包括凸台和环形元件的用于涡轮发动机燃烧室的组件的制作方法

本发明总体涉及用于涡轮发动机的燃烧室的领域，并且更具体涉及将火焰管附接到涡轮发动机燃烧室中。

背景技术：

从气体流向的上游到下游，涡轮发动机一般包括：风扇、一个或多个压缩机级(例如高压压缩机和低压压缩机)、燃烧室、一个或多个涡轮机级(例如高压涡轮机和低压涡轮机)，以及排气喷嘴。

图1示出了根据现有技术的燃烧室1的纵向剖视图。

燃烧室1向上游连接到压缩机(未示出)并向下游连接到分配器2，该压缩机通过扩散器(未示出)为燃烧室1供应加压空气。

燃烧室1由沿着纵轴线5延伸的环形外壳3界定。外壳3附接到涡轮发动机(未示出)的外罩。

燃烧室1包括“火焰管”或“壁炉凹部”7，它是气体燃烧的位置。

火焰管7由环形空气供应导管包围，该环形空气供应导管通过总体上具有环形形状的壁8与火焰管7隔开。

在图1所示的实例中，火焰管7是“反向流动”型并且壁8具有弯曲的环形形状，使得能够在涡轮机的方向上将气流向下游引导到涡轮发动机中。气流然后从下游到上游，然后再次到燃烧室1的下游依次出现。喷射器通常布置在火焰管7的封头。

火焰管7通过连接销9连接到燃烧室1，每个连接销9在外壳3中设置的贯通插入口10中径向延伸，并且在火焰管7的面向插入口10的壁8中设置的贯通接收口11中径向延伸。这些连接销9能够使火焰管7保持在燃烧室1内。

接收口11均设置有具有管状主体13的凸台12，相联的连接销9可滑动地安装到管状主体13内，使得当火焰管7由于气体的燃烧而产生的热量膨胀时凸台12的主体13沿着连接销9滑动。每个凸台12在其一端处还包括环形轴环14TIG(钨惰性气体)，该环形轴环14对接焊接并密封火焰管7的壁8的接收口11。

然而，使用这种凸台12具有一定数量的缺点。

尤其是，将凸台12焊接到火焰管7的壁8的操作导致凸台12以及火焰管7的壁8强烈变形，使得在焊接操作之后需要对凸台12的主体13进行钣金操作和再加工，以确保火焰管7相对于外壳3精确定位。

而且，凸台12的环形轴环14总体上是平面的且难以与火焰管7的壁8的轮廓适配，使得凸台12在没有再加工凸台12的主体13的情况下不能确保火焰管7相对于外壳3精确定位。

此外，在焊接操作之后，必须对凸台12和火焰管7进行热处理和非破坏性试验。

这些补充操作使得燃烧室1的制造极其复杂并使其成本更高。

最后，当火焰管7由于气体燃烧的热量而膨胀并且凸台12的主体13沿着连接销9滑动时，凸台12的主体13与连接销9之间产生的摩擦有磨损凸台12的趋势。

在维护操作期间，更换磨损的凸台12。例如用激光切除磨损的凸台12，然后将新的凸台12定位并焊接到火焰管7的壁8的接收口11。然后，需要再次对火焰管7和新的凸台12进行钣金操作，对新的凸台12的主体13进行再加工，对新的凸台12和火焰管7进行热处理和非破坏性试验。

因此，这种凸台12的更换特别不方便且昂贵。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是通过提出一种包括凸台和环形元件的用于燃烧室的组件来纠正上述缺点，以能够确保将管精确定位到燃烧室中，同时还降低燃烧室的复杂性和制造成本。

更准确地说，本发明的目的是提供一种用于涡轮发动机燃烧室的组件，包括：

用于涡轮发动机燃烧室的凸台，所述凸台包括管状主体、所述凸台的第一端和所述凸台的第二端，所述管状主体构造成插入设置在火焰管的环形壁中的接收口并且容纳外壳上的火焰管的连接销的杆，所述凸台的第一端包括构造成阻止所述凸台在第一方向上径向平移的环形轴环，而所述凸台的第二端构造成压接到所述火焰管的壁以阻止所述凸台在第二方向上径向平移；以及

