一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管的制作方法

1.本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管。


背景技术：

2.现有的航空发动机主燃烧室燃油总管由于受限于燃烧室火焰筒头部的复杂结构及火焰筒头部其他结构的设置等干涉因素影响，航空发动机主燃烧室燃油总管和燃油喷嘴一般为分体式结构，因此，航空发动机主燃烧室燃油总管不能直接设置在火焰筒头部，而是在火焰筒头部设置多个喷嘴，在燃油总管上设置多个分管，再将分管连接至喷嘴上，并采用球锥配合或者焊接将二者连接为带喷嘴的燃油总管。这种形式带喷嘴的燃油总管结构复杂，尺寸大，重量重。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，该集成燃油喷嘴的燃油总管通过柔性设计内置于火焰筒头部，结构简单，布局紧凑，能够保证燃油喷嘴与火焰筒头部相对位置关系，消除变形不协调应力，同时能够满足航空发动机燃烧室重量轻、可靠性高的要求。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，包括进油管，以及与所述进油管连通的多个外管和内管，所述进油管由多个折弯段和平直段连接构成，用于引入燃油；所述外管和所述内管分别由多个折弯段和平直段连接构成，且所述外管和所述内管依次交替连接，与所述进油管共同构成波浪线形的所述集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，所述进油管、所述外管和所述内管相互之间的连接端上分别设置喷嘴。
5.进一步地，所述进油管上的折弯段数量不小于3段。
6.进一步地，所述进油管的外径为φ4mm-φ10mm，进油管的内径为φ3mm-φ8mm。
7.进一步地，所述外管上的折弯段数量不小于4段。
8.进一步地，当所述外管上的折弯段数量大于6段时，所述内管上的折弯段数量小于4段。
9.进一步地，所述外管的外径为φ4mm-φ10mm，内径为φ3mm-φ8mm。
10.进一步地，所述内管的外径为φ4mm-φ10mm，内径为φ3mm-φ8mm。
11.进一步地，所述外管、所述内管和所述进油管分别为一体式成型结构。
12.进一步地，所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管的尾端设置喷嘴。
13.进一步地，所述进油管、所述内管、所述外管以及所述喷嘴之间的连接处均焊接固定。
14.本发明的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管结构简单，布局紧凑，能够保证燃油喷嘴与火焰筒头部相对位置关系，消除变形不协调应力，同时能够满足航空发动机燃烧室重量
轻、可靠性高的要求。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
16.图1为本发明实施例中一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管结构示意图；图2为本发明实施例中进油管三维空间折弯结构方案示意图；图3为本发明实施例中外管三维空间折弯结构方案示意图；图4为本发明实施例中内管折弯结构方案示意图；其中，进油管-1、中间喷嘴-2、外管-3、内管-4、端喷嘴-5；第一平直段-101、第一折弯段-111、第二平直段-102、第二折弯段-112、第三平直段-103、第三折弯段-113、第四平直段-104、第四折弯段-114、第五平直段-105、第五折弯段-115、第六平直段-106、第六折弯段-116、第七平直段-107；第八平直段-301、第七折弯段-311、第九平直段-302、第八折弯段-312、第十平直段-303、第九折弯段-313、第十一平直段-304、第十折弯段-314、第十二平直段-305；第十三平直段-401、第十一折弯段-411、第十四平直段-402、第十二折弯段-412、第十五平直段-403。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
18.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
19.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
20.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
21.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的
技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
22.本发明实施例的一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，包括进油管，以及与所述进油管连通的多个外管和内管，所述进油管由多个折弯段和平直段连接构成，用于引入燃油；所述外管和所述内管分别由多个折弯段和平直段连接构成，且所述外管和所述内管依次交替连接，与所述进油管共同构成波浪线形的所述柔性燃油总管，所述进油管、所述外管和所述内管相互之间的的连接端上分别设置喷嘴。
23.根据一种优选实施方式，如图1-图4所示，图1是一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，该柔性燃油总管包括进油管1、中间喷嘴2、端喷嘴5、外管3、内管4，其中，中间喷嘴2和端喷嘴5固定于火焰筒头部，从进油管1开始，分别通过多个内管4和外管3将多个中间喷嘴2相连，并在末端采用端喷嘴5收尾，保证燃油顺利从进油管1通过外管3和内管4供给中间喷嘴2和端喷嘴5。其中，上述的外管3和内管4依次交替连接，与所述进油管1共同构成的所述柔性燃油总管整体呈波浪线形。
24.本发明实施例的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管通过柔性设计内置于火焰筒头部，结构简单，布局紧凑，能够保证燃油喷嘴与火焰筒头部相对位置关系，消除变形不协调应力，同时能够满足航空发动机燃烧室重量轻、可靠性高的要求。并且，所述外管3和内管4上的折弯段和平直段能够根据火焰筒外壁其他结构干涉的情况而具体灵活设置，使得该柔性燃油总管整体能够固定在火焰筒头部外壁，相对于传统的燃油总管，本实施例的设置结构简单，成本降低，灵活性高。
