CN104595057A - 排气引射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气引射装置，安装于安装空间内，该安装空间内设有与外部大气连通的排气塔，该排气引射装置包括用于将高速高温气流导引进排气塔的排气引射筒、用于支承排气引射筒的固定支座和活动支座；排气引射筒安装于安装空间内，其进流端延伸至安装空间外，其出流端与排气塔连通；固定支座设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒的进流端固定；活动支座设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒的出流端固定且可与排气引射筒一并沿排气引射筒的轴向前后偏移。本发明的排气引射装置，排气引射筒不会因变形而出现挤坏的现象，排气引射筒的使用寿命长、且安全性高。

Description

排气引射装置

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种排气引射装置。

背景技术

目前，常需要对弹用发动机，即中小型涡喷(扇)发动机进行试验，当发动机在试车台进行试验时，需要将由其尾喷管喷射出的高速高温气流通过引射筒导引进入排气塔，而引射筒的引射口在高速高温气流进入的同时也能吸入一定量的引射冷气流，高速高温气流和冷气流在排气筒内充分中和，在该过程中，高速高温气流降速降温，最后由排气塔向外排出。

现有技术的排气引射装置的结构如附图1所示，其包括排气筒101和第一活动支架102；排气筒101安装于由第一面墙104、第二面墙105、第三面墙106、以及地面107围设成的空间内；排气筒101包括依次相连的引射段、平直段和尾锥段；第一活动支架102的一端与地面107固定，另一端与引射筒的尾锥段固定；引射段的的进流端通过第一安装法兰108与第一面墙104固定；平直段的出流端通过第二安装法兰109与第二面墙105固定。

由于发动机的尾排气是高速高温气流，其通过排气筒101时会将大量的热量传递给排气筒101，从而导致排气筒101膨胀变形。由于排气筒101的引射段通过第一安装法兰108与第一面墙104固定，其平直段通过第二安装法兰109与第二面墙105固定，故导致排气筒101上只有尾锥段可以沿其长度方向变形，而该变形量有限，排气筒常常会因为变形量不够而出现排气筒挤坏的现象，从而使得排气筒的使用寿命短、安全性低；排气筒的长度短、引射气流和冷气流混合的时间短，对一些空气流量稍微大一点的中小型发动机引气效果不佳，容易造成燃气回流，使发动机试车功率下降。

发明内容

本发明提供了一种排气引射装置，以解决现有的排气筒存在的使用寿命短、安全性低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种排气引射装置，安装于安装空间内，安装空间内设有与外部大气连通的排气塔，包括用于将高速高温气流导引进排气塔的排气引射筒、用于支承排气引射筒的固定支座、以及用于支承排气引射筒的活动支座；排气引射筒安装于安装空间内，其进流端延伸至安装空间外，其出流端与安装空间内的排气塔连通；固定支座设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒的进流端固定；活动支座设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒的出流端固定且可与排气引射筒一并沿排气引射筒的轴向前后偏移。

进一步地，排气引射筒包括将外部高速高温气流和冷气流引入排气引射筒内的引射段、供高温高速气流和冷气流混合的平直段、以及将混合后的混合气流排入到排气塔内的尾锥段；引射段与固定支座固定，其进流端延伸至安装空间外；平直段的进流端与引射段的出流端相连并导通；尾锥段与活动支座固定，其进流端与平直段的出流端相连并导通，其出流端与排气塔导通。

进一步地，排气引射筒还包括使高速高温气流与冷气流进一步混合的扩压段；扩压段的进流端与平直段的出流端相连并导通，其出流端与尾锥段的进流端相连并导通。

进一步地，引射段与平直段的连接处、平直段与扩压段的连接处、以及扩压段与尾锥段的连接处均设有使相邻两段连接的连接部件；连接部件包括固定于相邻两段的其中一段的外周壁上的第一连接件、固定于相邻两段的另一段的外周壁上的第二连接件、设置于第一连接件和第二连接件之间的密封件、以及紧固件；紧固件同时穿过第一连接件、密封件以及第二连接件后固定待相连的相邻两段。

进一步地，安装空间为由多面墙体、地基、以及屋顶围设成的密闭空间；引射段穿过墙体的部分段与墙体之间设有密封部件，密封部件包括第一挡板、第二挡板、连接筒、以及耐温材料；第一挡板和第二挡板均套装于引射段上且分别与墙体的外墙面和内墙面抵靠；连接筒套装于引射段的部分段上且其两端分别与第一挡板和第二挡板固定；耐温材料填充于由第一挡板、第二挡板、连接筒、以及引射段的部分段围设成的空间内。

