CN203670008U - 航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机 - Google Patents

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陈美宁
单力钧
雷丕霓
王红涛
李游
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Abstract

本实用新型公开了一种航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机，引气装置包括相对设置的两个侧板，两个侧板都设置在压气机机匣的外部壁面上；压气机的主流道中设置静子和转子，两个侧板之间形成气流通道，气流通道的进口设置在静子和转子之间，气流通道的进口与压气机的主流道相通，形成压气机机匣的气流开缝；气流通道的出口位于集气腔中；气流通道的进口宽度小于气流通道的出口宽度。本实用新型的航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机，对于相同的引气量，集气腔内的静压将有显著提高，从压气机主流道进入集气腔的冷却用气流的压力损失将有明显降低，有益于提高发动机的热效率、降低发动机耗油率。

Description

航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机
技术领域
本实用新型涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机。
背景技术
随着航空发动机技术的不断提升，高温部件的工作环境温度与压力也随之增加，为了保证部件的可靠性与延长部件寿命，高效冷却技术不断被应用。为提高民用航空发动机的热效率，降低耗油率，先进发动机的涡轮进口温度越来越高，而民机发动机又具有长寿命、高可靠性和高安全性的基本特点，为实现涡轮的长寿、可靠工作，现代民用发动机用于涡轮冷却的气体量也在不断提高，因此，提高冷却引气的效率，可以有效的提高发动机的热效率，降低发动机的耗油率。
一般涡轮的冷却用气来自于压气机的主流道气体，这些高压气体通过压气机机匣上的孔或者缝进入到集气腔中，再通过引气管道将集气腔中的气体引至涡轮叶片中。如图1所示，常规的冷却用气都是通过在静子1和转子2之间的压气机机匣3上的开孔或缝4进入集气腔的。其优点是结构简单，利于加工，缺点是压气机主流道气体从机匣缝进入集气腔时，压力损失较大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种航空发动机的压气机的引气装置，引气装置具有扩压器作用。
一种航空发动机的压气机的引气装置，引气装置包括相对设置的两个侧板，所述两个侧板都设置在压气机机匣的外部壁面上；压气机的主流道中设置静子和转子，所述两个侧板之间形成气流通道，所述气流通道的进口设置在所述静子和所述转子之间，所述气流通道的进口与所述压气机的主流道相通，形成压气机机匣的气流开缝；所述气流通道的出口位于集气腔中；压气机主流道的气流通过气流通道的进口进入所述气流通道，并通过所述气流通道的出口进入集气腔；其中，所述气流通道的进口宽度小于所述气流通道的出口宽度。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述两个侧板的顶端与压气机机匣的外部壁面之间的垂直距离为压气机机匣的外部壁面与集气腔顶部之间的距离的1/3-1/2。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述引气装置距离所述转子近的侧板与所述压气机机匣的外部壁面形成的夹角的角度为β2，所述引气装置距离所述静子近的侧板与所述压气机机匣的外部壁面形成的夹角角度为180－β1；其中，β1＞45°≥β2≥35°，并且，β1-β2＜14°。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述两个侧板的材质为不锈钢或铝合金。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述两个侧板都与所述压气机机匣的外部壁面焊接或铆接，或者所述两个侧板与压气机机匣的外部壁面铸为一体。
一种航空发动机的压气机，包括如上所述的航空发动机的压气机的引气装置。
本实用新型的航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机，对于相同的引气量，集气腔内的静压将有显著提高，从压气机主流道进入集气腔的冷却用气流的压力损失将有明显降低，这有益于提高发动机的热效率、降低发动机耗油率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的航空发动机的压气机的引气示意图；
