[发明专利]一种抑制漩涡形成的压气机锥壁腔

说明书

本发明公开了一种抑制漩涡形成的压气机锥壁腔，包括导流板，导流板的两端在锥壁腔的入口和出口处分别与静子连接，转子与导流板形成锥壁腔内新的流体流动范围，导流板与转子壁面的间隙为10mm～20mm。通过本发明的导流板改变了锥壁腔内流体的流动结构，有效地抑制了腔内漩涡的形成，降低了风阻提高了腔内换气率，有效地降低了腔内气流温度和转子壁面温度。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，尤其涉及一种抑制漩涡形成的压气机锥壁腔。

背景技术

目前航空发动机压气机锥壁腔的温度达到了1100K左右，这给转子部件的正常工作带来了挑战，为了保证其长时间有效的工作，需要考虑如何降低锥壁腔温度。

在航空发动机压气机锥壁腔的径向内流引气方案中，气流在流经锥壁腔时会在腔内形成大范围的漩涡结构，使得大部分气流在漩涡内进行动量和能量交换，降低了锥壁腔的换气率，导致腔内温度升高。采用从锥壁腔静子件后部引气的方法，引入的气流具有一定的冲击破坏作用，在一定程度上可破坏漩涡结构，提高腔内换气率，降低腔温，但是此方法一般只对引气孔周围的漩涡具有破坏作用，其余位置仍然可能存在漩涡结构。目前，还没有一种能够有效抑制航空发动机压气机后轴颈锥壁腔漩涡结构的流路设计。

发明内容

为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出一种抑制漩涡形成的压气机锥壁腔，改变压气机锥壁腔内部的流动结构，抑制腔内漩涡的形成以降低腔内风阻温升。本发明的具体技术方案如下：

一种抑制漩涡形成的压气机锥壁腔，所述锥壁腔还包括导流板，所述导流板的两端在锥壁腔的入口和出口处分别与静子连接，转子与所述导流板形成锥壁腔内新的流体流动范围，流体在导流板的引导下进入下游篦齿流出锥壁腔。

进一步地，所述导流板为类转子板状结构。

进一步地，所述导流板与转子壁面的间隙为10mm～20mm。

进一步地，所述导流板为等流道间隙导流板、流道渐缩型导流板或流道渐扩型导流板；其中，所述等流道间隙导流板与转子壁面等间隔，间隙为10mm～20mm；所述流道渐缩型导流板与转子壁面的间隔从入口处至出口处逐渐缩小，最小间隙处为10mm；所述流道渐扩型导流板与转子壁面的间隔从入口处至出口处逐渐扩大，最小间隙处为10mm。

进一步地，所述导流板两端采用焊接或者铆钉连接的方式安装在锥壁腔的静子上。

进一步地，所述导流板采用精密铸造或者车削工艺加工。

本发明的有益效果在于：通过导流板改变了锥壁腔内流体的流动结构，有效地抑制了腔内漩涡的形成，降低了风阻提高了腔内换气率，有效地降低了腔内气流温度和转子壁面温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为常见的航空发动机压气机后轴颈锥壁腔结构；

图2为本发明的锥壁腔内用于抑制漩涡形成的导流板结构，从左到右依次为等流道间隙导流板、流道渐扩型导流板、流道渐缩型导流板；

图3为本发明实施例的未加导流板的压气机锥壁腔结构图；

图4为本发明实施例增加等流道间隙导流板的压气机锥壁腔结构图；

图5为本发明实施例的未加导流板的压气机锥壁腔结构与腔内流动的流线图；

图6为本发明实施例在锥壁腔内加入等流道间隙导流板的结构与腔内流动的流线图。

具体实施方式