进一步地，引射段的出流端还设有对引射段的通径大小进行调节的调压件，调压件包括安装架和调压板；安装架固设于引射段出流端的内周壁上；调压板的块数为一块或多块，一块或多块调压板固定于安装架上。

进一步地，尾锥段的出流端封闭，尾锥段的外周壁上靠近出流端处开设有若干供混合气流流入排气塔内的出流孔。

进一步地，固定支座包括第一托架和支座；第一托架与引射段的外周壁固定；支座的一端与地基固定，其另一端与第一托架固定。

进一步地，活动支座包括第二托架和铰接座；第二托架与尾锥段的外周壁固定；铰接座的一端与地基铰接，其另一端与第二托架铰接。

进一步地，安装空间内还设有用于将安装空间分隔为两个相互独立的第一腔室和第二腔室的分隔墙；引射段设于第一腔室内；平直段设于第一腔室内且其出流端穿过分隔墙后伸入第二腔室内；扩压段和尾锥段均设于第二腔室内。

本发明具有以下有益效果：

本发明的排气引射装置，当高速高压气流进入排气引射筒内引起排气引射筒膨胀变形时，由于排气引射筒的进流端穿过安装空间的墙面时不与安装空间的墙面固定，因而排气引射筒在固定支座处可分别沿其长度方向的两端膨胀变形，从而保证排气引射筒具有沿其长度方向足够的膨胀变形量，排气引射筒不会因变形而出现挤坏的现象，排气引射筒的使用寿命长、且安全性高。

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。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是现有技术的排气引射装置的主视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的排气引射装置的主视结构示意图；

图3是图2中的排气引射装置的Ⅰ处的局部放大结构示意图；

图4是图2中的排气引射装置的Ⅱ处的局部放大结构示意图；

图5是图2中的排气引射装置的Ⅲ处的局部放大结构示意图；

图6是图2中的排气引射装置的A-A向结构示意图；以及

图7是图2中的排气引射装置的B-B向结构示意图。

图例说明

101、排气筒；102、第一活动支架；104、第一面墙；105、第二面墙；106、第三面墙；107、地面；108、第一安装法兰；109、第二安装法兰；1、排气引射筒；11、引射段；12、平直段；13、扩压段；14、尾锥段；140、出流孔；2、固定支座；21、第一托架；22、支座；23、第一加强板；3、活动支座；31、第二托架；32、铰接座；33、第二加强板；4、连接部件；41、第一连接件；42、第二连接件；43、密封件；44、紧固件；5、加强箍；61、墙体；62、地基；63、第一腔室；64、第二腔室；65、分隔墙；71、第一挡板；72、第二挡板；73、连接筒；74、耐温材料；75、密封条；81、安装架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图2，本发明的优选实施例提供了一种排气引射装置，安装于安装空间内，安装空间内设有与外部大气连通的排气塔(图未示)，该排气引射装置包括用于将高速高温气流导引进排气塔的排气引射筒1、用于支承排气引射筒1的固定支座2、以及用于支承排气引射筒1的活动支座3；排气引射筒1安装于安装空间内，其进流端延伸至安装空间外，其出流端与排气塔连通；固定支座2设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒1的进流端固定；活动支座3设置于安装空间内，其一端与安装空间内的地基固定，其另一端与排气引射筒1的出流端固定且可与排气引射筒1一并沿排气引射筒1的轴向前后偏移。根据本发明的排气引射装置，采用固定支座2对排气引射筒1的进流端进行固定支承，且排气引射筒1的进流端还穿过安装空间延伸至安装空间外，同时还采用活动支座3对排气引射筒1的出流端进行活动支承，且活动支座3能与排气引射筒1一并沿排气引射筒1的轴向方向前后偏移，当高速高压气流进入排气引射筒1内引起排气引射筒1膨胀变形时，由于排气引射筒1的进流端穿过安装空间的墙面时不与安装空间的墙面固定，因而排气引射筒1在固定支座2处可分别沿其长度方向的两端膨胀变形，从而保证排气引射筒1具有沿其长度方向足够的膨胀变形量，排气引射筒1不会因变形而出现挤坏的现象，排气引射筒1的使用寿命长、且安全性高。