图2为根据本实用新型的航空发动机的压气机的引气装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合图和实施例对本实用新型的技术方案进行多方面的描述。
下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”等与附图本身的左、右、上、下等方向一致。
如图2所示，航空发动机的压气机的主流道中设置静子21和转子22。引气装置包括相对设置的两个侧板24，25，两个侧板24，25都设置在压气机机匣23的外部壁面上。
两个侧板24，25之间形成气流通道，气流通道的进口26设置在静子和转子之间，气流通道的进口26与压气机的主流道相通，形成压气机机匣的气流开缝。
气流通道的出口27位于集气腔中。气流通道的进口26宽度小于气流通道的出口27宽度。
压气机主流道的气流通过气流通道的26进入气流通道，并通过气流通道的出口27进入集气腔。
根据本实用新型的一个实施例，引气装置在压气机中的设置可以根据压气机引气的实际需要进行设计。
例如，压气机的机匣为类圆柱形，气流通道的进口26形成的压气机机匣的气流开缝可以是绕压气机机匣一周的开缝，相应的，两个侧板24，25也围绕在压气机机匣23的外部壁面上一周。
又例如，压气机可以设置多个引气装置，多个引气装置沿压气机机匣的圆周均匀分布，多个引气装置形成的压气机机匣的气流开缝也沿压气机机匣的圆周均匀分布，每个引气装置的两个侧板也沿压气机机匣的圆周均匀分布，形成多个扩压器状的引气结构。
本实用新型提出的引气装置，将开缝位置放在静子后，并且将缝式结构和扩压器结构结合起来，压气机主流道的气流经过扩压器形状的引气结构后进入集气腔。
根据本实用新型的一个实施例，气流通道的进口的宽度b＝空气系统需要的引气面积/引气位置的机匣圆周长。空气系统需要的引气面积为系统的设计要求。
引气装置距离转子近的侧板与压气机机匣的外部壁面形成的夹角的角度为β2，引气装置距离静子近的侧板与压气机机匣的外部壁面形成的夹角角度为180－β1；其中，β1＞45°≥β2≥35°并且，β1-β2＜14°。具体的角度根据主流道的气体速度估算。
一般的扩压器的高度s越大越好，但实际使用中受压气机结构尺寸的限制，建议两个侧板的顶端与压气机机匣的外部壁面之间的垂直距离为压气机机匣的外部壁面与集气腔顶部之间的距离的1/3-1/2，即扩压器的高度s为集气腔高度的1/3-1/2。
对于相同的引气量，采用本实用新型的引气装置相对于传统的缝式结构，集气腔内的静压将有显著提高。
根据本实用新型的一个实施例，引气装置的两个侧板的材质和引气装置处的压气机机匣23相同。
可以根据实际的设计需要，采用多种工艺方式设置引气装置。例如，两个侧板可以都与压气机机匣的外部壁面焊接、铆接、螺钉连接等，也可以通过铸造工艺或钣金工艺，直接将两个侧板与压气机机匣的外部壁面铸成或加工成一体。
本实用新型的航空发动机的压气机的引气装置及航空发动机的压气机，对于相同的引气量，集气腔内的静压将有显著提高，从压气机主流道进入集气腔的冷却用气流的压力损失将有明显降低，这有益于提高发动机的热效率、降低发动机耗油率。
本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种航空发动机的压气机的引气装置，其特征在于：
引气装置包括相对设置的两个侧板，所述两个侧板都设置在压气机机匣的外部壁面上；压气机的主流道中设置静子和转子，所述两个侧板之间形成气流通道，所述气流通道的进口设置在所述静子和所述转子之间，所述气流通道的进口与所述压气机的主流道相通，形成压气机机匣的气流开缝；所述气流通道的出口位于集气腔中；压气机主流道的气流通过气流通道的进口进入所述气流通道，并通过所述气流通道的出口进入集气腔；
其中，所述气流通道的进口宽度小于所述气流通道的出口宽度。
2.如权利要求1所述的引气装置，其特征在于：
所述两个侧板的顶端与压气机机匣的外部壁面之间的垂直距离为压气机机匣的外部壁面与集气腔顶部之间距离的1/3-1/2。
3.如权利要求2所述的引气装置,其特征在于：
所述引气装置距离所述转子近的侧板与所述压气机机匣的外部壁面形成的夹角角度为β2，所述引气装置距离所述静子近的侧板与所述压气机机匣的外部壁面形成的夹角角度为180－β1；
其中，β1＞45°≥β2≥35°，并且，β1-β2＜14°。
4.如权利要求1所述的引气装置，其特征在于：
所述两个侧板的材质为不锈钢或铝合金。
5.如权利要求4所述的引气装置，其特征在于：
所述两个侧板都与所述压气机机匣的外部壁面焊接或铆接，或者所述两个侧板与压气机机匣的外部壁面铸为一体。
6.一种航空发动机的压气机，其特征在于：
包括如权利要求1至5任意一项所述的航空发动机的压气机的引气装置。
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