环形元件，所述环形元件构造成与所述接收口同轴地配合，并且一方面与所述火焰管的环形壁径向接触，另一方面与所述凸台的环形轴环径向接触。

本发明的目的还在于一种涡轮发动机燃烧室，包括：

环形外壳，所述环形外壳沿着纵轴线延伸；

火焰管，所述火焰管布置在所述外壳内部并且包括大致沿着所述纵轴线延伸的环形壁，所述壁包括面向所述外壳布置的至少一个接收口；

用于在所述外壳上的火焰管的至少一个连接销，所述连接销包括延伸贯穿所述接收口的杆；

至少一个凸台，所述凸台包括管状主体、所述凸台的第一端和所述凸台的第二端，所述管状主体插入到所述接收口并且容纳所述连接销的杆，所述凸台的第一端包括构造成阻止所述凸台在第一方向上径向平移的环形轴环，而所述凸台的第二端被压接到所述火焰管的壁以阻止所述凸台在第二方向上径向平移；

至少一个环形元件(39)，所述环形元件布置成与所述接收口(29)同轴，并且一方面与所述火焰管(24)的环形壁(25)径向接触，另一方面与所述凸台(32)的环形轴环(35)径向接触。

优选地，所述环形元件在一个点或多个点处焊接到所述火焰管的壁。

优选地，所述环形元件布置成抵靠所述火焰管的壁的外表面，并且所述第二端被压接到所述火焰管的内表面。

优选地，所述环形元件具有与所述火焰管的壁接触的、符合所述火焰管的壁的形状的接触表面。

更优选地，所述环形元件包括与所述火焰管的壁形成接触表面的环形轴环，所述环形轴环具有用于向操作者指示所述环形元件的接触表面的轮廓的取向的平台。

本发明的目的还在于一种包括如前所述的燃烧室的涡轮发动机。

本发明的目的还在于一种用于制造涡轮发动机燃烧室的方法，所述涡轮发动机燃烧室包括沿着纵轴线延伸的环形外壳和布置在所述外壳内部的包括大致沿着纵轴线延伸的环形壁的火焰管，所述方法包括以下步骤：

钻孔，在所述火焰管的面向所述外壳的壁中钻出至少一个接收口；

安装，与所述接收口同轴地安装至少一个环形元件，抵靠所述火焰管的壁；

插入，将凸台插入到所述接收口和相联的环形元件(39)中，所述凸台在第一端处包括构造成阻止所述凸台在第一方向上径向平移的环形轴环，使得所述凸台(32)的环形轴环(35)抵靠所述环形元件(39)；

压接，将所述凸台的第二端压接到所述火焰管的壁，以阻止所述凸台在第二方向上径向平移。

更优选地，所述方法包括：在压接所述凸台的步骤之后，在所述环形元件的一个点或多个点处焊接到所述火焰管的壁的步骤。

附图说明

本发明的其它特征、目的和优点将通过以下描述而被揭示，以下描述纯粹是说明性的而非限制性的并且必须参考附图进行阅读，在附图中：

图1(已描述)是根据现有技术的燃烧室的纵向剖视图；

图2是根据本发明的一个实施方式的燃烧室的纵向剖视图；

图3是图2所示的燃烧室的火焰管的凸台的详细剖视图；

图4是根据本发明的一个实施方式的制造燃烧室的方法的流程图；

图5、图6和图7分别示出图4所示的制造方法的一个步骤；

图8是根据图4所示的方法制造的燃烧室中的凸台的更换方法的流程图；

图9和图10分别示出图8所示的方法的一个步骤。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的一个实施方式的涡轮发动机的燃烧室20的纵向剖视图。

燃烧室20向上游连接到压缩机(未示出)并向下游连接到分配器，该压缩机通过扩散器(未示出)为燃烧室20供应加压空气。

燃烧室20由沿着纵轴线23延伸的环形外壳21界定。

燃烧室20还包括火焰管24，火焰管24设置有总体上沿着纵轴线23延伸的环形形状的壁25。壁25设置成与外壳21相距一定距离，以便形成环形空气供应管道。

在图2所示的实例中，火焰管24是逆流型并且壁25具有弯曲的环形形状，使得能够在涡轮机的方向上将气流向下游传输到涡轮发动机中。气流然后从下游到上游，然后再次从燃烧室20向下游依次出现。喷射器则通常布置在火焰管24的封头。

