[发明专利]一种复合式减涡器结构及采用该结构的对转压气机系统

说明书

本发明公开了一种对转压气机结构及适用于对转压气机引气系统的复合式减涡器结构，包括：所述一级压气机轮盘、二级压气机轮盘同轴线反向旋转，形成一种对转压气机结构，且一级压气机轮盘与二级压气机轮盘的外缘挡环组成对转压气机引气系统的进气狭缝；所述翅片式减涡器沿圆周均布于高半径位置，且固定于一级压气机轮盘上；所述管式减涡器沿圆周均布于低半径位置，并通过管式减涡器保持架安装于二级压气机轮盘上。本发明通过高半径布置翅片式减涡器、低半径布置管式减涡器的复合式减涡器结构，有效降低了对转压气机引气系统的气流压力损失，大大提高了系统稳定性和可靠性，同时采用的固定方式简单可靠，方便安装和后期的保养维修。

技术领域

本发明涉及一种复合式减涡器结构及采用该结构的对转压气机系统，属于航空发动机结构设计技术领域。

背景技术

航空发动机作为一种集成度很高的复杂旋转机械，组成零部件成千上万，主要由旋转部件和静止部件组成，空气在压气机内被压缩，在燃烧室内燃烧，在涡轮内膨胀做功，驱动涡轮旋转，为压气机提供动力。随着航空发动机设计技术的发展，为减少发动机零件个数，降低发动机重量，提高发动机性能，提出对转压气机结构。

另一方面，随着发动机性能不断提高，涡轮进口前温度不断提高，热端部件的有效冷却成为影响发动机性能、可靠性和寿命的关键因素。内部空气系统从压气机引出冷却空气用于热端部件的冷却，为保证冷却效果，要求冷却空气具有降低的温度和较高的压力，而传统的压气机引气系统中冷却空气在径向引气过程中由于旋转作用形成较强的强制涡，而产生巨大的压力损失，为保证引气压力不得不从后几级压气机级间引气，导致引气温度过高，制约热端部件的冷却效果。

为降低引气系统的压力损失，提出了减涡器结构。常用的减涡器有无管式、管式和翅片式，无管式减涡器结构简单，但减阻特性不稳定，而管式减涡器减阻效果好，但重量大，结构不稳定，翅片式减涡器减阻效果适中但重量大，制约其在发动机结构设计中的应用。现有的减涡器结构均布置于共转压气机级间盘腔内，不适用于对转压气机发动机结构中。

鉴于上述要求，本领域技术人员致力于设计一种复合式减涡器结构及采用该结构的对转压气机系统，能够在降低引气压力损失的同时适用于对转压气机引气系统结构。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种复合式减涡器结构及采用该结构的对转压气机系统，具有结构简单、效果稳定、安装维护方便等特点，能够有效延缓和降低对转压气机旋转盘腔内的旋流比，从而降低压力损失。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种适用于对转压气机引气系统的复合式减涡器结构，包括一级压气机轮盘、二级压气机轮盘、翅片式减涡器、管式减涡器和管式减涡器保持架；

其中，所述翅片式减涡器、管式减涡器和管式减涡器保持架均布置于一级压气机轮盘及二级压气机轮盘之间的盘腔内，且一级压气机轮盘、二级压气机轮盘、翅片式减涡器、管式减涡器和管式减涡器保持架的旋转轴线重合；所述一级压气机轮盘、二级压气机轮盘的转向相反，形成一种对转压气机结构，且一级压气机轮盘外缘的周向挡环与二级压气机轮盘外缘的周向挡环组成对转压气机引气系统的进气狭缝；所述翅片式减涡器沿圆周均布于高半径位置，且固定于一级压气机轮盘上；所述管式减涡器沿圆周均布于低半径位置，并通过管式减涡器保持架安装于二级压气机轮盘上。

优选的，所述管式减涡器保持架呈筒形，其厚度沿旋转轴线保持不变或者向二级压气机轮盘一侧增大。

优选的，所述管式减涡器与管式减涡器保持架一体设计加工，且二级压气机轮盘上设置有限位槽，管式减涡器保持架通过螺钉固定于限位槽内。

优选的，所述一级压气机轮盘和翅片式减涡器一体设计加工。

优选的，所述一级压气机轮盘的内壁面上设置有安装槽，且翅片式减涡器通过翅片式减涡器底座螺纹连接于安装槽内。