CN207620853U - 一种用于航空发动机的轴向扩压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于航空发动机的轴向扩压器，其包括圆形底盘(1)和设置于圆形底盘(1)中心处的管状筒体(2)，其中，在所述圆形底盘(1)的周向边缘处设置有同轴心、不同半径的外筒盖(11)和内筒盖(12)，所述外筒盖(11)和内筒盖(12)均与管状筒体(2)同向设置，并且，在所述外筒盖(11)和内筒盖(12)之间设置有多个矩形叶片(13)；所述管状筒体(2)具有中空内腔(23)，所述中空内腔(23)通过通孔一(251)和通孔二(151)实现连通，形成流道。本实用新型所述径向扩压器采用3D打印制得，并且，在所述轴向扩压器内部设置有气流流道，进行减重和散热。

Description

一种用于航空发动机的轴向扩压器

技术领域

本实用新型属于航空发动机领域，涉及用于航空发动机的轴向扩压器。

背景技术

航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的发动机，不同于其它应用领域的发动机，航空发动机的重量是影响航空器飞行动力的关键因素。在保证使用强度的前提下，应当尽量减轻发动机的重量，这样，在相同推力下，才能实现更多有效载荷。

对于轴向扩压器而言，可以对其内部设置流道以进行减重，同时，利用内部流道可以有效散热以提高零件的使用寿命，得到具有使用强度同时重量轻的轴向扩压器。但是，传统的机加工方式很难得到内部具有复杂流道的结构。

因此3D打印是最佳选择，但是，现有技术中还未公开3D 打印的轴向扩压器。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，采用3D打印技术得到一种用于航空发动机的轴向扩压器，从而完成本实用新型。

本实用新型提供了一种用于航空发动机的轴向扩压器，具体体现在以下：

(1)一种用于航空发动机的轴向扩压器，其中，所述轴向扩压器包括圆形底盘1和设置于圆形底盘1中心处的管状筒体2，其中，在所述圆形底盘1的周向边缘处设置有同轴心、不同半径的外筒盖11和内筒盖12，所述外筒盖11和内筒盖12均与管状筒体2同向设置，并且，在所述外筒盖11和内筒盖12之间设置有多个矩形叶片13；其中，

所述管状筒体2包括内壁21和外壁22，所述内壁21和外壁22 之间形成管状筒体2的中空内腔23；

在所述中空内腔23内设置有多个与圆形底盘1平行的支撑板24，在所述支撑板24上开设有多个气流孔洞，用于气流通过。

(2)根据上述(1)所述的轴向扩压器，其中，在所述圆形底盘1上设置有多个辐条状的条形肋14，所述条形肋14连接管状筒体2的根部与内筒盖12的内侧。

(3)根据上述(2)所述的轴向扩压器，其中，

在管状筒体2的根部、条形肋14上设置有类楔形支撑块15；和/或

在圆形底盘1上、沿内筒盖12的内侧设置有多个凸出的螺纹孔一16，所述凸出的螺纹孔一16穿过圆形底盘1；和/或

在所述外筒盖11的外侧面开设有多个螺纹孔二17；和/或

在所述圆形底盘1的周向边缘处设置有多个勺形凸起18，在所述勺形凸起18上开设有多个孔洞。

(4)根据上述(3)所述的轴向扩压器，其中，在管状筒体2的自由端处，所述外壁22的外径逐渐增大，形成凸台状自由端25，其中，

在所述凸台状自由端25的外侧面上设置有多个通孔一251；

所述通孔一251向管状筒体2的内部延伸，直至与管状筒体2 的中空内腔23连通。

(5)根据上述(4)所述的轴向扩压器，其中，

在所述凸台状自由端25的端面上开设有多个螺纹孔三252；和/或

在所述凸台状自由端25的端面上还开设有多个扇形凹槽 253。

(6)根据上述(5)所述的轴向扩压器，其中，在所述类楔形支撑块15上开设有通孔二151，所述通孔二151向管状筒体2 的内部延伸，直至与管状筒体2的中空内腔23连通。

(7)根据上述(1)至(6)之一所述的轴向扩压器，其中，在其中一个螺纹孔一16内设置有条形流道入口30，自所述条形流道入口30、沿条形肋14至管状筒体2的内壁21，形成一条类L 型条形流道3。

(8)根据上述(7)所述的轴向扩压器，其中，所述类L 型条形流道包括多个条形流道出口，其中，所述类L型条形流道3沿条形肋14向管状筒体2的轴心方向延伸，在管状筒体底部形成条流道出口一31。

