一种燃烧室结构的制作方法

本发明属于燃气轮机设计领域，特别涉及燃气轮机燃烧室设计领域，具体涉及一种燃烧室结构。

背景技术：

燃气涡轮发动机燃烧室需要在高温高压的条件下工作并保持其可靠性，其主要功能为将燃料的化学能转化为热能。而燃烧室往往设置有10个以上的燃油喷嘴6，为给燃烧室提供燃料，目前常规的解决办法是在燃烧室机匣1上设置复杂的管路系统8，燃油喷嘴6装配在燃烧室机匣1上，见图1所示，该方法的缺点在于：1)零件过多，可靠性差；为满足各个燃油喷嘴6的燃料供给，首先需要设置相应数量的供油管路；为保证管路自身的可靠性以便适应发动机复杂的热环境和振动环境，还需对管路的管型进行优化，并设置足够数量的卡箍、支架、垫片、锁片等辅助零件，以保证管路不会损坏；而引入的支架、卡箍等辅助零件自身的可靠性同样难以保证。2)复杂的管路暴露在发动机流道中，造成气流压力损失大；燃油喷嘴6及复杂的管路系统8暴露在发动机外涵道中，外涵道的高速气流(100米/秒以上)冲击到形状复杂的阻碍物时，会产生紊流，流速显著降低，造成较大的压力损失，做功能力下降，发动机效率降低。3)喷嘴杆7支在火焰筒2前，导致火焰筒2进气不均匀。燃油喷嘴6向火焰筒2内供油须设置喷嘴杆7结构，喷嘴杆7与火焰筒2垂直设置，不可避免的会冲击到喷嘴杆7上，造成紊流，产生压力损失，并影响到气流的均匀性，不利于燃油燃烧。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种减少零件数量，提高可靠性，降低压力损失，提高火焰筒进气均匀度的燃烧室结构。

本发明的目的通过如下技术方案实现：包括燃烧室机匣和火焰筒，所述燃烧室机匣外侧设置有进油接嘴，在该燃烧室机匣内侧则设置有扩压器和燃油喷嘴，所述扩压器一端与进油接嘴相连，扩压器另一端则与燃油喷嘴相接，同时该燃油喷嘴与火焰筒配合安装，在燃油喷嘴内部设置有与火焰筒平行布置的喷嘴杆，用于将燃油引入火焰筒中，进油接嘴、扩压器以及燃油喷嘴三者通过集成在燃烧室机匣内部的燃油通道相贯通。

优选地是，所述进油接嘴数量为1个～5个。

优选地是，所述燃油喷嘴数量为5个～30个。

优选地是，所述扩压器设置有支板，所述燃油喷嘴集成在该支板上。

优选地是，所述燃烧室机匣为铸造、锻造或3D打印成型。

本发明所提供的一种燃烧室结构的有益效果在于，1)取消了复杂的供油管路系统，减少了燃烧室的零组件数量，提高了可靠性；同时使发动机外涵道内的阻碍物减少，降低了压力损失。由于供油管路集成到燃烧室机匣内，不再需要额外设置独立于燃烧室外的复杂的管路系统；燃烧室机匣具有较强的刚性和强度，不再需要额外的辅助性零件，大大减少了发动机零件数量；同时燃烧室外复杂的管路系统取消后，外涵道变得光滑、空旷，气流通过时不再受到额外的阻力，压力损失降低，提高了发动机效率。2)燃油在燃烧室机匣内流动，可降低机匣壁温，增加可靠性。燃油温度约200℃，而燃烧室机匣A的温度则高达400℃，燃油在燃烧室机匣内流动可以起到冷却作用，机匣温度降低后其材料性能相应提升，机匣可靠性增加。3)燃油喷嘴杆不再立于火焰筒前，而是与火焰筒平行，提高了火焰筒进气的均匀度。燃油喷嘴集成到燃烧室机匣上后，喷嘴杆可从扩压器支板上直接伸出，从而平行于进入火焰筒的高速气流，不必单独设置喷嘴杆，额外增加气流扰动。这样可以有效降低气流损失，提高进气均匀度。整个燃烧室仅由燃烧室机匣和火焰筒两个大组件构成，零件数量大大减少，可靠性相应提高，内外表面光滑简洁，流动损失小，可有效提高发动机性能。

附图说明

图1为现有燃烧室结构的结构示意图；

图2为本发明的燃烧室结构的结构示意图；

图3为本发明的燃烧室结构的剖视图；

图4为本发明的燃烧室结构的前视图。

附图标记：

1-燃烧室机匣、2-火焰筒、3-燃油通道、4-进油接嘴、5-扩压器、6-燃油喷嘴、7-喷嘴杆、8-管路系统。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的燃烧室结构做进一步详细说明。

如图2至图4所示，一种燃烧室结构，包括燃烧室机匣1和火焰筒2，燃烧室机匣1外侧设置有进油接嘴4，在燃烧室机匣1内侧则设置有扩压器5和燃油喷嘴6，扩压器5一端与进油接嘴4相连，扩压器5另一端则与燃油喷嘴6相接，同时该燃油喷嘴6与火焰筒2配合安装，在燃油喷嘴6内部设置有与火焰筒2平行布置的喷嘴杆7，用于将燃油引入火焰筒2中，进油接嘴4、扩压器5以及燃油喷嘴6三者通过集成在燃烧室机匣1内部的燃油通道3相贯通。同时包含该三者在内的燃烧室机匣1由铸造、锻造或3D打印的方式成型。本发明中的进油接嘴4能够选择设置1个～5个，燃油喷嘴6能够选择设置5个～30个，则在本实施例中进油接嘴4优先选择1个，燃油喷嘴6优先选择20个。

本发明的燃烧室结构工作时，燃油由进油接嘴4流入燃油通道3内，经由扩压器5支板分配至20个燃油喷嘴6中，再经燃油喷嘴6中的喷嘴杆7最终喷入火焰筒2进行燃烧。燃油通道3设置在燃烧室机匣1内，不再需要设置复杂的管路系统8以及数量繁多的辅助零件，增加了可靠性，外涵道的高速空气(即图2至4中的A)可以顺畅流过，减少了压力损失，喷嘴杆7平行于进入火焰筒2的气流(即图2至3中的B)，降低了压力损失，提高了进入火焰筒内气流的均匀性，燃油温度较低(约200℃)，流经燃烧室机匣1(约400℃)时可以对机匣起到较好的冷却作用，提高机匣材料强度，增加可靠性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。