CN212928334U - 压气机和航空发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种压气机和航空发动机。本实用新型所提供的压气机，包括：内机匣；外机匣，罩设于内机匣的外部；和支撑装置，包括至少一个弹簧，至少一个弹簧支撑于内机匣和外机匣之间。基于此，可以减小内机匣的振动，从而有利于延长内机匣的寿命，以及减少不利激励源的产生，进而有利于改善压气机的性能。

Description

压气机和航空发动机

技术领域

本实用新型涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种压气机和航空发动机。

背景技术

一些航空发动机的压气机中，设有内外双层机匣结构，其中，外机匣用于传递载荷，内机匣用于形成流道表面。

相关技术中，内机匣在工作过程中存在较大幅度的振动，振动不仅缩短内机匣的使用寿命，同时还会导致叶尖间隙周向不均匀，产生诱发叶片振动的激励源，这些均影响压气机及航空发动机的性能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的一个技术问题是：提升压气机的性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种压气机，其包括：

内机匣；

外机匣，罩设于内机匣的外部；和

支撑装置，包括至少一个弹簧，至少一个弹簧支撑于内机匣和外机匣之间。

在一些实施例中，至少一个弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧沿着气流流经压气机的方向依次布置并彼此间隔。

在一些实施例中，第一弹簧和第二弹簧连接于内机匣的沿气流流经压气机的方向的两端。

在一些实施例中，至少一个弹簧中的至少一个弹簧包括第一支撑段和第二支撑段，第一支撑段与外机匣连接并通过第二支撑段与内机匣连接，且第一支撑段和第二支撑段具有不同的膨胀系数。

在一些实施例中，第一支撑段的膨胀系数大于第二支撑段的膨胀系数。

在一些实施例中，第一支撑段的膨胀系数与外机匣的膨胀系数一致；和/或，第二支撑段的膨胀系数与内机匣的膨胀系数一致。

在一些实施例中，第一支撑段和第二支撑段的连接处位于弹簧的中部。

在一些实施例中，至少一个弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，第一弹簧和第二弹簧沿着气流流经压气机的方向依次布置并彼此间隔，第二弹簧包括第一支撑段和第二支撑段。

在一些实施例中，第一支撑段和第二支撑段焊接或通过螺纹连接件连接。

本实用新型还提供了一种航空发动机，其包括本实用新型的压气机。

通过在内机匣和外机匣之间设置弹簧，对内机匣和外机匣进行支撑，可以减小内机匣的振动，从而有利于延长内机匣的寿命，以及减少不利激励源的产生，进而有利于改善压气机的性能。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例进行详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

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为本实用新型一些实施例中压气机的结构简图。

图中：

10、压气机；

1、内机匣；2、外机匣；3、支撑装置；3a、弹簧；3b、第一弹簧；3c、第二弹簧；31、第一支撑段；32、第二支撑段。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1示例性地示出了本实用新型压气机的结构。

压气机是航空发动机的重要组成部分，其沿着空气流动方向位于风扇和燃烧室之间，主要用于给空气做功，以提高空气压力。

压气机一般包括静子和转子。静子包括机匣和安装于机匣上的静子叶片。转子设置于机匣内部，并包括转子盘以及连接于转子盘上的转子叶片。工作时，转子叶片高速旋转。对空气做功，实现增压目的。

参照图1，一些实施例中，机匣为内外双层机匣结构，并具体包括由内至外依次布置的内机匣1和外机匣2。

其中，外机匣2套设于内机匣1的外部，主要用于传递载荷。

内机匣1设置于外机匣1内部，主要用于安装静子叶片，并形成流道表面。静子叶片(图中未示出)设置于内机匣1上，并由内机匣1向内机匣1内侧延伸。转子叶片(图中未示出)则可转动地设置于内机匣1内部，并与静子叶片错开布置。

采用内外双层机匣结构，既能满足压气机的流路需求，又能满足高刚性的机匣的承力需求。

相关技术中，内外机匣之间一般采用刚性结构支撑。这种情况下，内机匣1的振动幅度较大，一方面影响内机匣的使用寿命，另一方面还影响叶尖间隙(即转子叶片与内机匣之间的间隙)的周向均匀性，产生诱发叶片振动的激励源，这些均影响压气机和航空发动机的性能。

针对上述情况，参照图1，在本实用新型的一些实施例中，内机匣1和外机匣2之间设有支撑装置3，且该支撑装置3包括至少一个弹簧3a，这至少一个弹簧3a支撑于内机匣1和外机匣2之间。

利用弹簧3a对内机匣1和外机匣2进行支撑，由于弹簧3a的弹性力可以作为阻尼，吸收内机匣1工作时的振动能量，因此，能够抑制内机匣1的振动，这不仅有利于延长内机匣1的使用寿命，同时还有利于改善叶尖间隙的周向均匀性，减少叶片振动的不利激励源的产生，所以，能够有效提升压气机及航空发动机的性能。

同时，所设置的弹簧3a，还能够补偿调节内机匣1与外机匣2之间的变形差异。一般，外机匣2的工作温度低于内机匣1的工作温度，二者之间存在因热膨胀导致的变形差异。为了协调内外机匣之间的变形差异，内机匣1的膨胀系数一般低于外机匣2的膨胀系数，使得内机匣1在较高温度下具有较小的热变形，提高内机匣1的抗热变形的能力。但即使这样，也仍然难以避免内外机匣之间的变形差异。而设置弹簧3a，弹簧3a的弹性能够补偿调节内外机匣的变形差异，因此，有利于进一步改善机匣的变形协调性。