(9)根据上述(8)所述的轴向扩压器，其中，所述类L 型条形流道3在凸台状自由端向管状筒体2的轴心方向延伸，在管状筒体2的内壁21上端形成条流道出口二32。

(10)根据上述(9)所述的轴向扩压器，其中，在所述管状筒体2的根部、内壁21上开设有多个通孔三211，其中，

所述多个通孔三211均与管状筒体2的中空内腔23连通；

其中一个通孔三211与所述类L型条形流道连通，形成所述 L型条形流道3的第三个条形流道出口。

附图说明

图1示出本实用新型所述轴向扩压器的结构示意图；

图2示出图1中的局部放大图；

图3示出本实用新型所述轴向扩压器的主视图；

图4示出本实用新型所述轴向扩压器的俯视图；

图5示出本实用新型所述轴向扩压器的仰视图；

图6示出本实用新型所述轴向扩压器的截面示意图一；

图7示出本实用新型所述轴向扩压器的截面示意图二；

图8示出图7的局部放大图；

图9示出本实用新型所述类L型条形流道的示意图；

图10示出其中一个螺纹孔一的局部放大图；

图11示出图10中A-A向的截面示意图；

图12示出进油管与所述轴向扩压器的装配示意图；

图13示出进油管的结构示意图；

图14示出进油管的局部放大图；

图15示出本实用新型所述轴向扩压器与航空发动机前端的燃烧室之间的配合示意图。

附图标号说明：

1-圆形底盘；11-外筒盖；12-内筒盖；13-矩形叶片；14- 条形肋；15-类楔形支撑块；151-通孔二；16-螺纹孔一；17-螺纹孔二；18-勺形凸起；2-管状筒体；21-内壁；211-通孔三；22- 外壁；23-中空内腔；24-支撑板；25-凸台状自由端；251-通孔一；252-螺纹孔三；253-扇形凹槽；3-类L型条形流道；31-条流道出口一；32-条流道出口二；4-进油管；5-燃烧室。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型提供了一种用于航空发动机的轴向扩压器，如图1所示，其包括圆形底盘1和设置于圆形底盘1中心处的管状筒体2，其中，在所述圆形底盘1的周向边缘处设置有同轴心、不同半径的外筒盖11和内筒盖12，所述外筒盖11和内筒盖12均与管状筒体2同向设置，并且，在所述外筒盖11和内筒盖12之间12 设置有多个矩形叶片13。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图4所示，在所述圆形底盘1上设置有多个辐条状的条形肋14。

在进一步优选的实施方式中，如图1和图4所示，所述条形肋14连接管状筒体2的根部与内筒盖12的内侧。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图4所示，在管状筒体2的根部、条形肋14上设置有类楔形支撑块15。

其中，所述类楔形支撑块15的作用是增大管状筒体2与圆形底盘1之间的接触面积，起到支撑、增强的目的。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图4所示，在圆形底盘1上、沿内筒盖12的内侧设置有多个凸出的螺纹孔一 16。

在进一步优选的实施方式中，所述螺纹孔一沿内筒盖12均匀设置。

在更进一步优选的实施方式中，所述凸出的螺纹孔一16穿过圆形底盘1。

其中，所述凸出的螺纹孔一16用于与航空发动机的其它零部件进行连接，优选依次连接径向扩压器和压缩机壳体。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图3所示，在所述外筒盖11的外侧面开设有多个螺纹孔二17。

在进一步优选的实施方式中，所述多个螺纹孔二17均匀布设在所述外筒盖11的外侧面。

其中，所述螺纹孔二17用于与航空发动机的其它零部件连接，例如与压缩机外壳进行连接。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图4所示，在所述圆形底盘1的周向边缘处设置有多个勺形凸起18。

在进一步优选的实施方式中，所述多个勺形凸起18在圆形底盘1的周向边缘处均匀分布。

在更进一步优选的实施方式中，如图1和图4所示，在所述勺形凸起18上开设有多个孔洞。

其中，如图15所示，所述勺形凸起18用于定位和支撑前端的燃烧室5，进行轴向定位，而在勺形凸起18上开设孔洞的目的是进行减重。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图6～7所示，所述管状筒体2包括内壁21和外壁22，所述内壁21和外壁22之间形成管状筒体2的中空内腔23。

