喷嘴杆部、燃油喷嘴及航空发动机燃气轮机的制作方法_2

文档序号:8394186阅读:来源:国知局
br>[0041]图2为图1的A-A剖面示意图;
[0042]图3a为图1中的中心管路的左视示意图;
[0043]图3b为图1中的中心管路的主视示意图;
[0044]图3c为图1中的中心管路的右视示意图;
[0045]图4为本发明实施例二提供的喷嘴杆部与喷嘴头部的连接示意图;
[0046]图5为图4的B-B剖面示意图;
[0047]图6为图4中的中心管路的示意图;
[0048]附图标记:10、燃油喷嘴;12、喷嘴杆部;16、喷嘴头部;17、上游;18、下游;20、燃油进口 ;22、中心管路;24、燃油套管;26、外壁面;28、内壁面;30、螺旋槽;31、螺旋槽;32、螺旋槽;34、主油路;35、副油路;37、上游段;38、下游段;40、上环腔;42、下环腔;50、连通段;51、连通段;110、燃油喷嘴;112、喷嘴杆部;114、上游;116、喷嘴头部;117、上游;118、下游;120、燃油进口 ;122、中心管路;124、燃油套管;126、外壁面;128、内壁面;130、直线型凹槽;131、直线型凹槽;132、直线型凹槽;134、主油路;135、副油路;137、上游段;138、下游段;140、上环腔;142、下环腔;150、连通段;151、连通段;511、隔热腔;52、喷嘴杆部的外壁;53、环形结构。
【具体实施方式】
[0049]下面可以参照附图图1?图6以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种,为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案,也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一,所以本领域技术人员应该知晓:本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围,本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。
[0050]下面结合图1?图6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述,将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。
[0051]本发明实施例提供一种喷嘴杆部,该喷嘴杆部优选应用在燃油喷嘴或者有类似需求的设备上,尤其适合于主油路为非连续油路、副油路为连续油路的供油方案。本文给出三个优选的实现例以详细介绍喷嘴杆部,详见实施例一、实施例二及实施例三。
[0052]实施例一
[0053]参见图1、图2、图3a、图3b和图3c,本发明实施例一提供一种喷嘴杆部12,喷嘴杆部12包括杆状本体以及设置在杆状本体上的主油路34、副油路35。其中:副油路35设置在主油路34的周围,主油路34内的流体与副油路35内的流体能通过副油路35与主油路34之间的介质换热。经由主油路34的进流口进入的流体能通过主油路34的出流口流出;经由副油路35的入油口进入的流体,在副油路35中能至少经历一次由接近主油路34的出流口的位置折返至接近主油路34的进流口的位置的过程,然后经由副油路35的出油口流出。
[0054]参见图2,隔热腔511中填充低导热系数材料,如空气或燃油的沉积焦,用于减少从喷嘴杆部的外壁52向燃油套管24的传热量。喷嘴安装座向下延伸形成了环形结构53,环形结构53可与喷嘴杆部的外壁52做成一体结构,此时无隔热效果;也可在环形结构53和喷嘴杆部的外壁52之间留一个小的空隙,此时可起到隔热作用。
[0055]此处,副油路35为连续工作油路,主油路34为非连续工作油路。在大功率状态下,燃油流量较大的油路为主油路34,在杆状本体中心,其为非连续工作油路。在小功率状态下,燃油流量较大的油路为副油路35,副油路35包围在主油路34外,副油路35为连续工作油路。
[0056]畐Ij油路35与主油路34之间的介质是指副油路35和主油路34之间的壁体,以后文的副油路35形成在中心管路22和燃油管路之间、主油路34形成在中心管路22中部为例,介质是指中心管路22的壁体。
