[实用新型]航空发动机高压涡轮冷却气流路布置结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空发动机涡轮冷却系统部件结构，具体涉及一种航空发动机高 压涡轮冷却气流路的布置结构。

背景技术

航空发动机涡轮冷却部件设计，在确保发动机整体性能的前提下，应尽量降低 零部件的工作温度，保证所有零件均能在材料的允许温度范围内工作，从而确保结构 的有效性以及功能、寿命满足设计要求。除此之外，还要尽量降低零部件的重量，减 少飞机自身载荷。某型号发动机高压涡轮由一级涡轮和二级涡轮构成，一级涡轮和二 级涡轮的导向器叶片均采用空心强制对流冷却，其冷却气来源于高压压气机提供的未 参与燃烧的二次气流。将二次气流从一级涡轮导向器前端的集气腔引导至二级涡轮导 向器的集气腔，气体掺混均匀后注入到二级涡轮导向器的空心叶片中，从而实现对二 级涡轮导向器叶片的冷却。二次气流常规的引气方式，是通过一级涡轮的双层机匣和 二级涡轮双层机匣的环形空间，将二次气流从一级涡轮导向器前端的集气腔引导至二 级涡轮导向器的集气腔。常规的这种通过双层机匣环形空间引气方式，其气路结构存 在明显的不足：1双层结构机匣，机匣结构复杂且重量较大；2、连接结构较多，且 外层机匣多为板金构件，加工变形大，装配复杂；3、二次气流虽然能够通过外层机 匣与外涵道进行热交换，但同时也从内层机匣表面吸收热量，因此冷却气流降温效果 低。

发明内容

针对现有结构的不足，本实用新型的目的旨在提供一种新的航空发动机高压涡轮 冷却气流路布置结构，以简化零部件的结构和降低自身重量，降低冷却气体的自身温 度，提高冷却效率。

基于上述发明目的，本实用新型提供航空发动机高压涡轮冷却气流路布置结构， 其构成包括于发动机外涵道内围绕一级涡轮机匣外侧设置的若干根导流冷却气的前 引气管和围绕二级涡轮机匣外侧设置的若干根导流冷却气的后引气管，所述前引气管 的进口端安装在一级涡轮机匣前安装座安装孔内，出口端安装在一级涡轮机匣后安装 边安装孔内，前引气管进口与一级涡轮导向器的集气腔连通；所述后引气管的出口端 安装在二级涡轮机匣后安装座安装孔内，进口端安装在二级涡轮机匣前安装边安装孔 内，后引气管的出口与二级涡轮导向器的集气腔连通，后引气管进口与前引气管出口 相对设置连通。

在本实用新型的上述技术方案中，所述前引气管最好是相对于一级涡轮机匣外侧 悬空均匀设置在发动机外涵道内，使得前引气管完全置于外涵道内的低温气体中，有 利于热交换。

在本实用新型的上述技术方案中，一级涡轮机匣上的前安装座周向外缘优先设计 为凸凹梅花结构，于凸缘部分设置安装孔，凹缘部分有利于减轻装置重量。

在本实用新型的上述技术方案中，一级涡轮机匣上的前安装座安装孔设计有用于 轴向定位前引气管的止口，避免使用螺钉螺母来固定，有利于减轻装置重量。

在本实用新型的上述技术方案中，前引气管与前安装座安装孔相配合的一端为直 管壁端，与后安装边安装孔相配合的一端为扩口端，扩口直径大于安装孔内径，有利 于与后引气管口对接。

在本实用新型的上述技术方案中，优先将前引气管设计成其两安装端的管壁厚度 大于中间主体部分的管壁厚度，既有利于中间主体管部分进行热交换，又可减小前引 气管的重量。

在本实用新型的上述技术方案中，所述后引气管最好是相对于二级涡轮机匣外侧 悬空均匀设置在发动机外涵道内，使得后引气管完全置于外涵道内的低温气体中，有 利于热交换。

在本实用新型的上述技术方案中，二级涡轮机匣上的后安装座周向外缘优先设计 为凸凹梅花结构，凸缘用于设置安装孔，凹缘有利于减轻装置重量。

在本实用新型的上述技术方案中，二级涡轮机匣上的后安装座安装孔设计有用于 轴向定位后引气管的止口，避免使用螺钉螺母来固定，有利于减轻装置重量。

在本实用新型的上述技术方案中，优先将后引气管设计成其两安装端的管壁厚度 大于中间主体部分的管壁厚度，既有利于中间主体管部分进行热交换，又可减小前引 气管的重量。

本实用新型的上述方法中，前、后引气管的数量、管径和周向分布角度以及其相 对于机匣的放置高度可根据需求任意选定。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：