25.所述进油管1为三维空间形状，折弯不小于3处，进油管1外径在φ4mm~φ10mm，进油管1的内径在φ3mm~φ8mm。图2为进油管1三维空间折弯的一种结构方案，详细描述了进油管1在三维空间各个方向的折弯情况，包括与中间喷嘴2连接的第一平直段101、第一折弯段111、第二平直段102、第二折弯段112、第三平直段103、第三折弯段113、第四平直段104、第四折弯段114、第五平直段105、第五折弯段115、第六平直段106、第六折弯段116，以及设置在进油口的第七平直段107。
26.进油管1一端自由，另一端与中间喷嘴2连接。端喷嘴5一端自由，另一端与内管4或外管3连接。中间喷嘴2从进油管1开始依次通过内管4和外管3连接，直至端喷嘴5。优选的，所述端喷嘴5和中间喷嘴2为离心喷嘴。
27.所述外管3为三维空间形状，折弯不小于4处，沿中间截面对称，外径在φ4mm~φ10mm，内径在φ3mm~φ8mm。图3为外管3三维空间折弯的一种结构方案，详细描述了外管3在三维空间各个方向的折弯情况，包括与中间喷嘴2连接的第八平直段301、第七折弯段311、第九平直段302、第八折弯段312、第十平直段303、第九折弯段313、第十一平直段304、第十折弯段314、第十二平直段305。
28.所述内管4折弯不小于2处，沿中间截面对称，外径在φ4mm~φ10mm，内径在φ3mm~φ8mm。图4描述了内管4折弯的一种结构方案，详细描述了内管4的折弯情况，包括第十三平直段401、第十一折弯段411、第十四平直段402、第十二折弯段412、第十五平直段403。
29.根据对成本及结构复杂性的考虑，在一种优选实施方式中，当所述外管3的折弯段大于6处时，所述内管4的折弯段小于4处。当外管3的折弯段数量较多时，已经能够克服火焰筒头部其他结构干涉的影响，并且能够消除变形不协调应力，因此，为了降低成本，避免结构复杂，优选的，所述内管4的折弯段小于4处。
30.具体地，所述外管3、所述内管4和所述进油管1分别为一体式成型，且所述进油管1、所述内管4、所述外管3以及所述中间喷嘴2和端喷嘴5之间的连接处均焊接固定。
31.本发明实施例的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管热态工作时，火焰筒温度较高径向膨胀量较大，并带动固定在其上的中间喷嘴2和端喷嘴5一起膨胀，连接中间喷嘴2和端喷嘴5的内管4、外管3由于处于头部冷气氛围中并受燃油冷却温度较低径向膨胀量较小，膨胀量不一致会导致燃油总管中产生有害应力，而采用柔性内管4、外管3和进油管1设计可以消除中间喷嘴2/端喷嘴5和内管4、外管3之间的热变形应力，提高结构可靠性。该集成燃油喷嘴的燃油总管通过柔性设计内置于火焰筒头部，结构简单，布局紧凑，能够保证燃油喷嘴与火焰筒头部相对位置关系，消除变形不协调应力，同时能够满足航空发动机燃烧室重量轻、可靠性高的要求。
32.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权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，包括进油管，以及与所述进油管连通的多个外管和内管，所述进油管由多个折弯段和平直段连接构成，用于引入燃油；所述外管和所述内管分别由多个折弯段和平直段连接构成，且所述外管和所述内管依次交替连接，与所述进油管共同构成波浪线形的所述集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，所述进油管、所述外管和所述内管相互之间的连接端上分别设置喷嘴。2.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述进油管上的折弯段数量不小于3段。3.根据权利要求1或2所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述进油管的外径为φ4mm-φ10mm，进油管的内径为φ3mm-φ8mm。4.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述外管上的折弯段数量不小于4段。5.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，当所述外管上的折弯段数量大于6段时，所述内管上的折弯段数量小于4段。6.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述外管的外径为φ4mm-φ10mm，内径为φ3mm-φ8mm。7.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述内管的外径为φ4mm-φ10mm，内径为φ3mm-φ8mm。8.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述外管、所述内管和所述进油管分别为一体式成型结构。9.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管的尾端设置喷嘴。10.根据权利要求1所述的集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，其特征在于，所述进油管、所述内管、所述外管以及所述喷嘴之间的连接处均焊接固定。

技术总结
本发明提供了一种集成燃油喷嘴的柔性燃油总管，涉及航空发动机技术领域。该柔性燃油总管包括进油管，以及与所述进油管连通的多个外管和内管，所述进油管由多个折弯段和平直段连接构成，用于引入燃油；所述外管和所述内管分别由多个折弯段和平直段连接构成，且所述外管和所述内管依次交替连接，与所述进油管共同构成波浪线形的该柔性燃油总管，所述进油管、所述外管和所述内管相互之间的连接端上分别设置喷嘴。本发明能够保证燃油喷嘴与火焰筒头部相对位置关系，消除变形不协调应力，同时能够满足航空发动机燃烧室重量轻、可靠性高的要求。求。求。


技术研发人员：王培 赵弦 时远 魏豪 袁昌波 何鹏 黄阿勇 郭凯 曾宇晖 李九龙 钟世林
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：2022.02.08
技术公布日：2022/3/8