根据一个变型(未示出)，火焰管是直流型的，并且包括回转的环形壁和护罩，该回转的环形壁在上游端连接到底部，而该护罩包括由燃烧室承载的燃料喷射器通道口。

燃烧室20包括连接销26，连接销26构造成将火焰管24的壁25连接到外壳21。

为此，连接销26包括杆27和封头30，杆27在外壳21中设置的贯通插入口28中径向延伸并且在火焰管24的壁25中设置的面向插入口28的贯通接收口29中径向延伸，而封头30定位为与外壳21的外表面31邻接。

燃烧室20还包括凸台32，凸台32包括管状主体33，管状主体33在接收口29中延伸并容纳连接销26的杆27。杆27可滑动地安装在凸台32的主体33中，使得当火焰管24膨胀时凸台32的主体33沿着杆27滑动。

凸台32例如由镍、钴或铬制成。

图3详细示出了在将连接销26的杆27安装到凸台32中之前图2所示的凸台32。

优选地，凸台32的主体33的外径D1基本上等于与其相联的接收口29的直径。

凸台32的第一开口端34由环形轴环35形成，环形轴环35构造成当凸台32插入到相联的接收口29中时阻止凸台在第一方向A上相对于纵轴线23径向平移。如图3所示，凸台32的主体33的外表面例如通过圆角连接到环形轴环35，并且凸台32的主体33的内表面例如通过外张口连接到轴环35。

在图2和图3所示的实例中，凸台32的环形轴环35布置成面向火焰管24的壁25的外表面36。因此，环形轴环35阻止凸台32朝向火焰管24的内部径向平移。

凸台32也包括与环形轴环35相对定位的第二端37，第二端37被压接到火焰管24的壁25，以便阻止凸台在与第一方向A相反的第二方向B上径向平移。第二端37优选在其整个外周上被压接到火焰管24的壁25。

在图2所示的实例中，凸台32的第二端37被压接到火焰管24的内表面38。因此，凸台32的压接件37阻止凸台32朝向火焰管24的外侧径向平移。

优选地，当它被压接到火焰管24的壁25时，凸台的第二端37符合火焰管24的壁25的形状。在图3所示的实例中，定制凸台32的第二端37的外形，使其自身配合火焰管24的壁25的内表面38的凹面。如此安装到火焰管24的壁25的接收口29中的凸台32能够确保火焰管24相对于外壳21精确定位，而无需将其焊接到火焰管24的壁25。

燃烧室20还包括环形元件39，环形元件39布置成与相联的接收口29同轴，相对于纵轴线23一方面与火焰管24的壁25径向接触，另一方面与凸台32的环形轴环35径向接触。

因此，环形元件39一方面能够保护火焰管24的壁25免受在其组装期间施加在凸台32上的力，而另一方面促进将凸台32的第二端37压接到火焰管24的壁25。

环形元件39例如由镍、钴或铬制成。

在图2和图3所示的实例中，环形元件39被布置成抵靠火焰管24的壁25的外表面36。

环形元件39与火焰管24的壁25具有接触表面40。优选地，接触表面40符合火焰管24的壁25的形状。在图3所示的实例中，接触表面40具有微小凹面，以使其自身配合火焰管24的壁25的外表面36的凸面。

根据本发明的一个实施方式，环形元件39包括形成接触表面40的环形轴环。环形元件39的环形轴环具有例如用于向操作者指示环形元件39的接触表面40的轮廓的取向的平台。以这种方式，环形元件39能够正确地定位到火焰管24的壁25上。

环形元件39也具有凸台32的环形轴环35所抵靠的抵靠表面41，从而阻止凸台32在第一方向A上径向位移。

环形元件39有利地具有侧向内表面，该侧向内表面构造成使其自身配合凸台32的主体33的侧向外表面。为此目的，环形元件39的内径基本上等于凸台32的主体33的外径D1。如图3所示，环形元件39也能具有位于抵靠表面41和侧向内表面之间的倒角，以面对将凸台32的主体33的侧向外表面与环形轴环35连接的圆角，从而避免凸台32的主体33的外表面与环形元件39之间干扰的风险。