在进一步优选的实施方式中，如图6～7所示，在所述内壁 21和外壁22之间、中空内腔23内设置有多个与圆形底盘1平行的支撑板24。

其中，所述支撑板24起支撑作用，用于提高具有中空内腔的管状筒体2的强度。

在更进一步优选的实施方式中，如图6～7所示，在所述支撑板24上开设有多个气流孔洞，用于气流通过。

根据本实用新型一种优选的实施方式，所述轴向扩压器采用3D打印技术获得。

在进一步优选的实施方式中，所述内壁的壁厚为0.8～1.5 mm，所述外壁的壁厚为0.6～1.0mm。

在更进一步优选的实施方式中，所述内壁的壁厚为1.0～1.2 mm，所述外壁的壁厚为0.6～0.8mm。

其中，在本实用新型中，采用3D打印技术得到具有较薄壁结构的轴向扩压器。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图2所示，在管状筒体2的自由端处，所述外壁22的外径逐渐增大，形成凸台状自由端25。

在进一步优选的实施方式中，如图1～2所示，在所述凸台状自由端25的外侧面上设置有多个通孔一251，优选地，所述通孔一均匀地分布在所述凸台状自由端25的外侧面上。

其中，设置所述通孔一251的目的一是为了减重，二是为避免形成封闭腔，用于3D打印清粉；另外，通孔一251与通孔二 151连通，当高压气体通过轴向扩压器时，高压气体也会经过通孔一251流向轴向扩压器内部(内部是指轴向扩压器轴心)，然后从通孔二151流出，这样，有利用内部散热。

在更进一步优选的实施方式中，如图6～7所示，所述通孔一251向管状筒体2的内部延伸，直至与管状筒体2的中空内腔23 连通。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图2所示，在所述凸台状自由端25的端面上开设有多个螺纹孔三252。

其中，所述螺纹孔三252用于与航空发动机尾端的燃烧室连接，用于固定和支撑尾端燃烧室。

在进一步优选的实施方式中，如图1～2所示，在所述凸台状自由端25的端面上还开设有多个扇形凹槽253。

其中，在本实用新型中，所述“扇形凹槽”中的“扇形”是指部分圆环形，即是指圆环形的一部分，如图1～2所示。

在更进一步优选的实施方式中，如图1～2所示，所述扇形凹槽253设置在相邻螺纹孔三252之间。

其中，所述扇形凹槽253用于为轴向扩压器减重。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图1和图6～7所示，在所述类楔形支撑块15上开设有通孔二151。

在进一步优选的实施方式中，所述通孔二151向管状筒体2 的内部延伸，直至与管状筒体2的中空内腔23连通。

这样，自通孔一251穿过中空内腔直至通孔二151，形成了连通的流道，这样，当高压气体通过轴向扩压器时，高压气体也会经过通孔一251流向轴向扩压器内部(内部是指轴向扩压器轴心)，然后从通孔二151流出，这样，有利用内部散热。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图7～11所示，在其中一个螺纹孔一16内设置有条形流道入口30(如图10和图11 所示)，自所述条形流道入口30、沿条形肋14至管状筒体2的内壁21，形成一条类L型条形流道3。

在进一步优选的实施方式中，如图7～9所示，所述类L型条形流道包括多个条形流道出口，其中，所述类L型条形流道3沿条形肋14向管状筒体2的轴心方向延伸，在管状筒体底部形成条流道出口一31。

其中，在沿内壁21开设的条形流道部分，如图8所示，与通孔三211连通，这样，所述类L型条形流道3实现了与管状筒体2 的中空内腔的流道连通。

在更进一步优选的实施方式中，如图7～9所示，所述类L型条形流道3在凸台状自由端向管状筒体2的轴心方向延伸，在管状筒体2的内壁21上端形成条流道出口二32。

这样，所述类L型条形流道连通管状筒体2的内壁与圆形底盘1的条形肋，并且通过通孔三与管状筒体2的中空内腔连通。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图10～12所示，设置有条形流道入口30的螺纹孔一16与进油管4连接。

在进一步优选的实施方式中，如图13所示，在所述进油管4 的一端设置有螺纹41，如图14所示，在螺纹41上开设有出油口411。

在更进一步优选的实施方式中，所述进油管4的螺纹41与设置有条形流道入口30的螺纹孔一16配合，且，出油口411与条形流道入口30对应。

这样，进油管4可以由出油口411出油，并且，经过条形流道入口30进入所述类L型条形流道。

根据本实用新型一种优选的实施方式，如图6～9所示，在所述管状筒体2的根部、内壁21上开设有多个通孔三211。

在进一步优选的实施方式中，如图6～9所示，所述多个通孔三211均与管状筒体2的中空内腔23连通。

在更进一步优选的实施方式中，如图7～9所示，其中一个通孔三211与所述类L型条形流道连通，形成所述L型条形流道3 的第三个条形流道出口。

这样，通过通孔三211，所述类L型条形流道3与管状筒体2 的中空内腔23连通。这样，稍许油在高压气流下进入轴向扩压器内部，也有利于散热。

在本实用新型中，由进油管4进入类L型条形流道3的油，分别在通孔三211、条流道出口一31和条流道出口二32流出，其中，在通孔三211和条流道出口一31处设置有轴承，这样，油可以流动至轴承处，使得轴承在高速运行中保持润滑；并且，稍许油在高压气流下进入轴向扩压器内部，也有利于散热。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)本实用新型所述轴向扩压器采用3D打印制得，具有较薄的壁厚；