其中，膨胀系数是表征物体热膨胀性质的物理量。在本实用新型中，膨胀系数尤其指线膨胀系数，即表征物体受热时长度增大程度的物理量。

并且，参照图1，一些实施例中，前述至少一个弹簧3a包括第一弹簧3b和第二弹簧3c，第一弹簧3b和第二弹簧3c沿着气流流经压气机10的方向(即由压气机10入口至出口的方向)依次布置并彼此间隔。

设置间隔的第一弹簧3b和第二弹簧3c对内外机匣进行两点支撑，有利于实现对内外机匣更稳定可靠的支撑。

其中，如图1所示，一些实施例中，第一弹簧3b和第二弹簧3c具体连接于内机匣1的沿气流流经压气机10的方向的两端。此时，内机匣1通过第一弹簧3b和第二弹簧3c与外机匣2以简支形式连接，相对于内机匣采用悬臂连接等其他方式，可以有效减小内机匣1各部分在工作过程中的静变形，使得能在多工况下获得期待的叶尖间隙。

另外，继续参照图1，一些实施例中，第二弹簧3c包括第一支撑段31和第二支撑段32，第一支撑段31与外机匣2连接并通过第二支撑段32与内机匣1连接，且第一支撑段31和第二支撑段32具有不同的膨胀系数。

将第二弹簧3c分隔为由外至内依次连接的两部分，即第一支撑段31和第二支撑段32，并将第一支撑段31和第二支撑段32设置为由不同膨胀系数的材料制成，使得第二弹簧3c能够适应内外机匣的不同变形，有效解决内外机匣工作过程中因热膨胀产生的变形差异问题，改善内外机匣的变形协调性。

并且，由于在空气流经压气机10的方向上，越靠近下游，内外机匣的变形差异越大，因此，将支撑装置3中位于下游的第二弹簧3c设置为具有膨胀系数不同的两部分，可以实现更好的协调变形差异的效果。此时，位于上游的第一弹簧3b可以各处膨胀系数相同，以简化结构。当然，第一弹簧3b也可以包括膨胀系数不同的第一支撑段31和第二支撑段32。实际上，在支撑装置3包括至少一个弹簧3a时，所有弹簧3a中只需至少一个弹簧3a包括膨胀系数不同的第一支撑段31和第二支撑段32，即可在一定程度上改善变形协调性。

其中，第一支撑段31的膨胀系数可以大于第二支撑段32的膨胀系数，以适应外机匣2工作温度低于内机匣1工作温度的实际工况特点，更有效地协调补偿内外机匣之间的变形差异。

具体地，一些实施例中，第一支撑段31的膨胀系数可以与外机匣2的膨胀系数一致，使得第一支撑段31和外机匣2之间就有较好的变形协调性。

一些实施例中，第二支撑段32的膨胀系数可以与内机匣1的膨胀系数一致，使得第二支撑段32与内机匣1之间具有较好的变形协调性。

其中，“一致”是指相等或接近。

在上述各实施例中，第一支撑段31和第二支撑段32可以采用焊接或螺纹连接件(例如螺栓)等多种方式连接。

另外，参照图1，一些实施例中，第一支撑段31和第二支撑段32的连接处位于弹簧3a(具体为第二弹簧3c)的中部，即，第一支撑段31和第二支撑段32的分界面位于弹簧3a(具体为第二弹簧3c)的中部。

以上所述仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压气机(10)，其特征在于，包括：

内机匣(1)；

外机匣(2)，罩设于所述内机匣(1)的外部；和

支撑装置(3)，包括至少一个弹簧(3a)，所述至少一个弹簧(3a)支撑于所述内机匣(1)和所述外机匣(2)之间。

2.根据权利要求1所述的压气机(10)，其特征在于，所述至少一个弹簧(3a)包括第一弹簧(3b)和第二弹簧(3c)，所述第一弹簧(3b)和所述第二弹簧(3c)沿着气流流经所述压气机(10)的方向依次布置并彼此间隔。

3.根据权利要求2所述的压气机(10)，其特征在于，所述第一弹簧(3b)和所述第二弹簧(3c)连接于所述内机匣(1)的沿气流流经所述压气机(10)的方向的两端。

4.根据权利要求1-3任一所述的压气机(10)，其特征在于，所述至少一个弹簧(3a)中的至少一个弹簧(3a)包括第一支撑段(31)和第二支撑段(32)，所述第一支撑段(31)与所述外机匣(2)连接并通过所述第二支撑段(32)与所述内机匣(1)连接，且所述第一支撑段(31)和所述第二支撑段(32)具有不同的膨胀系数。

5.根据权利要求4所述的压气机(10)，其特征在于，所述第一支撑段(31)的膨胀系数大于所述第二支撑段(32)的膨胀系数。

6.根据权利要求5所述的压气机(10)，其特征在于，所述第一支撑段(31)的膨胀系数与所述外机匣(2)的膨胀系数一致；和/或，所述第二支撑段(32)的膨胀系数与所述内机匣(1)的膨胀系数一致。

7.根据权利要求4所述的压气机(10)，其特征在于，所述第一支撑段(31)和所述第二支撑段(32)的连接处位于所述弹簧(3a)的中部。

8.根据权利要求4所述的压气机(10)，其特征在于，所述至少一个弹簧(3a)包括第一弹簧(3b)和第二弹簧(3c)，所述第一弹簧(3b)和所述第二弹簧(3c)沿着气流流经所述压气机(10)的方向依次布置并彼此间隔，所述第二弹簧(3c)包括所述第一支撑段(31)和所述第二支撑段(32)。

9.根据权利要求4所述的压气机(10)，其特征在于，所述第一支撑段(31)和所述第二支撑段(32)焊接或通过螺纹连接件连接。

10.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的压气机(10)。

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