环形元件39例如焊接到火焰管24的壁25上的一个点或多个点，以便保持凸台32的精确位置。如下面在说明书中所解释的，这种实施方式在更换凸台32的情况下特别有利。

燃烧室20有利地包括若干连接销26，如前所述，连接销26与插入口28、接收口29、凸台32和环形元件39相联。优选地，连接销26布置在与纵轴线23垂直的平面P中。连接销26有利地围绕火焰管24等距地分布在平面P中。

根据图4中所示的以下步骤进行燃烧室20的制造100。

在第一步骤101期间，在火焰管24的面向外壳20的壁25中钻出接收口29。第一步骤101例如如图5所示。

然后，在第二步骤102期间，环形元件39抵靠火焰管24的壁25与接收口29同轴地进行定位。

然后，在第三步骤103期间，将凸台32插入到环形元件39和接收口29中。由第二端37插入凸台32，使得环形轴环35抵靠环形元件39的抵靠表面41，从而阻止凸台32在第一方向A上径向平移。第三步骤103例如如图6所示。在这个实例中，环形元件39抵靠火焰管24的壁25的外表面25进行定位，并且凸台32从火焰管24的外部插入到接收口29中，使得环形轴环35阻止凸台32朝向火焰管24的内部径向平移。

然后，在第四步骤104期间，凸台32的第二端37被压接到火焰管24的壁25，以阻止凸台32在第二方向B上径向平移。第四步骤104例如如图7所示。在这个实例中，凸台32的第二端37被压接到火焰管24的壁25的内表面38，使得压接件37阻止凸台32朝向火焰管24的外部径向平移。

在第五步骤105期间，一旦凸台32被安装并压接到火焰管24的壁25，则环形元件39例如在一个点或多个点处焊接到火焰管24的壁25。在图5至图7所示的实例中，环形元件39焊接到火焰管24的壁25的外表面36。

独立于步骤101至步骤105，在第六步骤106期间，将在外壳20中钻出插入口28，使得插入口28与接收口29彼此面对。“独立于步骤101至步骤105”意味着第六步骤106能在步骤101至步骤104之前、同时或甚至之后执行。

最后，在第七步骤107期间，火焰管24位于外壳21内部，并且连接销26的杆27首先插入到插入口28中，然后插入到接收口29和凸台32中，直到封头30抵靠外壳21的外表面31，从而确保火焰管24在燃烧室20中精确定位。

步骤101至步骤107例如分多次执行或同时执行，以通过多个连接销26来定位火焰管24。每个连接销26均与插入口28、接收口29、凸台32和环形元件39以前文所述方式相连。优选地，在与纵轴线23垂直的平面P中钻出接收口29。接收口29有利地围绕火焰管24等距地分布在平面P中。

根据先前描述的步骤102至步骤104预先安装在火焰管24的壁25上的磨损的凸台32的更换200根据图8所示的以下步骤进行。

在第一步骤201期间，将连接销26从插入口28、接收口29和凸台32中移出。

然后，在第二步骤202期间移出凸台32的环形轴环35，使得凸台32在第一方向A上自由平移。凸台32的环形轴环35例如通过铣削或研磨进行加工。第二步骤202例如如图9所示。在这个实例中，凸台32朝向火焰管24的内部自由平移。

然后，在第三步骤203期间，在第一方向A上从环形元件39和接收口29中移出凸台32。第三步骤203例如如图10所示。在这个实例中，朝向火焰管24的内部从环形元件39和接收口29中移出凸台32。

因此，当相联的凸台32磨损时，不需要更换环形元件39。则可以理解，在制造燃烧室20期间，特别有利的是：一旦凸台32被压接，将环形元件39在一个点或多个点处焊接到火焰管24的壁25，从而无论是否更换凸台32，都能保持火焰管24相对于外壳21适当定位。

最后，根据前述的步骤103和步骤104将新的凸台32安装到火焰管24的壁25，并且根据前述的步骤107将相联的连接销26重新插入到外壳21和凸台32中。

因此，前面描述的燃烧室20具有包括凸台32的优点，凸台32能够以较低成本容易地进行安装和拆卸，仍确保火焰管24在燃烧室20中的精确定位。