[0057]与现有技术相比,上述技术方案中,主油路34设置在内侧,副油路35设置在外侧。副油路35中的流体(比如油液)不是单一的从杆状本体的上端流向下端,而是至少向上折返一次再流出。在大功率状态下,来流空气温度高,主油路34中燃油流量大,流速高,可有效冷却副油路35中的燃油。在小功率状态下,来流空气温度较低,主油路34中燃油流速低或不流动,副油路35中的燃油包围在主油路34的燃油周围,可将由燃油喷嘴10壳体表面传导来的热量及时携带走,避免主油路34中的燃油超温结焦。另一方面,副油路35中的燃油在副油路35中一次或多次折返,可降低喷嘴杆部12上端和下端的温度差,降低喷嘴杆部12的热应力,从而提高燃油喷嘴10的寿命和可靠性。
[0058]杆状本体具体包括燃油套管24和中心管路22 ;燃油套管24套设在中心管路22之外。中心管路22的中部存在中空腔体,中空腔体作为主油路34,中空腔体在中心管路22轴向方向上的两个端口中其中一个端口(此处为上端的端口)形成主油路34的进流口,其中另一个端口(此处为下端的端口)形成主油路34的出流口。燃油套管24的内壁和中心管路22的外壁之间存在有至少一条中空通道,所有的中空通道形成副油路35。燃油套管24的内壁与中心管路22的外壁紧密贴合。
[0059]中空腔体具体可以为均一内径的通孔,或是内径不一的通孔,只要不影响主油路34中流体的正常流动且满足流量要求即可。
[0060]副油路35所包括的中空通道的数量可以是一条或互不连通的多条,在本实施例中,以副油路35只包括一条中空通道为例。图1、图2、图3a、图3b和图3c示出了由一个中空通道构成的副油路35。
[0061]中空通道可采用下述实现方式形成:中空通道为开设在中心管路22的外壁上的凹槽以及燃油套管24的内壁共同形成,燃油套管24的内壁为光滑内壁。
[0062]凹槽的具体形状可以有多种,比如螺旋槽、直线型凹槽、弧线形槽等。本实施例中,以凹槽为螺旋槽为例。若喷嘴杆部是应用在燃油喷嘴上,且喷嘴头部不进行改进,那么螺旋槽的数量优选为奇数条,至少应为三条。这样的话,第一条螺旋槽的入口可位于杆状本体的上端,最后一条螺旋槽的出口可位于杆状本体的下端,便于喷嘴杆部与喷嘴头部之间的连接。相邻的两条螺旋槽之间可以直接连通,或是通过过渡部分连通,下面将分别详细介绍。
[0063]第一种情况为各螺旋槽之间直接连通。此处,各螺旋槽环绕设置在中心管路22的外壁上,螺旋槽的数量也至少为两条,且优选为奇数条。相邻的两条螺旋槽除了在连接处直接连通外,在其他地方并不连通。直接连通的实现方式有多种,可以将螺旋槽需要连接的端部的结构做适应性的改进,以实现连通。
[0064]第二种情况为各螺旋槽之间通过过渡部分连通。参见图1、图2、图3a、图3b和图3c,凹槽包括至少两条螺旋槽以及连通相邻的两条螺旋槽的连通段。螺旋槽优选为奇数条,此处,以设置三条螺旋槽30、31、32为例,那么需要两条连通段,即连通段50、51。连通段50、51也可以是周向的、或半圆形弯槽等。优选地,各连通段50、51都为周向槽。各周向槽优选开设在中心管路22的外壁上,并且,周向槽的长度方向均与中心管路22的周向方向相一致;周向槽位于中心管路22外壁上接近主油路34的进流口或者出流口的位置,具体地,连通段51位于接近主油路34的进流口的位置,连通段50位于接近主油路34的出流口的位置。周向槽和螺旋槽之间的数量关系为:周向槽的数量比螺旋槽的数量少一条。
[0065]下面结合图2-图3c详细介绍主油路34和副油路35。主油路34由中心管路22的中空腔体构成,主油路34沿中心管路22轴向从喷嘴杆部12上游17延伸至喷嘴杆部12的下游18,并通过拐弯段(未画出)与喷嘴头部16连通,主油路34中燃油与副油路35中燃油通过与中心管路22的对流换热来进行热量交换。中心管路22采用高导热系数的材料以增强主油路34中燃油与副油路35中燃油的换热效果。
[0066]如图2-图3c所示,中心管路22沿其轴向方向依次包括上游段37、中间
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