CN108252823A - 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构 - Google Patents

一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构 Download PDF

Info

Publication number
CN108252823A
CN108252823A CN201711498236.2A CN201711498236A CN108252823A CN 108252823 A CN108252823 A CN 108252823A CN 201711498236 A CN201711498236 A CN 201711498236A CN 108252823 A CN108252823 A CN 108252823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
outside
support plate
outer culvert
flow
adapting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711498236.2A
Other languages
English (en)
Inventor
米攀
黄磊
陈乾明
安利平
潘小娟
李晓军
刘治呈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Original Assignee
AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute filed Critical AECC Sichuan Gas Turbine Research Institute
Priority to CN201711498236.2A priority Critical patent/CN108252823A/zh
Publication of CN108252823A publication Critical patent/CN108252823A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
    • F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
    • F02K3/075—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type controlling flow ratio between flows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明属燃气涡轮类发动机中核心驱动风扇和高压压气机设计领域，提供一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，第二外涵进口位于CDFS静子(5)出口与高压压气机转子(7)进口之间的机匣上，第二外涵的外涵支板采用分段可调结构。本发明针对CDFS与高压压气机之间的第二外涵进行重新设计，通过对第二外涵的进口位置、第二外涵上流道、第二外涵下流道及第二外涵支板结构进行特殊设计，使其在保证高压压气机具有较好进口流场品质情况下，实现不同涵道比下的引气量要求，并能在不同来流角度下很好地控制第二外涵内的流动损失，保证第二外涵出口流场品质较好。

