CN114215788A - 一种对转冲压压气机 - Google Patents

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张鑫
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Abstract

本申请属于航空发动机中压气机设计技术领域，具体涉及一种对转冲压压气机，包括：外机匣；前级转子叶片，在外机匣内设置，位于外机匣的进口端；分流环，在外机匣内设置，位于外机匣的出口端，与外机匣间形成外涵流道；外涵流道的进口端正对前级转子叶片的叶尖部位；后级转子叶片，在分流环内设置，能够相对于前级转子叶片反向转动。

Description

一种对转冲压压气机
技术领域
本申请属于航空发动机中压气机设计技术领域，具体涉及一种对转冲压压气机。
背景技术
航空发动机高推重比的需求，对其中压气机提出了高压比、大流量的要求，当前，航空发动机中主要采用以下两种方案：
1)多级压气机串联，该种技术方案可达到航空发动机对压气机高压比以及大流量的要求，但其在整体上增加了压气的结构尺寸，占据较大的空间，挤占宝贵的空间资源，且具有较大的重量，与航空发动机当前减重的要求不符；
2)改装为对转冲压压气机，利用高压动叶高速出口气流在复杂尾缘激波流场中加速做功的原理实现对气流的增压，可满足航空发动机对压气机高压比的要求，但流量难以达到航空发动机对压气机大流量的要求。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种对转冲压压气机，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种对转冲压压气机，包括：
外机匣；
前级转子叶片，在外机匣内设置，位于外机匣的进口端；
分流环，在外机匣内设置，位于外机匣的出口端，与外机匣间形成外涵流道；外涵流道的进口端正对前级转子叶片的叶尖部位；
后级转子叶片，在分流环内设置，能够相对于前级转子叶片反向转动。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
多个外涵流道支板，在外涵流道内沿周向设置，支撑在外机匣、分流环之间。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
内机匣，在分流环内设置，与分流环之间形成内环流道；内涵流道的进口端正对后级转子叶片。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
多个内涵流道支板，在分流环、内机匣之间沿周向设置，支撑在分流环、内机匣之间。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
后级驱动轴，一端与后级转子叶片连接，另一端自内机匣内伸出。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
后级支撑轴承，在内机匣、后级驱动轴之间设置。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，后级驱动轴为中空轴；
还包括：
前级驱动轴，一端连接与前级转子叶片连接，另一端伸入后级驱动轴内。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，前级驱动轴朝向前级转子叶片一端具有前向凸出部位；
对转冲压压气机还包括：
外支撑机匣，出口端与外机匣的进口端对接；
内支撑机匣，在外支撑机匣内设置；前向凸出部位伸入内支撑机匣内；
前级支撑轴承，在前向凸出部位、内支撑机匣之间设置；
多个支撑板，在外支撑机匣、内支撑机匣内沿周向设置，支撑在外支撑机匣、内支撑机匣之间。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
支撑环，卡在各个支撑板上，与外支撑机匣之间形成外涵进气道，与内支撑机匣之间形成内涵进气道；外涵进气道的出口端正对前级转子叶片的叶尖部位。
根据本申请的至少一个实施例，上述的对转冲压压气机中，还包括：
连接环，卡在前级转子叶片上，与外机匣之间形成外涵增压流道；外涵增压流道的进口端正对外涵进气道的出口端，出口端正对外涵流道的进口端。
附图说明
图1是本申请实施例提供的对转冲压压气机的示意图；
其中：
1-外机匣；2-前级转子叶片；3-分流环；4-后级转子叶片；5-外涵道支板；6-内机匣；7-后级驱动轴；8-后级支撑轴承；9-外支撑机匣；10-内支撑机匣；11-前级支撑轴承；12-支撑板；13-支撑环；14-连接环；15前级驱动轴；16-内涵道支板；
A-外涵流道；
B-内涵流道；
C-外涵进气道；
D-内涵进气道；
E-外涵增压流道。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
一种对转冲压压气机，包括：
外机匣1；
前级转子叶片2，在外机匣1内设置，位于外机匣1的进口端；
分流环3，在外机匣1内设置，位于外机匣1的出口端，与外机匣间形成外涵流道A；外涵流道A的进口端正对前级转子叶片2的叶尖部位；
后级转子叶片4，在分流环3内设置，能够相对于前级转子叶片2反向转动。
对于上述实施例公开的对转冲压压气机，领域内技术人员可以理解的是，进入外机匣1内流道的气流，流经前级转子叶片2叶尖部位的部分气流可进入外涵流道A，经外涵流道A排出，流经前级转子叶片2叶根部位的部分气流形成高速气流，流入分流环3内，在分流环3内后级转子叶片4对转冲压作用下形成高压气流，该部分气流排出后，与外涵流道A排出的气流混合。
对于上述实施例公开的对转冲压压气机，领域内技术人员还可以理解的是，其基于对转冲压压气机的技术方案，实现高压比，且设计有进口端正对前级转子叶片2叶尖部位的外涵流道A，可引出大量的气流，以此能够满足航空发动机对压气机高压比以及大流量的要求，此外，结构紧凑，结构尺寸相对较小，体积、重量相对较小。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
多个外涵流道支板5，在外涵流道A内沿周向设置，支撑在外机匣1、分流环3之间。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
内机匣6，在分流环3内设置，与分流环3之间形成内环流道B；内涵流道B的进口端正对后级转子叶片4，经后级转子叶片4对转冲压作用形成的高压气流，经内涵流道B排出，与外涵流道A排出的气流混合。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
