CN202202902U - 用于航空发动机的中介机匣 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于航空发动机的中介机匣，包括轮毂、外周机匣和位于所述轮毂和所述外周机匣之间的多个支板，所述支板用于连接所述轮毂并支撑所述外周机匣。在所述中介机匣中还进一步提供了至少一个导流肋板，其沿所述中介机匣的周向布置于所述轮毂和所述外周机匣之间，并固定于所述支板的表面。在中介机匣长度较短、通流面积变化较大以及较极端的流动条件下，采用本实用新型的中介机匣可以有效抑制流动分离、减小流动损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空航天发动机技术领域，更具体地，涉及发动机中的一种改进的中介机匣。
背景技术
在航空发动机中，中介机匣作为重要承力部件承受着多种不同方向不同相位的随机载荷。一般而言，中介机匣具有两个主要作用：第一，承接压气机或透平的高压段和低压段的流体流动；第二，在中介机匣中设有空心支板以起到支撑作用，并且支板中通过传动轴、线缆和油管等设备。
在中介机匣的设计中，希望其长度在满足上述设备通过的前提下越短越好，因为长度的增加会使整个发动机的尺寸和重量增大，对发动机的整体性能带来不利影响。Axelsson等在《26th internationalcongress of the aeronautical sciences》(2008)上发表的“Evaluation ofthe flow in an intermediate turbine duct at off-design conditions”中通过实验研究证实，由于发动机的压气机或透平的高压段和低压段的接口存在径向高度、流通面积和流向上的差异，中介机匣的过短设计会增加机匣内局部流动损失，极端情况下甚至会产生气流分离和回流，严重影响下游过流部件的工作效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种周向肋板导流装置，通过该导流装置，在中介机匣长度较短、通流面积变化较大以及较极端的流动条件下，可以有效抑制流动分离、减小流动损失。
为此，本实用新型提供了一种用于航空发动机的中介机匣，包括轮毂、外周机匣和位于所述轮毂和所述外周机匣之间的多个支板，所述支板用于连接所述轮毂并支撑所述外周机匣。在所述中介机匣中还进一步提供了至少一个导流肋板，其沿所述中介机匣的周向布置于所述轮毂和所述外周机匣之间，并固定于所述支板的表面。
优选地，所述导流肋板可形成为环形板，其导流表面基本上与所述轮毂或所述外周机匣的表面平行，以利于流体流动并减少分离。
进一步，所述导流肋板的轴向长度不超过所述中介机匣的轴向长度，并且可优选地靠近所述中介机匣的下游出口端设置。
根据一种优选实施方式，所述导流肋板的子午截面形状可为双圆弧翼型。
根据另一种实施方式，本实用新型的中介机匣可包括多个沿径向依次布置的导流肋板，每个所述导流肋板的子午截面形状相同或不同。
可以理解，由于设置了导流肋板，在中介机匣内，尤其是靠近其下游出口端的气流流动分离能够被有效地抑制。此外，该导流肋板结构简单、制造容易、可靠性高，而且并未增加中介机匣的整体外观和结构复杂性，在航空航天发动机技术领域里具有广泛的实用价值和应用前景。
附图说明
本实用新型的更多特征及优点将通过下面结合附图对优选实施方式的进一步详细说明来更好的理解。其中：
图1为常规中介机匣的结构示意图；
图2为根据本实用新型一优选实施方式的结构示意图；
图3为沿图2中截面A的剖面示意图；
图4a为使用常规中介机匣时气流沿子午截面流动的效果示意图；以及
图4b为应用本实用新型的中间机匣之后，气流沿子午截面流动的效果示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施方式做详细说明。该实施方式以本实用新型的技术方案为前提进行实施，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施方式。
如图2所示，本实用新型提供的用于航空发动机的中介机匣包括轮毂3、外周机匣1和位于所述轮毂3和所述外周机匣1之间的多个支板2，所述支板2用于连接所述轮毂3并支撑所述外周机匣1。至少一个导流肋板4可沿所述中介机匣的周向布置于所述轮毂3和所述外周机匣1之间，在该实施方式中，优选设置两个沿径向依次布置的导流肋板4，并将导流肋板4固定于所述支板2的表面。通常可选的固定方式包括焊接或螺栓连接等。
图3为沿图2中截面A的剖面示意图，从图中可以看出，所述导流肋板4可优选地靠近所述中介机匣的下游出口端设置，并且导流肋板的轴向长度不超过所述中介机匣的轴向长度。举例来说，图中以L标示中介机匣的轴向长度，导流肋板4的弦长可为0.3L，而导流肋板4的尾缘距离中介机匣的出口端的轴向距离L1可为0.27L。
图3中示意性示出的两片所述导流肋板4的子午截面形状均为相同的双圆弧翼型。然而可以理解的是，两片导流肋板的子午截面形状可以不同，并且可以为任意合适的翼型。
本实用新型应用前后的效果对比可如图4a和图4b所示。在使用常规中介机匣时，在中介机匣长度较短及进出口高差较大的情况下，气流沿箭头方向进入中介机匣后，会在靠近出口的轮毂3的表面发生分离(如图4a中B标示的区域)；应用本实用新型的中介机匣之后，由于导流肋板4的导流作用，壁面分离流动能够得到很好的抑制，从而有效改善了下游出口的气流均匀性。应注意的是，取决于轮毂3和外周机匣1之间的距离以及气流分离区域的位置和分布范围，可相应的调整导流肋板4的位置，并可设置更多个导流肋板。经过试验，应用本实用新型的中介机匣可比应用传统中介机匣的总压恢复系数提升1.6％。
本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施例的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。
Claims (7)
1.一种用于航空发动机的中介机匣，包括轮毂、外周机匣和位于所述轮毂和所述外周机匣之间的多个支板，所述支板用于连接所述轮毂并支撑所述外周机匣，其特征在于，还包括至少一个导流肋板，其沿所述中介机匣的周向布置于所述轮毂和所述外周机匣之间，并固定于所述支板的表面。
2.根据权利要求1所述的中介机匣，其特征在于，所述导流肋板形成为环形板，其导流表面被设置为与所述轮毂或所述外周机匣的表面基本上平行。
3.根据权利要求1所述的中介机匣，其特征在于，所述导流肋板的轴向长度不超过所述中介机匣的轴向长度。
4.根据权利要求1所述的中介机匣，其特征在于，所述导流肋板靠近所述中介机匣的下游出口端设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的中介机匣，其特征在于，所述导流肋板的子午截面形状为双圆弧翼型。
6.根据权利要求5所述的中介机匣，其特征在于，包括多个沿径向依次布置的导流肋板，每个所述导流肋板的子午截面形状相同。
7.根据权利要求5所述的中介机匣，其特征在于，包括多个沿径向依次布置的导流肋板，每个所述导流肋板的子午截面形状不同。
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