Description

一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构
技术领域
本发明属于便循环发动机第二外涵引气技术领域，具体涉及一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构。
背景技术
变循环发动机中通过改变涵道比可实现不同热力循环之间切换，CDFS作为变循环发动机改变涵道比、平衡高低压涡轮功关键部件之一，对变循环发动机来说是非常重要的，其性能对航空发动机的总体性能有至关重要的影响。在涵道比变化过程中，准确高效的实现不同涵道比情况下CDFS与高压压气机之间的引气量，使CDFS与高压压气机之间的流量匹配，是实现发动机不同热力循环间切换的前提。
在变循环发动机中需要在CDFS与高压压气机之间引气，由于引气量一般较大，常规的压气机内的引气方式(图4)是在压气机机匣上开小槽，气流经槽道进入集气腔后被引出，这种方式比较适合小的引气量，并且引气损失较大，不适用于CDFS与高压压气机之间进行引气。国内已有的第二外涵引气(图3)其进口位于CDFS转子出口与高压压气机导叶进口之间，高压压气机导叶的调节轴需要径向穿过第二外涵支板，导致第二外涵支板厚度较大，同时该第二外涵支板几何弯度大且固定于第二外涵流道内。由于第二外涵支板厚度大、几何弯度大，且固定于第二外涵流道中，在第二外涵进口气流角度周向大范围变化时，第二外涵支板的流动损失较大，不利于变循环发动机各部件的性能匹配。因此，需采用其他的引气结构。
发明内容
发明目的
在已有引气方式不再适用的情况下，本专利的目的是在CDFS与高压压气机之间的有限空间内设计一个第二外涵(图3)，通过对第二外涵的进口段位置、第二外涵上流道、第二外涵下流道及第二外涵支板结构进行特殊设计，在不同涵道比与不同来流气流角度时，既能在满足引气量要求时控制第二外涵流动损失，使第二外涵出口具有较高流场品质，又能对第二外涵的引气量进行调节，并有效合理的传递机匣受力。
技术方案
将第二外涵进口位置设置在CDFS静子出口与高压压气机转子进口之间，第二外涵支板厚度减小。控制第二外涵上流道与二外涵下流道的流线曲率，在保证流通面积的同时，减小气流分离。在支板最大厚度位置处，扩张流道，增加流道面积防止在最大厚度位置形成喉道。为保证第二外涵进口气流角度变化时第二外涵支板出口气流角度不变，第二外涵支板采用分段结构形式。在第二外涵支板50％轴向弦长位置将其分为两段，第二外涵支板后端出口周向角为0度，固定于第二外涵通内，第二外涵支板前段可调，在第二外涵进口气流周向角度变化的情况下，调节第二外涵支板前段的安装角度，迎合第二外涵进口气流，减小涵道内流动损失。第二外涵支板前段在调节安装角过程中，支板叶型喉道面积变化，实现对第二外涵流量的调节。通过对第二外涵进口位置、第二外涵流道以及第二外涵支板进行特殊设计，克服了结构空间限制，实现不同涵道比与不同来流气流角度情况下的引气量要求，以及对第二外涵流量的调节功能，并尽量减小第二外涵流动损失。
有益效果
本专利通过将第二外涵进口位置设置在CDFS静子出口与高压压气机转子进口之间，减小了第二外涵支板厚度，有利于减小第二外涵内的流动损失。对第二外涵上流道、第二外涵下流道及第二外涵支板结构进行特殊设计，减小了第二外涵内的流动损失，保证了外涵出口具有较好的流场品质，即实现不同涵道比与不同来流气流角度下的引气量要求，又具备了对第二外涵流量的调节功能，并有效合理的传递机匣受力。第二外涵流道机匣具有结构紧凑，流动损失小等特点，同时保证了不同第二外涵引气量条件下，高压压气机进口具有较好流场品质。设计结果表明，在不同涵道比情况下CDFS与高压压气机性能匹配较好，为后续变循环发动机的设计与改进提供技术储备。
附图说明
图1本发明CDFS静子出口第二外涵引气方式；
图2本发明第二外涵支板喉道示意图；
图3已有CDFS转子出口第二外涵引气方式；
图4压气机常规引气方式。
具体实施方式
对第二外涵进口段的位置进行重新选取，将第二外涵进口设置于CDFS静子(5)出口与高压压气机转子(7)进口之间的机匣上，第二外涵支板内不再有调节轴穿过，第二外涵支板厚度减小，有利于减小第二外涵内的流动损失。
第二外涵进口处的轴向宽度与径向高度差较小，须在保证高压压气机进口流场均匀前提下，尽量增加第二外涵进口面积。在第二外涵流道的设计上，第二外涵流道与轴向方向存在一定夹角，第二外涵上流道(1)与第二外涵下流道(2)的径向高度随轴向距离的增加而逐渐增加，以增加流通面积。
由于CDFS静子(5)出口气流带有角度，且在不同转速下，CDFS静子(5)出口气流角随CDFS静子(5)的调节角度变化，为适应第二外涵进口气流角度，并保证第二外涵的出口气流无周偏转，即周向气流角为零，控制流动损失。外涵支板结构采用分段可调形式，外涵支板前段(3)可调，调节轴位于叶型中间弦长位置，在不同来流条件下，调节外涵支板前段(3)安装角迎合来流。外涵支板后段(4)轴向出气，固定在流道中。
通过第二外涵支板结构分段可调，调节外涵支板前段(3)时，可实现第二外涵支板喉道面积(8)的变化，从而在有效控制流动损失的情况下，实现对第二外涵引气量的调整，有利于实现发动机总体对CDFS与高压压气机在不同涵道比情况下的性能匹配要求。

Claims (5)

1.一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，其特征在于，第二外涵进口位于CDFS静子(5)出口与高压压气机转子(7)进口之间的机匣上。
2.根据权利要求1所述的一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，其特征在于，第二外涵的外涵支板采用分段可调结构。
3.根据权利要求2所述的一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，其特征在于，第二外涵上流道(1)在第二外涵道进口段的径向高度沿轴向增加而逐渐增加。
4.根据权利要求2所述的一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，其特征在于，外涵支板前段(3)安装角周向可调，调节轴位于外涵支板弦长中间位置。
5.根据权利要求3所述的一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构，其特征在于，外涵支板后段(4)固定，保持第二外涵道出口气流周向偏转角度为0。
CN201711498236.2A 2017-12-27 2017-12-27 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构 Pending CN108252823A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711498236.2A CN108252823A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711498236.2A CN108252823A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108252823A true CN108252823A (zh) 2018-07-06