具体地，本发明中，如图2所示，排气引射筒1包括将外部高速高温气流和冷气流引入排气引射筒1内的引射段11，引射段11与固定支座2固定，其进流端延伸至安装空间外；排气引射筒1还包括供高温高速气流和冷气流混合的平直段12，平直段12的进流端与引射段11的出流端相连并导通；排气引射筒1还包括将混合后的混合气流排入到排气塔内的尾锥段14，尾锥段14与活动支座3固定，其进流端与平直段12的出流端相连并导通，其出流端与排气塔导通。

可选地，如图2所示，为使排气引射筒1内的高速高温气流和冷气流进一步充分混合，高速高温气流进一步降速降温，故本发明的排气引射筒1还包括使高速高温气流与冷气流进一步混合的扩压段13，扩压段13的进流端与平直段12的出流端相连并导通，其出流端与尾锥段14的进流端相连并导通，混合气流在扩压段13内进一步混合，降速降温。本发明的排气引射筒1不仅包括引射段11、平直段12、尾锥段14，其还包括扩压段13，该排气引射筒1的长度长，高速高温气流和冷气流能在该排气引射筒1内进行充分的混合，以降速降温，即使对一些空气流量稍微大一点的中小型发动机，本发明的排气引射筒1的引起效果也好，不会因混合气流由于混合不彻底而出现燃气回流的现象。

可选地，本发明的优选实施例中，引射段11呈空心圆筒状结构，其进流端具有呈喇叭状的引射口，该呈喇叭状的引射口的缩口端与引射段11相连，且该引射口穿过安装空间后延伸至安装空间外；平直段12呈空心圆筒状结构；扩压段13包括呈空心圆筒状结构的第一段、呈喇叭状结构的第二段、以及呈空心圆筒状结构的第三段，第一段与平直段12的出流端相连，第二段的扩口端与第一段的出流端相连，第三段的进流端与第二段的缩口端相连，第三段的出流端与尾锥段14的进流端相连；尾锥段14呈空心圆筒状结构，具体地，本发明中，如图5所示，尾锥段14的出流端封闭，尾锥段14的外周壁上靠近出流端处开设有若干供混合气流流入排气塔内的出流孔140。

工作时，发动机排出的高速高温气流首先由引射段11的进流端进入排气引射筒1内，同时，引射段11的进流端的端口附近的冷空气在高速高温气流的带动下也会一并进入排气引射筒1内，且高速高温气流和冷气流两者在引射段11内初步混合；混合后的混合气流向前移动至平直段12时，在平直段12内，高速高温气流的热量和速度与冷气流的热量和速度进行充分交换，高速高温气流降速降温；该混合气流再接着进入扩压段13膨胀扩压，在扩压段13内，高速高温气流的热量和速度与冷气流的热量和速度再进一步的进行充分的交换，高速高温气流的速度进一步降低，体积膨胀；最后该混合气流进入尾锥段14，遇到尾锥段14的出流端的封闭挡板后，从尾锥段14上开设的出流孔140向外排出进入排气塔，最终由排气塔内向外排出到大气环境中。

可选地，如图2所示，引射段11与平直段12的连接处、平直段12与扩压段13的连接处、以及扩压段13与尾锥段14的连接处均设有使相邻两段连接的连接部件4；具体地，如图4所示，连接部件4包括固定于相邻两段的其中一段的外周壁上的第一连接件41、固定于相邻两段的另一段的外周壁上的第二连接件42、设置于第一连接件41和第二连接件42之间的密封件43、以及紧固件44；紧固件44同时穿过第一连接件41、密封件43以及第二连接件42后固定待相连的相邻两段。

本发明的具体实施例中，如图4所示，第一连接件41和第二连接件42均为环形的卡箍，该环形卡箍的截面呈“L”型，紧固件44为螺钉螺帽组合，螺钉穿过第一连接件41、密封件43以及第二连接件42后与螺帽固定从而可将待相连的相邻两段固定。

进一步地，由于平直段12的长度较长，且壁厚较薄，为加强平直段12的刚度，本发明的优选实施例中，如图2所示，在平直段12的外周壁上增设一个或者多个加强箍5，该加强箍5呈圆环形结构，其截面呈“L”型，通过加强箍5对平直段12的加固紧箍作用，可进一步加强平直段12的刚度。同样的，为加强引射段11、扩压段13以及尾锥段14的刚度，同样在它们的外周壁上增设一个或者多个加强箍5。

