回流燃烧室大弯管的连接结构及航空发动机的制作方法

本发明涉及航空发动机，特别地，涉及一种回流燃烧室大弯管的连接结构及航空发动机。

背景技术：

1、随着航空发动机技术的进步，发动机的循环参数越来越高，燃烧室的进口温度及温升不断提高，压气机压比逐渐提高，这使得燃烧室火焰筒承受的气动力及热负荷不断增加，而对燃烧室设计寿命要求却不断提高，未来要求将会更高。回流燃烧室是中小型燃气轮机发动机常采用的结构形式，具有结构紧凑、发动机轴系短等优势。大弯管是回流燃烧室的关键组件，由于存在大弯管的设计，因此循环参数的提高导致大弯管受到的气动力、热应力均显著增加，导致大弯管易出现变形、裂纹等，影响燃烧室的寿命及可靠性。

2、目前大弯管与火焰筒外环的的主要连接结构形式分为两种，一是大弯管通过焊接、螺栓等与火焰筒外环连接为一体；另一种是大弯管安装在扩压器组件上，并与火焰筒形成搭接的分体式。但随着循环参数的提高，大弯管受到的气动力显著增加，对于结构形式一，由于火焰筒与大弯管采用一体式连接构造，不利于降低大弯管气动载荷，大弯管存在显著的变形问题，而大弯管损坏后不易更换，操作不便；而结构形式二虽为分体式构造，将大弯管与火焰筒外环进行分体设计，两者进行简单搭接，但目前的分体结构形式主要存在以下问题有：

3、(1)分体的位置设计于靠近火焰筒外环的位置，由大弯管受到的气动载荷较大，导致变形；

4、(2)搭接形式的密封性较差，易出现严重的漏气问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种回流燃烧室大弯管的连接结构及航空发动机，以解决现有技术中大弯管和火焰筒一体连接构造存在的变形问题以及分体构造存在的气动力影响和漏气的技术问题。

2、本发明采用的技术方案如下：。

3、一种回流燃烧室大弯管的连接结构，所述连接结构包括大弯管配合构造、燃烧室火焰筒以及扩压器组件，所述燃烧室火焰筒包括火焰筒外环和火焰筒内环，

4、所述大弯管包括大弯管外层和大弯管内层，所述大弯管外层和所述大弯管内层之间具有冲击腔，所述大弯管配合构造包括由所述大弯管的连接端的端部向扩压器组件的内壁方向沿轴向延伸形成的大弯管搭接部，所述火焰筒外环的连接端的端部向所述扩压器组件的内壁方向沿轴向延伸形成有用于与所述大弯管搭接部匹配的火焰筒搭接部，

5、所述大弯管搭接部上凸出形成有用于与所述火焰筒搭接部搭接的冷侧配合构造，所述火焰筒搭接部上凸出形成有用于与所述大弯管搭接部搭接的热侧配合构造，

6、或者，所述大弯管搭接部上凸出形成有用于与所述火焰筒搭接部搭接的热侧配合构造，所述火焰筒搭接部上凸出形成有用于与所述大弯管搭接部搭接的冷侧配合构造。

7、根据本发明的另一方面，还提供了一种航空发动机，应用有以上任一所述的回流燃烧室大弯管的连接结构。

8、本发明具有以下有益效果：本回流燃烧室大弯管的连接结构通过设置大弯管外层和大弯管内层，使内外层壁之间形成冲击腔，通过冲击结合发散冷却的方式，有效提高了冷却气的冷却效率，降低壁温，提高火焰筒寿命，大弯管和火焰筒分别设置搭接部，二者通过搭接进而将气动轴向力分摊至火焰筒外环和大弯管上，辅助大弯管释放应力，有效防止应力集中，避免气动力产生的影响；通过在分别在火焰筒搭接部设置冷侧配合构造和在大弯管搭接部设置热侧配合构造，基于两搭接部的轴向延伸构造，冷热侧配合面具有足够的搭接长度，实现封严效果的同时，冷热侧的配合面分别进行设计，冷侧配合构造采用较为严苛的配合尺寸，相比现有的分体构造大幅减少漏气，热侧配合构造采用相对宽松的配合尺寸，避免因热态工作后材料变形导致的装配困难。

9、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种回流燃烧室大弯管的连接结构，包括大弯管配合构造、燃烧室火焰筒(8)以及扩压器组件(7)，所述燃烧室火焰筒(8)包括火焰筒外环(81)和火焰筒内环(82)，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述大弯管搭接部(54)与所述火焰筒搭接部(83)的搭接位置位于靠近所述扩压器内壁的位置。

3.根据权利要求1所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述冷侧配合构造(541)与所述火焰筒搭接部(83)之间采用第一配合尺寸，所述热侧配合构造(831)与所述大弯管搭接部(54)之间采用第二配合尺寸。

4.根据权利要求1所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述热侧配合构造(831)和所述冷侧配合构造(541)之间具有第一轴向间隙(84)。

5.根据权利要求4所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述第一轴向间隙(84)为2-2.5mm。

6.根据权利要求1所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述扩压器组件(7)的内壁朝向所述大弯管方向沿轴向设置有呈环形的扩压器搭接部(71)，所述扩压器搭接部(71)的内环面开设有卡槽(711)，所述大弯管搭接部(54)的端部径向凸出形成有用于插入所述卡槽(711)的插片(55)。

7.根据权利要求6所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述卡槽(711)的第一内端面位于靠近所述扩压器组件(7)的方向，所述插片(55)与所述卡槽(711)的第一内端面轴向抵靠，所述插片(55)与所述卡槽(711)的第二内端面具有第二轴向间隙(72)进而在所述大弯管受到气动轴向力时释放全部或部分应力。

8.根据权利要求7所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，其特征在于，所述第二轴向间隙(72)为0.8-1.5mm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的回流燃烧室大弯管的连接结构，，其特征在于，所述回流燃烧室大弯管的连接结构还包括涡轮导向组件

10.一种航空发动机，其特征在于，应用有权利要求1-9任一项所述的回流燃烧室大弯管的连接结构。

技术总结
本发明公开了一种回流燃烧室大弯管的连接结构及航空发动机，包括大弯管配合构造、燃烧室火焰筒以及扩压器组件，大弯管配合构造包括由大弯管的连接端的端部向扩压器组件的内壁方向沿轴向延伸形成的大弯管搭接部，火焰筒外环的连接端的端部向扩压器组件的内壁方向沿轴向延伸形成有用于与大弯管搭接部匹配的火焰筒搭接部，大弯管搭接部上凸出形成有用于与火焰筒搭接部搭接的冷侧配合构造，火焰筒搭接部上凸出形成有用于与大弯管搭接部搭接的热侧配合构造。冷热侧配合面具有足够的搭接长度，实现封严效果的同时，冷热侧分别设计，冷侧采用严苛的配合尺寸，大幅减少漏气，热侧采用宽松的配合尺寸，避免因热态工作后材料变形导致的装配困难。

技术研发人员：陈智莹,李维,杨大伟,王良,戴金鑫,郎旭东
受保护的技术使用者：中国航发湖南动力机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14