燃烧室头部装配结构、燃烧室及航空发动机的制作方法

本发明涉及燃气轮机机领域，具体涉及一种燃烧室头部装配结构、燃烧室及航空发动机。

背景技术：

发动机燃烧室的头部装配在火焰筒上，目前普遍采用的方式是将头部焊接在火焰筒的头部转接段上，以连接头部和火焰筒。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：采用此方式连接的头部和火焰筒，在头部发生损坏需要修复时，因连接方式的不可拆而导致需要对火焰筒进行修复，增大了修复难度高，提高了修复成本。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种燃烧室头部装配结构、燃烧室及航空发动机，用以优化现有燃烧室头部的安装。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种燃烧室头部装配结构，包括燃烧室头部以及用于与火焰筒固定的连接部件，所述燃烧室头部与所述连接部件连接且所述燃烧室头部在自身周向方向相对于所述连接部件具有转动间隙。

在可选的实施例中，所述连接部件包括连接件、头部转接段以及限位部件，所述燃烧室头部与所述连接件可转动地连接，所述头部转接段与所述连接件连接，限位部件设于所述连接件且用于限制所述燃烧室头部相对于所述连接件的转动范围。

在可选的实施例中，所述燃烧室头部的边缘设有远离所述燃烧室头部中心的凸起部，所述连接件设有凹槽，所述燃烧室头部的凸起部设于所述凹槽中。

在可选的实施例中，所述限位部件包括杆件，所述杆件伸入到所述凹槽中，且所述杆件成对设于所述凸起部位于所述燃烧室头部周向的两侧。

在可选的实施例中，所述连接件还包括与所述凹槽连通的缺口，所述凸起部经由所述缺口安装到所述凹槽中。

在可选的实施例中，所述燃烧室头部的边缘设有两个或以上的凸起部，各所述凸起部间隔设置。

在可选的实施例中，所述凸起部与所述燃烧室头部是一体的或可拆卸连接。

在可选的实施例中，所述头部转接段通过所述杆件与所述连接件可拆卸连接。

在可选的实施例中，所述头部转接段与所述连接件可拆卸连接。

本发明另一实施例提供一种燃烧室，包括本发明任一技术方案所提供的燃烧室头部装配结构。

在可选的实施例中，所述连接部件与所述火焰筒焊接相连。

本发明又一实施例提供一种航空发动机，包括本发明任一技术方案所提供的燃烧室。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案提供的燃烧室头部装配结构，燃烧室头部与连接件连接、且具有一定的转动余量，改善了燃烧室头部的受力；使得燃烧室头部可单独拆卸，燃烧室头部损坏后能更方便地更换。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构安装在机匣内的示意图；

图2为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的剖视示意图；

图3为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的燃烧室头部立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的头部转接段立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的连接件立体结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的连接件立体结构示意图二；

图7为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的燃烧室头部与连接件装配时的立体示意图；

图8为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的燃烧室头部与连接件装配到位的立体示意图；

图9为本发明实施例提供的燃烧室头部装配结构的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图9对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1和图2，本发明实施例提供一种燃烧室头部装配结构，包括燃烧室头部1以及用于与火焰筒3固定的连接部件2，燃烧室头部1与连接部件2连接且燃烧室头部1在自身周向方向具有转动间隙。

燃烧室头部1安装到位后，燃烧室头部1不能从连接部件2上脱离下来，但是燃烧室头部1相对于连接部件2能有一定的转动余量。实现燃烧室头部1与连接部件2连接、并且燃烧室头部1能相对于连接部件2具有一定转动范围的方式有多种，一种方式为将燃烧室头部1与连接部件2可转动连接，但是设置转动限位结构，以限制其转动范围。另一种可选的方式为燃烧室头部1与连接部件2径向方向设置插接配合结构，插接配合结构具有一定的安装空隙，该安装空隙使得燃烧室头部1能绕着自身周向方向具有转动范围。

本实施例中，采用下述结构实现燃烧室头部1与连接部件2的连接。参见图2和图4，连接部件2包括连接件21、头部转接段22以及限位部件24，燃烧室头部1与连接件21可转动地连接。头部转接段22与连接件21连接，限位部件24用于限制燃烧室头部1相对于连接件21的转动范围。限位部件24设于连接件21。本实施例中，限位部件24固定于头部转接段24，且限位部件24与连接件可拆卸连接。

上述技术方案提供的燃烧室头部装配结构，将燃烧室头部1与连接件21可转动地连接、以及限制燃烧室头部1的限位部件24分开设置，可以使得各部分的结构更易于加工制造。

参见图2、图3和图5，燃烧室头部1的边缘设有远离燃烧室头部1中心的凸起部11，连接件21设有凹槽23，燃烧室头部1的凸起部11设于凹槽23中。

凸起部11沿着背离燃烧室头部1中心的方向突出，即向燃烧室头部1的外部突出，该凸起部11能简便地安装到凹槽23中，且凸起部11能在凹槽23中以燃烧室头部1轴心线为旋转中心转动。凸起部11用于嵌入连接件21中并限制燃烧室头部1的转动范围。

参见图4，下面介绍限位部件24的结构。限位部件24包括杆件，杆件伸入到凹槽23中，且杆件成对设于凸起部11位于燃烧室头部1周向的两侧。

一对杆件即两个杆件限位一个凸起部11，若燃烧室头部1的边缘设置多个凸起部11，则可以设置多对杆件；当然，在具有多个凸起部11的情况下，亦可在其中一个凸起部11的周向两侧设置一对杆件，或者在其中部分凸起部11的周向单侧设置杆件。