本发明中，如图2所示，安装空间为由多面墙体61、地基62、以及屋顶(图未示)围设成的密闭空间。可选地，如图3所示，为了密封引射段11穿过墙体61的部分段与墙体61之间的缝隙，阻止由发动机排出的高速高温气流进入安装空间内，故本发明中，引射段11穿过墙体61的部分段与墙体61之间增设密封部件，密封部件包括第一挡板71、第二挡板72、连接筒73、以及耐温材料74；第一挡板71和第二挡板72均套装于引射段11上且分别与墙体61的外墙面和内墙面抵靠；连接筒73套装于引射段11的部分段上且其两端分别与第一挡板71和第二挡板72固定；耐温材料74填充于由第一挡板71、第二挡板72、连接筒73、以及引射段11的部分段围设成的空间内。本发明的具体实施例中，耐温材料74为玻璃棉。

进一步地，为进一步密封引射段11穿过墙体61的部分段与墙体61之间的间隙，还在第一挡板71和引射段11的接触处、以及第二挡板72和引射段11的接触处分别设置密封条75。

可选地，为使排气引射筒1适应不同种类的发动机的排气引射要求，本发明中，如图2所示，在引射段11的出流端还设置对引射段11的通径大小进行调节的调压件，如图6所示，调压件包括安装架81和调压板(图未示)；安装架81固设于引射段11出流端的内周壁上；调压板的块数为一块或多块，一块或多块调压板固定于安装架81上。本发明的具体实施例中，如图6所示，安装架81由两块相互垂直固定的角钢制成，角钢上开设有多个安装孔，当排气引射筒1对应不同的发动机时，只需在角钢上固定不同块数的调压板即可改变引射段11的通径，从而使排气引射筒1满足不同发动机的排气引射要求。

本发明中，如图2所示，固定支座2包括第一托架21和支座22；第一托架21与引射段11的外周壁固定；支座22的一端与地基62固定，其另一端与第一托架21固定。可选地，本发明的优选实施例中，由于引射段11的壁厚较薄，为加强引射段11与第一托架21两者连接处的刚度，故在引射段11上与第一托架21的连接处固定第一加强板23，第一加强板23呈与引射段11的外周壁相适用的圆弧凹面结构，且第一加强板23通过焊接方式与引射段11的外周壁固定。

本发明中，如图6和图7所示，活动支座3包括第二托架31和铰接座32；第二托架31与尾锥段14的外周壁固定；铰接座32的一端与地基62铰接，其另一端与第二托架31铰接。可选地，本发明的优选实施例中，由于尾锥段14的壁厚较薄，为加强尾锥段14与第二托架31两者连接处的刚度，故在尾锥段14上与第二托架31的连接处固定第二加强板33，第二加强板33呈与尾锥段14的外周壁相适应的圆弧凹面结构，且第二加强板33通过焊接方式与尾锥段14的外周壁固定。

本发明中，如图2所示，安装空间内还设有用于将安装空间分隔为两个相互独立的第一腔室63和第二腔室64的分隔墙65；引射段11设于第一腔室63内；平直段12设于第一腔室63内且其出流端穿过分隔墙65后伸入第二腔室64内；扩压段13和尾锥段14均设于第二腔室64内；排气塔也设于第二腔室64内。分隔墙65不仅可用于支撑排气引射筒1，还可用于将安装空间分隔为两个相互独立的第一腔室63和第二腔室64，以防止由尾锥段14排出的混合气流再次回流至引射段11处，并回流到安装空间外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种排气引射装置，安装于安装空间内，所述安装空间内设有与外部大气连通的排气塔，其特征在于，包括用于将高速高温气流导引进排气塔的排气引射筒(1)、用于支承所述排气引射筒(1)的固定支座(2)、以及用于支承所述排气引射筒(1)的活动支座(3)；

所述排气引射筒(1)安装于所述安装空间内，其进流端延伸至所述安装空间外，其出流端与所述安装空间内的所述排气塔连通；

所述固定支座(2)设置于所述安装空间内，其一端与所述安装空间内的地基固定，其另一端与所述排气引射筒(1)的进流端固定；

所述活动支座(3)设置于所述安装空间内，其一端与所述安装空间内的地基固定，其另一端与所述排气引射筒(1)的出流端固定且可与所述排气引射筒(1)一并沿所述排气引射筒(1)的轴向前后偏移。