Family

ID=62724816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711498236.2A Pending CN108252823A (zh) 2017-12-27 2017-12-27 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108252823A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374909A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 中国航发沈阳发动机研究所 一种用于变循环压气机试验的外涵排气集气腔装置
CN110439692A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 中国商用飞机有限责任公司 发动机风扇进气入口装置
CN111058946A (zh) * 2019-12-05 2020-04-24 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种压气机旁路引气装置和系统
CN114542518A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 中国航发沈阳发动机研究所 一种双涵道压气机
CN114856818A (zh) * 2022-05-12 2022-08-05 中国航发四川燃气涡轮研究院 工作模式可变的变循环发动机核心机
CN115355065A (zh) * 2022-10-09 2022-11-18 中国航发四川燃气涡轮研究院 一体化三腔空心支板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5680754A (en) * 1990-02-12 1997-10-28 General Electric Company Compressor splitter for use with a forward variable area bypass injector
US6438941B1 (en) * 2001-04-26 2002-08-27 General Electric Company Bifurcated splitter for variable bleed flow
GB2427654A (en) * 2005-06-29 2007-01-03 Gen Electric Controlling gas turbine engine bypass airflows
US8516789B2 (en) * 2011-07-26 2013-08-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine with aft core driven fan section
CN206054385U (zh) * 2016-08-10 2017-03-29 上海电气燃气轮机有限公司 改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶及其调节机构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5680754A (en) * 1990-02-12 1997-10-28 General Electric Company Compressor splitter for use with a forward variable area bypass injector
US6438941B1 (en) * 2001-04-26 2002-08-27 General Electric Company Bifurcated splitter for variable bleed flow
GB2427654A (en) * 2005-06-29 2007-01-03 Gen Electric Controlling gas turbine engine bypass airflows
US8516789B2 (en) * 2011-07-26 2013-08-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine with aft core driven fan section
CN206054385U (zh) * 2016-08-10 2017-03-29 上海电气燃气轮机有限公司 改善压气机变工况性能的分段调节出口导叶及其调节机构

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374909A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 中国航发沈阳发动机研究所 一种用于变循环压气机试验的外涵排气集气腔装置
CN110374909B (zh) * 2019-07-19 2020-12-01 中国航发沈阳发动机研究所 一种用于变循环压气机试验的外涵排气集气腔装置
CN110439692A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 中国商用飞机有限责任公司 发动机风扇进气入口装置
CN111058946A (zh) * 2019-12-05 2020-04-24 中国航发四川燃气涡轮研究院 一种压气机旁路引气装置和系统
CN114542518A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 中国航发沈阳发动机研究所 一种双涵道压气机
CN114856818A (zh) * 2022-05-12 2022-08-05 中国航发四川燃气涡轮研究院 工作模式可变的变循环发动机核心机
CN115355065A (zh) * 2022-10-09 2022-11-18 中国航发四川燃气涡轮研究院 一体化三腔空心支板
CN115355065B (zh) * 2022-10-09 2023-03-24 中国航发四川燃气涡轮研究院 一体化三腔空心支板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108252823A (zh) 一种适应变来流角度低损失可调支板的外涵结构
AU2020244568B2 (en) Blower for breathing apparatus
CN1214191C (zh) 离心压气机的消涡器
CN109386480A (zh) 具有协同的带端口的罩及入口调节机构的用于涡轮增压器的离心压缩机
US20080206040A1 (en) Anti-Stall Casing Treatment For Turbo Compressors
US9890792B2 (en) Radial or mixed-flow compressor diffuser having vanes
CN108386389B (zh) 一种叶片与机匣和轮毂相融合的离心压气机扩压器结构
CN105114327A (zh) 多级压缩机及具有其的制冷系统
JP2016109124A (ja) 漏洩流を制御するための軸流圧縮機端壁処理部
CN105518257B (zh) 用于具有切向定向的燃烧器筒的环筒燃烧器布置结构的径向中框架挡板
WO2015056455A1 (ja) 圧縮機、及びガスタービン
US10871164B2 (en) Centrifugal compressor
EP3421815A1 (en) Centrifugal compressor
CN107725195A (zh) 一种进气蜗壳以及燃气轮机
US2819837A (en) Compressor
GB933223A (en) Improvements relating to arrangements to guide flow of a fluid medium
CN204458535U (zh) 一种回流器及离心式压缩机
US10215042B2 (en) Gas turbine engine
CN102606233A (zh) 带有叶喷嘴环的可变截面蜗壳
CN205823750U (zh) 用于径流式燃气轮机的径向可调入口导叶
CN109812453A (zh) 离心式压缩机
US10570923B2 (en) Scroll for a turbomachine, turbomachine comprising the scroll, and method of operation
CN104500454A (zh) 一种回流器及离心式压缩机
JP2016065528A (ja) ターボ機械
CN209724796U (zh) 一种回流器叶片

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180706