CN210859342U

CN210859342U - 一种压气机及其引气槽导流控制结构

Info

Publication number: CN210859342U
Application number: CN201921808269.7U
Authority: CN
Inventors: 姜逸轩; 翟志龙; 邱毅; 曹传军; 李斌
Original assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Current assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2029-10-25

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种压气机及其引气槽导流控制结构，以改善引气流的流动。所述压气机引气槽导流控制结构包括流道壁面以及流道壁面上的引气槽，在所述引气槽中沿周向设置有多个引气导流片，所述引气导流片具有底端和顶端、前缘和后缘，所述底端固定在所述引气槽的上游壁面侧或下游壁面侧上，所述顶端朝向所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧凸出设置，所述前缘位于所述引气槽的进气侧，所述后缘位于所述引气槽的出气侧，所述引气导流片为翼型结构，且其顶端与所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧具有间隙。

Description

一种压气机及其引气槽导流控制结构

技术领域

本实用新型涉及压气机，尤其涉及从压气机的流道引气的引气机构。

背景技术

航空发动机为满足飞机飞行及发动机正常运行的需求，通常要从高压压气机级间进行引气。所引出的气体用于涡轮叶片的冷却、机舱空气供应、飞机防冰、间隙结构的密封、提供油箱及其他附件设备的高压环境等。压气机级间引气一般使用壁面开孔或开槽的方式，引气孔或引气槽通常位于压气机中间级或出口级的流道壁面。壁面开槽的方式目前存在以下问题：壁面开槽的引气结构在压气机整个周向都是连通的，气体从引气槽流出时，流体周向流动空间大，气体容易在周向上发生流动，进而可能产生不理想的流动结构，影响引气流动及压气机内部主流。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压气机及其引气槽导流控制结构，以改善引气流的流动。

一种压气机引气槽导流控制结构包括流道壁面以及流道壁面上的引气槽，在所述引气槽中沿周向设置有多个引气导流片，所述引气导流片具有底端和顶端、前缘和后缘，所述底端固定在所述引气槽的上游壁面侧或下游壁面侧上，所述顶端朝向所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧凸出设置，所述前缘位于所述引气槽的进气侧，所述后缘位于所述引气槽的出气侧，所述引气导流片为翼型结构，且其顶端与所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧具有间隙。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述引气导流片的所述前缘、所述后缘分别为尖形、钝头。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述引气导流片的底端与所述引气槽的上游壁面侧或下游壁面侧的连接处为加厚结构。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述引气导流片的顶端为尖形。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述引气导流片为两侧的侧面均为凸曲面的翼型结构。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述间隙为所述引气槽宽度的3％至10％。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述引气槽环绕所述流道壁面的整个周向。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述流道壁面为高压压气机中间级机匣，是上游静子叶片和下游转子叶片之间对应的壁面，所述引气槽的出气侧对应中介机匣引气集气腔。

在所述的压气机引气槽导流控制结构的一个或多个实施方式中，所述流道壁面为高压压气机出口、出口断流叶片之间对应的壁面，所述引气槽的出气侧对应扩压器内外环腔。

一种压气机，其包括任一所述的压气机引气槽导流控制结构。

前述压气机引气槽导流控制结构的有益效果是：

1、通过引气槽内的导流片结构，引导引气槽内气体流动，减小流动产生分离、回流或旋涡等不利流动结构的可能性，从而减小流动损失，提高流动效率；

2、通过引气槽内的导流片结构改善了槽内流动后，可以减小引气槽内气体流动对压气机流道内主流的不利影响；

3、通过引气槽内的导流片结构改善了槽内流动后，在压气机处于某些恶劣工况时，可以减弱壁面引气结构对压气机性能的影响。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是压气机引气槽导流控制结构的示意图。

图2是沿图1中A-A方向的示意图。

图3是沿图1中B-B方向的示意图。

图4是实施方式一的示意图。

图5是实施方式二的示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

如图1至图3所示，压气机引气槽导流控制结构包括流道壁面以及流道壁面上的引气槽5，流道壁面是在压气机上游叶片1和下游叶片2之间的外机匣，引气槽周向是全部连通的，即环绕外机匣的整个周向，其上游外机匣3和下游外机匣4通过图中未示出的其他结构相连接。引气槽5因此具有上游壁面51和下游壁面52，上游壁面51和下游壁面52限定引气通道。在引气槽5中设置多个引气导流片6。通过在引气槽内布置引气导流片，引导气流流动，从而改善流场。具体而言，在引气槽5内在上游壁面51一侧布置引气导流片6，所述引气导流片6同下游壁面52之间留有一定间隙，间隙大小为引气槽5宽度的3％～10％。引气槽5的宽度为上游壁面51与下游壁面52之间的距离。