(2)本实用新型所述轴向扩压器内部设置有类L型条形流道，用于油进入所述轴向扩压器，这样，油可以流动至轴承处，使得轴承在高速运行中保持润滑；并且，稍许油在高压气流下进入轴向扩压器内部，也有利于散热；

(3)本实用新型所述轴向扩压器在内部设置有复杂流道，可以在一定程度上减轻所述轴向扩压器的重量；

(4)本实用新型所述轴向扩压器采用3D打印制作，具有效率高、费用低等优点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于航空发动机的轴向扩压器，其特征在于，所述轴向扩压器包括圆形底盘(1)和设置于圆形底盘(1)中心处的管状筒体(2)，其中，在所述圆形底盘(1)的周向边缘处设置有同轴心、不同半径的外筒盖(11)和内筒盖(12)，在所述外筒盖(11)和内筒盖(12)之间设置有多个矩形叶片(13)；其中，

所述管状筒体(2)包括内壁(21)和外壁(22)；

所述内壁(21)和外壁(22)之间形成管状筒体(2)的中空内腔(23)；

在所述中空内腔(23)内设置有多个与圆形底盘(1)平行的支撑板(24)，在所述支撑板(24)上开设有多个气流孔洞，用于气流流通。

2.根据权利要求1所述的轴向扩压器，其特征在于，

所述外筒盖(11)和内筒盖(12)均与管状筒体(2)同向设置；和/或

在所述圆形底盘(1)上设置有多个辐条状的条形肋(14)，所述条形肋(14)连接管状筒体(2)的根部与内筒盖(12)的内侧。

3.根据权利要求2所述的轴向扩压器，其特征在于，

在管状筒体(2)的根部、条形肋(14)上设置有类楔形支撑块(15)；和/或

在圆形底盘(1)上、沿内筒盖(12)的内侧设置有多个凸出的螺纹孔一(16)，所述凸出的螺纹孔一(16)穿过圆形底盘(1)；和/或

在所述外筒盖(11)的外侧面开设有多个螺纹孔二(17)；和/或

在所述圆形底盘(1)的周向边缘处设置有多个勺形凸起(18)，在所述勺形凸起(18)上开设有多个孔洞。

4.根据权利要求3所述的轴向扩压器，其特征在于，在管状筒体(2)的自由端处，所述外壁(22)的外径逐渐增大，形成凸台状自由端(25)，其中，

在所述凸台状自由端(25)的外侧面上设置有多个通孔一(251)；

所述通孔一(251)向管状筒体(2)的内部延伸，直至与管状筒体(2)的中空内腔(23)连通。

5.根据权利要求4所述的轴向扩压器，其特征在于，

在所述凸台状自由端(25)的端面上开设有多个螺纹孔三(252)；和/或

在所述凸台状自由端(25)的端面上还开设有多个扇形凹槽(253)。

6.根据权利要求5所述的轴向扩压器，其特征在于，在所述类楔形支撑块(15)上开设有通孔二(151)，所述通孔二(151)向管状筒体(2)的内部延伸，直至与管状筒体(2)的中空内腔(23)连通。

7.根据权利要求1至6之一所述的轴向扩压器，其特征在于，在其中一个螺纹孔一(16)内设置有条形流道入口(30)，自所述条形流道入口(30)、沿条形肋(14)至管状筒体(2)的内壁(21)，形成一条类L型条形流道(3)。

8.根据权利要求7所述的轴向扩压器，其特征在于，所述类L型条形流道包括多个条形流道出口，其中，所述类L型条形流道(3)沿条形肋(14)向管状筒体(2)的轴心方向延伸，在管状筒体底部形成条流道出口一(31)。

9.根据权利要求8所述的轴向扩压器，其特征在于，所述类L型条形流道(3)在凸台状自由端向管状筒体(2)的轴心方向延伸，在管状筒体(2)的内壁(21)上端形成条流道出口二(32)。

10.根据权利要求9所述的轴向扩压器，其特征在于，在所述管状筒体(2)的根部、内壁(21)上开设有多个通孔三(211)，其中，

所述多个通孔三(211)均与管状筒体(2)的中空内腔(23)连通；

其中一个通孔三(211)与所述类L型条形流道连通，形成所述L型条形流道(3)的第三个条形流道出口。