[发明专利]适用于涡轴发动机的反旋叶片式减涡引气结构

说明书

本发明公开了适用于涡轴发动机的反旋叶片式减涡引气结构，包括轴流压气机盘和离心叶轮盘，所述轴流压气机盘与离心叶轮盘的内侧设置有反旋叶片减涡器，所述反旋叶片减涡器经螺钉连接在离心叶轮盘上，所述轴流压气机盘与离心叶轮盘之间沿周向形成一圈不节流的引气槽，所述反旋叶片减涡器沿周向开设有与引气槽相适配的叶片式引气通道，所述反旋叶片减涡器的底部设置有支撑板，所述支撑板的另一端耦合在离心叶轮盘的内侧，本发明中的反旋叶片减涡器采用一体铸造，结构简单轻便，由于减涡通道内采用环形叶栅导流形式，大幅减小了减涡通道这部分区域的重量，与同尺寸引气盘式减涡器相比，重量降低约50％。

技术领域

本发明属于涡轴发动机技术领域，具体是适用于涡轴发动机的反旋叶片式减涡引气结构。

背景技术

在中小型航空发动机设计中，为降低成本常采用结构紧凑设计，同时由于发动机半径较低，从末级轴流压气机根部引气具有合适压力和温度，一般不采取减涡措施或采取引气盘式减涡结构。

常规轴流压气机内引气结构如图1所示，即图1是不带减涡器的引气结构，空气系统引气沿径向向内通过两侧均为旋转壁面的盘腔，然后进入下游零部件进行冷却。

航空式涡轴发动机常用的引气盘减涡器引气结构如图2和图3所示，从主流道引一股冷空气，通过引气孔进入引气盘减涡器，引气盘减涡器与压气机转盘连接在一起，冷气通过减涡器后用于下游零部件的冷却。

无减涡结构的压气机引气设计，气流被压气机转盘带动旋转，转盘对气流摩擦做功，导致气流产生很大的周向速度，同时在径向内流科氏力作用下加速旋转，沿径向产生很大的压降，这种不带减涡结构的引气设计，不仅造成发动机功率损耗，并且冷气流出口压力低，旋流系数和风阻温升高。

引气盘减涡器引气速度三角形如图4所示。

下标0：靠近减涡管入口截面主流参数；

下标1：表示减涡管入口截面参数；

下标2：表示减涡管出口截面参数；

(C：绝对速度；U：旋转坐标系牵连速度；W：相对速度)

引气盘式减涡器随压气机盘一起旋转，因此减涡管中的相对速度W都是垂直向下的，主流引气W0到减涡管入口内W1，气流急剧拐弯，局部存在很大的压力损失，根据矢量的合成定律，气流在引气盘式减涡器内绝对速度C的切向分量都较大，即较高的旋流系数，造成较大的径向压降。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于涡轴发动机的反旋叶片式减涡引气结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

适用于涡轴发动机的反旋叶片式减涡引气结构，包括轴流压气机盘和离心叶轮盘，所述轴流压气机盘与离心叶轮盘的内侧设置有反旋叶片减涡器，所述反旋叶片减涡器经螺钉连接在离心叶轮盘上，所述轴流压气机盘与离心叶轮盘之间沿周向形成一圈不节流的引气槽，所述反旋叶片减涡器沿周向开设有与引气槽相适配的叶片式引气通道。

作为本发明再进一步的方案：所述反旋叶片减涡器与离心叶轮盘通过两个螺钉紧固连接，两个所述螺钉在离心叶轮盘上沿周向对称设置。

作为本发明再进一步的方案：所述反旋叶片减涡器的底部设置有支撑板，所述支撑板的另一端耦合在离心叶轮盘的内侧。

作为本发明再进一步的方案：所述轴流压气机盘和离心叶轮盘之间通过花键连接传递扭矩，且两者之间的空槽缝隙为0.5mm。

作为本发明再进一步的方案：所述离心叶轮盘与轴流压气机盘相连接的槽面上周向开设有直径为5mm的半圆。

作为本发明再进一步的方案：所述反旋叶片减涡器呈环形阵列设置有若干个叶片，所述反旋叶片减涡器的进口叶片角与经引气槽引入的主流空气的进口相对气流角WO保持一致。