2.根据权利要求1所述的排气引射装置，其特征在于，

所述排气引射筒(1)包括将外部高速高温气流和冷气流引入所述排气引射筒(1)内的引射段(11)、供高温高速气流和冷气流混合的平直段(12)、以及将混合后的混合气流排入到所述排气塔内的尾锥段(14)；

所述引射段(11)与所述固定支座(2)固定，其进流端延伸至所述安装空间外；

所述平直段(12)的进流端与所述引射段(11)的出流端相连并导通；

所述尾锥段(14)与所述活动支座(3)固定，其进流端与所述平直段(12)的出流端相连并导通，其出流端与所述排气塔导通。

3.根据权利要求2所述的排气引射装置，其特征在于，

所述排气引射筒(1)还包括使高速高温气流与冷气流进一步混合的扩压段(13)；

所述扩压段(13)的进流端与所述平直段(12)的出流端相连并导通，其出流端与所述尾锥段(14)的进流端相连并导通。

4.根据权利要求3所述的排气引射装置，其特征在于，

所述引射段(11)与所述平直段(12)的连接处、所述平直段(12)与所述扩压段(13)的连接处、以及所述扩压段(13)与所述尾锥段(14)的连接处均设有使相邻两段连接的连接部件(4)；

所述连接部件(4)包括固定于相邻两段的其中一段的外周壁上的第一连接件(41)、固定于相邻两段的另一段的外周壁上的第二连接件(42)、设置于所述第一连接件(41)和所述第二连接件(42)之间的密封件(43)、以及紧固件(44)；

所述紧固件(44)同时穿过所述第一连接件(41)、所述密封件(43)以及所述第二连接件(42)后固定待相连的相邻两段。

5.根据权利要求2所述的排气引射装置，其特征在于，

所述安装空间为由多面墙体(61)、地基(62)、以及屋顶围设成的密闭空间；

所述引射段(11)穿过所述墙体(61)的部分段与所述墙体(61)之间设有密封部件，所述密封部件包括第一挡板(71)、第二挡板(72)、连接筒(73)、以及耐温材料(74)；

所述第一挡板(71)和所述第二挡板(72)均套装于所述引射段(11)上且分别与所述墙体(61)的外墙面和内墙面抵靠；

所述连接筒(73)套装于所述引射段(11)的部分段上且其两端分别与所述第一挡板(71)和所述第二挡板(72)固定；

所述耐温材料(74)填充于由所述第一挡板(71)、所述第二挡板(72)、所述连接筒(73)、以及所述引射段(11)的所述部分段围设成的空间内。

6.根据权利要求2所述的排气引射装置，其特征在于，

所述引射段(11)的出流端还设有对所述引射段(11)的通径大小进行调节的调压件，所述调压件包括安装架(81)和调压板；

所述安装架(81)固设于所述引射段(11)出流端的内周壁上；

所述调压板的块数为一块或多块，一块或多块所述调压板固定于所述安装架(81)上。

7.根据权利要求2所述的排气引射装置，其特征在于，

所述尾锥段(14)的出流端封闭，所述尾锥段(14)的外周壁上靠近所述出流端处开设有若干供混合气流流入所述排气塔内的出流孔(140)。

8.根据权利要求5所述的排气引射装置，其特征在于，

所述固定支座(2)包括第一托架(21)和支座(22)；

所述第一托架(21)与所述引射段(11)的外周壁固定；

所述支座(22)的一端与所述地基(62)固定，其另一端与所述第一托架(21)固定。

9.根据权利要求5所述的排气引射装置，其特征在于，

所述活动支座(3)包括第二托架(31)和铰接座(32)；

所述第二托架(31)与所述尾锥段(14)的外周壁固定；

所述铰接座(32)的一端与所述地基(62)铰接，其另一端与所述第二托架(31)铰接。

10.根据权利要求3所述的排气引射装置，其特征在于，

所述安装空间内还设有用于将所述安装空间分隔为两个相互独立的第一腔室(63)和第二腔室(64)的分隔墙(65)；

所述引射段(11)设于所述第一腔室(63)内；

所述平直段(12)设于所述第一腔室(63)内且其出流端穿过所述分隔墙(65)后伸入所述第二腔室(64)内；

所述扩压段(13)和所述尾锥段(14)均设于所述第二腔室(64)内。