，也就是说，在中心位置和最小间隙位置时，挡板50完全可以被来自通风孔84的空气流所冷却。这就是为什么在图8和图9中，浮动环46中的通风孔82被堵塞的原因，因为它们位于挡板50的对面。因此，在这些位置时，没有通风气流流过通风孔82。相反，在图10所示的位置时，通风孔82与挡板50脱离。因此，空气气流可流过这些通风孔，从而对挡板50进行了冷却。
权利要求
1.一种喷气发动机燃烧室的装置，所述燃烧室包括一个燃烧室端壁，上面至少带有一个圆形通道孔，该装置包括一个喷油系统，与所述圆形通道孔相连，且可以在燃烧室端壁的圆形燃烧室内自由滑动；该装置还包括一个挡板，该挡板固定安装在燃烧室的端壁上，其特征在于挡板包括一个装配环，支撑着第一凸榫，这些凸榫沿圆周彼此隔开并径向突出；其特征还在于该装置包括一个套筒，该套筒与挡板的装配环同轴且支撑着第二凸榫，后者也同样沿圆周彼此隔开并径向突出；第一和第二凸榫的间隔很宽，足以使第一凸榫进入第二凸榫之间，然后，通过转动，第一凸榫就在第二凸榫背后啮合，防止挡板和套筒沿轴向方向分开；喷油系统可在套筒内滑动；防转动机构可以防止喷油系统相对于套筒转动。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于喷油系统包括一个可在套筒内滑动的浮动环。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于套筒为杯的形状，带有一个端座，浮动环可在端座上滑动，还带有一个凸边，浮动环就是通过焊接到凸边上的封闭环来固定的。
4.按照权利要求1到权利要求3的其中任何一个权利要求所述的装置，其特征在于装配环穿过燃烧室端壁上的通道孔。
5.按照权利要求1到权利要求4的其中任何一个权利要求所述的装置，其特征在于第一凸榫径向指向外边，而第二凸榫径向指向里边。
6.按照权利要求3到权利要求5的其中任何一个权利要求所述的装置，其特征在于防止喷油系统相对于套筒转动的防转动机构是由浮动环定向用的舌榫和套筒凸边上的槽构成，定向舌榫装入槽内。
7.按照权利要求1到权利要求6的其中任何一个权利要求所述的装置，其特征在于所述装置包括一个定向爪，该爪穿过燃烧室端壁并在一端与挡板的定向槽相啮合，另一端进入套筒定向槽内，所述定向爪相对于燃烧室端壁形成挡板和套筒的规定角度定向，因此套筒和挡板彼此之间构成一个规定的角度方向。
8.按照权利要求2或，在取决于权利要求2时，按照权利要求3到权利要求7的其中任何一个权利要求所述的装置，其特征在于浮动环上提供有若干个穿过浮动环的通风孔。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于浮动环上的通风孔最好以这样的方式排列，即喷油系统和挡板之间的间隙低于一个限制范围时，这些通风孔处在挡板的对面，而当喷油系统和挡板之间的间隙大于这个限制范围时，这些通风孔则与挡板分离。
10.一种喷气发动机，该发动机装有按权利要求1到9中任何一项权利要求所述的装置。
11.一种套筒，该套筒构成了按权利要求1到9中任何一项权利要求所述装置的组成部分。
12.一种喷油系统，该组件构成了按权利要求1到9中任何一项权利要求所述装置的组成部分。
13.一种挡板，该挡板构成了按权利要求1到9中任何一项权利要求所述装置的组成部分。
全文摘要
燃烧室包括一个燃烧室端壁(16)，上面带有至少一个通道孔(62)。喷油系统是这样安装的，即它可相对于通道孔(62)自由滑行；一个挡板(50)固定安装在燃烧室的端壁上。挡板包括一个装配环(64)，用来支撑第一凸榫(66)。一个套筒(48)与装配环(64)同轴，用来支撑第二凸榫(72)。第一凸榫和第二凸榫之间可使第一凸榫进入第二凸榫之间，然后，第一凸榫在第二凸榫背后啮合。喷油系统安装在套筒(48)内，可在其内滑动。防转动机构可以防止喷油系统相对于套筒转动。
文档编号F23R3/60GK101029743SQ200710079950
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月27日
发明者迪迪尔·埃博莱特·埃赫南德兹, 托马斯·奥利维尔·玛丽·诺埃尔 申请人:斯奈克玛