多个内涵流道支板16，在分流环3、内机匣6之间沿周向设置，支撑在分流环3、内机匣6之间。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
后级驱动轴7，一端与后级转子叶片4连接，以能够驱动后级转子叶片4转动，另一端自内机匣6内伸出，不与内机匣6间发生干涉。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
后级支撑轴承8，在内机匣6、后级驱动轴7之间设置，以将后级驱动轴7支撑在内机匣6内。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，后级驱动轴7为中空轴；
还包括：
前级驱动轴15，一端连接与前级转子叶片2连接，以能够驱动前级转子叶片2，另一端伸入后级驱动轴7内，不与后级驱动轴7间发生干涉。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，前级驱动轴15朝向前级转子叶片2一端具有前向凸出部位；
对转冲压压气机还包括：
外支撑机匣9，出口端与外机匣1的进口端对接，以支撑外机匣1；
内支撑机匣10，在外支撑机匣9内设置；前向凸出部位伸入内支撑机匣10内；
前级支撑轴承11，在前向凸出部位、内支撑机匣10之间设置，以将前级驱动轴15支撑在内支撑机匣10内，不设计前级驱动轴15与后级驱动轴7间相互支撑，以避免产生剧烈振动；
多个支撑板12，在外支撑机匣9、内支撑机匣10内沿周向设置，支撑在外支撑机匣9、内支撑机匣10之间。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
支撑环13，卡在各个支撑板12上，与外支撑机匣9之间形成外涵进气道C，与内支撑机匣10之间形成内涵进气道D；外涵进气道C的出口端正对前级转子叶片2的叶尖部位。
对于上述实施例公开的对转冲压压气机，领域内技术人员还可以理解的是，进入外支撑机匣9流道内的气流，部分会流入外涵进气道C，经外涵进气道C流出后，经前级转子叶片2叶尖部位加压，进入外涵流道A，部分会流入内涵进气道D，经内涵进气道D流出后，经前级转子叶片2叶根部位加压形成高速气流，流入到分流环3内，即是在外支撑机匣9内对气流进行了分流，以提高对转冲压压气机工作的稳定性。
在一些可选的实施例中，上述的对转冲压压气机中，还包括：
连接环14，卡在前级转子叶片2上，与外机匣1之间形成外涵增压流道E；外涵增压流道E的进口端正对外涵进气道C的出口端，出口端正对外涵流道A的进口端。
对于上述实施例公开的对转冲压压气机，领域内技术人员还可以理解的是，经外涵进气道C流出的气流可流入外涵增压流道E，在外涵增压流道E内，由前级转子叶片2叶尖部位进行加压，其后流入外涵流道A，保证与经内涵进气道D流出，流向前级转子叶片2叶根部位进行加压气流的分流效果，提高对转冲压压气机工作的稳定性。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对转冲压压气机，其特征在于，包括：
外机匣(1)；
前级转子叶片(2)，在所述外机匣(1)内设置，位于所述外机匣(1)的进口端；
分流环(3)，在所述外机匣(1)内设置，位于所述外机匣(1)的出口端，与所述外机匣间形成外涵流道(A)；所述外涵流道(A)的进口端正对所述前级转子叶片(2)的叶尖部位；
后级转子叶片(4)，在所述分流环(3)内设置，能够相对于所述前级转子叶片(2)反向转动。
2.根据权利要求1所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
多个外涵流道支板(5)，在所述外涵流道(A)内沿周向设置，支撑在所述外机匣(1)、所述分流环(3)之间。
3.根据权利要求1所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
内机匣(6)，在所述分流环(3)内设置，与所述分流环(3)之间形成内环流道(B)；所述内涵流道(B)的进口端正对所述后级转子叶片(4)。
4.根据权利要求3所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
多个内涵流道支板(16)，在所述分流环(3)、所述内机匣(6)之间沿周向设置，支撑在所述分流环(3)、所述内机匣(6)之间。
5.根据权利要求4所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
后级驱动轴(7)，一端与所述后级转子叶片(4)连接，另一端自所述内机匣(6)内伸出。
6.根据权利要求5所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
后级支撑轴承(8)，在所述内机匣(6)、所述后级驱动轴(7)之间设置。
7.根据权利要求5所述的对转冲压压气机，其特征在于，
所述后级驱动轴(7)为中空轴；
还包括：
前级驱动轴(15)，一端连接与所述前级转子叶片(2)连接，另一端伸入所述后级驱动轴(7)内。
8.根据权利要求7所述的对转冲压压气机，其特征在于，
所述前级驱动轴(15)朝向所述前级转子叶片(2)一端具有前向凸出部位；
所述对转冲压压气机还包括：
外支撑机匣(9)，出口端与所述外机匣(1)的进口端对接；
内支撑机匣(10)，在所述外支撑机匣(9)内设置；所述前向凸出部位伸入所述内支撑机匣(10)内；
前级支撑轴承(11)，在所述前向凸出部位、所述内支撑机匣(10)之间设置；
多个支撑板(12)，在所述外支撑机匣(9)、所述内支撑机匣(10)内沿周向设置，支撑在所述外支撑机匣(9)、所述内支撑机匣(10)之间。
9.根据权利要求8所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
支撑环(13)，卡在各个所述支撑板(12)上，与所述外支撑机匣(9)之间形成外涵进气道(C)，与所述内支撑机匣(10)之间形成内涵进气道(D)；所述外涵进气道(C)的出口端正对所述前级转子叶片(2)的叶尖部位。
10.根据权利要求9所述的对转冲压压气机，其特征在于，
还包括：
连接环(14)，卡在前级转子叶片(2)上，与所述外机匣(1)之间形成外涵增压流道(E)；所述外涵增压流道(E)的进口端正对所述外涵进气道(C)的出口端，出口端正对所述外涵流道(A)的进口端。
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