本实施例中，燃烧室头部1的边缘设有两个凸起部11，但只设置一对杆件，以对凸起部11都起到限制转动范围的作用。凸起部11的数量大于1，可均匀分布，也可不对称分布，凸起部11不限于图3所示的分布方式。

下面介绍燃烧室头部1与凸起部11的连接方式。凸起部11与燃烧室头部1是一体的或可拆卸连接。本实施例中，凸起部11与燃烧室头部1是一体的，这样可以减少安装步骤，提高燃烧室头部装配结构的集成度。可以理解的是，凸起部11与燃烧室头部1亦可采用可拆卸连接，比如凸起部11与燃烧室头部1是分开的两个部件，安装时，先将凸起部11安装到凹槽23中，然后将凸起部11与燃烧室头部1可拆卸连接。该方式亦能实现燃烧室头部1与连接部件2的连接关系。

承上述，头部转接段22包含杆件，用于限制燃烧室头部1的转动同时连接连接件21与头部转接段22。图4示出了头部转接段22杆件的一种结构分布，杆件的数量等于或大于2。为限制燃烧室头部1的转动，其排布可在一个凸起部11的两侧或选取某几个凸起部11的单侧。为保证头部转接段22与连接件21的固定，亦可在非上述位置单独布置杆件。杆件不限于图4所示的分布方式。

参见图5，连接件21上包括凹槽23和孔26；凹槽23用于燃烧室头部1的装入，与凸起部11相匹配；孔26用于连接连接件21与头部转接段22，与杆件相匹配。图5示出了连接件21的一种结构，其孔26与图4所示的杆件相匹配，凹槽23与图3所示的凸起部11相匹配。

燃烧室头部装配结构装配过程如下：燃烧室头部1上的凸起部11与连接件21上凹槽23对齐，燃烧室头部1放入连接件21后，燃烧室头部1在连接件21内转动，使燃烧室头部1上的凸台在连接件21上孔26之间，初步确定燃烧室头部1的位置，如图6所示。头部转接段22上的杆件穿过装有燃烧室头部1的连接件21上的孔26，限制燃烧室头部1的转动范围，并采用螺母将连接件21固定在头部转接段22上，如图7至图9所示。

参见图8，进一步地，为了便于安装燃烧室头部1和连接件21，连接件21还包括与凹槽23连通的缺口25，凸起部11经由缺口25安装到凹槽23中。缺口25的数量和分布要满足凸起部11的安装要求。

本实施例中，头部转接段22通过杆件与连接件21可拆卸连接。杆件同时起到限位凸起部11转动范围以及将连接件21与头部转接段22可拆卸连接的作用，简化了部件数量，使得燃烧室头部装配结构更加轻量化。

可以理解的是，头部转接段22亦可采用其他单独的结构与连接件21可拆卸连接。

下面结合附图详细介绍本实施例提供的燃烧室头部装配结构。

参见图1、图2，图1示出了燃烧室头部装配结构在燃烧室中的位置。燃烧室头部装配结构在火焰筒3上游进口处，容纳在机匣4内部。图2示出了燃烧室头部装配结构的组成：其包括头部转接段22、连接件21及燃烧室头部1。燃烧室头部1嵌入连接件21中，连接件21与头部转接段22连接。

在连接件21一侧开有周向的凹槽23，其结构尺寸与燃烧室头部1的凸起部11匹配，使燃烧室头部1的凸起部11可装入连接件21的凹槽23中，并在凸起部11安装到位后，燃烧室头部1嵌入连接件21且不可脱离，并且燃烧室头部1能相对于连接件21有一定的转动量，具体通过限位部件24转动量的限位。具体来说，在连接件21两侧端面对应位置开孔26，限位部件24与开孔26结构的尺寸匹配，使限位部件24可穿过连接件21上的开孔26。头部转接段22的限位部件24安装在连接件21上的开孔26中，并使限位部件24限制燃烧室头部1的凸起部11的位置，使燃烧室头部1周向具有一定的可旋转量。限位部件24的末端有螺纹，通过螺母压紧固定该装配结构。

上述技术方案，主要通过凸起部11、凹槽23、限位部件24等结构实现头部的安装和转动限位，未采用焊接之类的不可拆的连接方式，在装配完成后，具有良好的可拆卸性，可简便实现燃烧室头部1的更换。当燃烧室头部1出现损坏时，可通过更换燃烧室头部1后修复，避免整个火焰筒3的修复，降低修复成本，提高经济效益。

本发明另一实施例提供一种燃烧室，包括本发明任一技术方案所提供的燃烧室头部装配结构。

参见图1，燃烧室包括机匣4、设于机匣4内部的火焰筒3以及燃烧室头部装配结构，燃烧室头部装配结构安装于火焰筒3。燃烧室头部装配结构包括燃烧室头部1以及连接部件2。本实施例中，连接部件2具体包括连接件21以及头部转接段22。

机匣4形成燃烧室的气流通道，其作为发动机承力系统的一部分。火焰筒3是进行燃烧化学反应的地方，为受热结构。燃烧室头部1用于提供一个稳定的燃烧区以保证达到燃烧性能要求，头部转接段22用于连接火焰筒3内外环并安装燃烧室头部1。

上述技术方案提供的燃烧室，实现了头部与火焰筒3的可靠装配且具有良好的可拆装性。

本实施例中，连接部件2与火焰筒3焊接相连。

本发明又一实施例提供一种航空发动机，包括本发明任一技术方案所提供的燃烧室。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。