[发明专利]一种可调节的离心压气机环缝引气结构

说明书

本发明公开了一种可调节的离心压气机环缝引气结构，属于中小形航空发动机压气机技术领域，其关键在于通过将离心机匣与扩压器断开，在离心机匣与扩压器之间设置周向连续的环形缝引气，并进一步将引气通过节流喷嘴降压后用于轴承腔封严以及离心叶轮进口叶根处流道封严。该发明可直接应用于径向进气的小型航空发动机，能够在不增加加工成本的前提下减小由于引气作用在离心叶轮叶片上的气动激振力，并且能够通过更换节流喷嘴对引气参数进行调节。

技术领域

本发明属于中小型航空发动机压气机技术领域，具体涉及一种可调节的离心压气机环缝引气结构。这种引气结构通过设置于叶轮出口周向连续的环形缝将离心压气机流道中的气流引出，最终完成前轴承腔封严以及叶轮进口叶根处流道的封严。该种结构能够减小引气结构在离心叶轮叶片上作用的气动激振力，允许离心机匣以及扩压器的在热态自由膨胀，同时可以通过调节气路中的喷嘴来调节引气压力，结构简单、易于加工，特别适用于径向进气的中小型航空发动机离心压气机。

背景技术

离心压气机由于具有单级压比高、工作范围宽、结构简单、可靠性高等优点在小型燃气轮机及中小型航空发动机中得到了广泛的应用。离心压气机中会从离心机匣处引气用于前轴承腔封严以及叶轮进口叶根处流道的封严。常用的做法是在离心机匣合适的半径高度处打孔或者加工周向不连续的扇形槽来使离心压气机流道中具有特定压力的气流从孔或者槽中流出；进一步通过特定的气流通道将这部分高压气体引导到前轴承腔以及离心叶轮与进气机匣之间的轮毂处进行封严。

然而，此种引气封严结构需要在离心机匣上打孔或者加工周向扇形槽，使得离心机匣在周向不连续。这样在离心压气机运转时，气流经过这些周向不连续的孔或槽时会产生周期性的波动，进而在叶轮叶片上产生气动激振力，不利于离心压气机的稳定运行。同时由于引气孔或引气槽只能在离心机匣的特定半径高度处加工，一旦所需引气压力与设计值出现偏差整个引气系统将无法进行调节，只能重新加工离心机匣。另外，离心机匣一般与扩压器连成一体，为了使其在热态能够自由膨胀，还需要在离心机匣与扩压器之间设计一个能够吸收离心机匣热变形的结构。因此，传统的引气结构具有一定的复杂性且存在一些问题。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种可调节的压气机环缝引气结构，通过设置于叶轮出口周向连续的环形缝将离心压气机流道中的气流引出，减小了引气结构在离心叶轮叶片上作用的气动激振力，且能够使离心机匣在热态自由膨胀，同时在引气通道中设置节流喷嘴调节气流压力，最终完成前轴承腔封严以及叶轮进口叶根处流道的封严，具有结构简单、易于加工的优点，特别适用于径向进气的中小型航空发动机离心压气机。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种可调节的离心压气机环缝引气结构，包括进气机匣、离心机匣、扩压器和压气机外机匣，所述离心机匣设置在所述进气机匣和扩压器之间，所述离心机匣的叶轮流道内设置有离心叶轮，其特征在于，

所述离心机匣通过将前安装边用紧固件与所述进气机匣的内侧法兰连接的方式安装在所述进气机匣上，所述离心机匣的后端与所述扩压器之间存在一个周向连续的引气环形缝，所述引气环形缝位于离心叶轮的出口位置，压气机运行时，压气机流道内的少部分气流经过所述引气环形缝流到引气腔中，所述引气腔为至少由所述进气机匣、离心机匣、扩压器和压气机外机匣所围成的封闭空间；

所述的离心叶轮的转轴上设置有前封严篦齿和后封严篦齿，在前封严篦齿和后封严篦齿之间的位置所述的进气机匣上设置有环槽，所述前封严篦齿的前端为前轴承腔，所述进气机匣中设置有气流通道，所述气流通道一端与所述引气腔连通，另一端与所述环槽连通，所述气流通道与所述引气腔连通的一端设置有节流喷嘴；