如图2和图3所示，引气导流片6具有前缘61、后缘62以及两侧面 63、64、底端65和顶端66。底端65固定在上游壁面51上，顶端66朝下游壁面52凸出。在另一个实施方式中，底端65固定在下游壁面，而顶端 66朝上游壁面凸出。顶端66与其相对的壁面之间具有间隙。两侧面63、 64均为凸曲面。

如图2所示的A-A向视图，引气导流片6为类似叶型设计的翼型结构，导流片前缘为尖形设计，后缘为钝头设计。钝头是相对导流片6的前缘形状而言的。

如图3所示B-B向剖面，导流片6的底端同上游机匣3即上游壁面51 连接处厚度略有加强为加厚结构，即比与其相邻的导流片厚度要更厚，而导流片的顶端靠近下游机匣4一端为尖形。

实施方式一

参见图4，实施方式一为一种压气机引气槽导流控制结构，该结构位于高压压气机中间级机匣引气处。其中，8为上游静子叶片，9为下游转子叶片，10为压气机外流道壁面引气槽，11为压气机引气导流叶片，12为中介机匣引气集气腔。来流气体从上游流向下游，在外流道壁面引气槽10处引走部分气体，所引气体流经引气槽导流叶片11整流后，流入中介机匣引气集气腔，随后经其他管路流至他处，用于发动机涡轮冷却、发动机进口防冰和飞机机舱客户空调用气等。引气槽导流叶片11对引气流动进行整流，改善引气槽处气体流场，减小发生分离、回流、旋涡等不利流动结构的可能性，从而减少流动损失，提高流动效率。

实施方式二

参见图5，实施方式二为一种压气机引气槽导流控制结构，该结构位于高压压气机出口、OGV(出口导流叶片)叶片前缘处。13为上游转子叶片，14 为下游OGV静子叶片，15为OGV出口引气槽，16为压气机引气导流叶片， 17为扩压器内外环腔。来流气体从压气机级间流道压气机出口处，在外流道壁面OGV前引气槽15处引走部分气体，所引气体流经引气槽导流叶片16 整流后，流入中介机匣引气集气，随后经其他管路流至发动机涡轮冷却，用于涡轮冷却。引气槽导流叶片16对引气流动进行整流，改善引气槽处气体流场，减小发生分离、回流、旋涡等不利流动结构的可能性，从而减少流动损失，提高流动效率。

前述实施方式可针对下述问题中的至少一个：

1、传统壁面引气槽的方式，气体在引气槽内的流动缺乏引导，流动速度大小及方向自发形成，可能产生分离、旋涡、回流等不利的流动结构，产生流动损失，影响效率；

2、由于以上缺陷的存在，引气槽内分离、回流、旋涡等流动，可能会对压气机流道内主流产生不利的影响；

3、由于以上缺陷的存在，压气机某些恶劣工况下，壁面引气槽内的气体流动对压气机性能会产生不利的影响。

前述各实施方式针对压气机壁面引气槽结构内气流缺乏流动引导的问题，在引气槽沿径向布置引气导流片，引导引气槽内气体流动，从而改善引气槽内的流动，其可取得如下有益效果：

1、通过引气槽内的导流片结构，引导引气槽内气体流动，减小流动产生分离、回流、旋涡等不利流动结构的可能性，从而减小流动损失，提高流动效率；

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims

1.压气机引气槽导流控制结构，包括流道壁面以及流道壁面上的引气槽，其特征在于，在所述引气槽中沿周向设置有多个引气导流片，所述引气导流片具有底端和顶端、前缘和后缘，所述底端固定在所述引气槽的上游壁面侧或下游壁面侧上，所述顶端朝向所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧凸出设置，所述前缘位于所述引气槽的进气侧，所述后缘位于所述引气槽的出气侧，所述引气导流片为翼型结构，且其顶端与所述引气槽的下游壁面侧或上游壁面侧具有间隙。

2.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述引气导流片的所述前缘、所述后缘分别为尖形、钝头。

3.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述引气导流片的底端与所述引气槽的上游壁面侧或下游壁面侧的连接处为加厚结构。

4.如权利要求3所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述引气导流片的顶端为尖形。

5.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述引气导流片为两侧的侧面均为凸曲面的翼型结构。

6.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述间隙为所述引气槽宽度的3％至10％。

7.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述引气槽环绕所述流道壁面的整个周向。

8.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述流道壁面为高压压气机中间级机匣，是上游静子叶片和下游转子叶片之间对应的壁面，所述引气槽的出气侧对应中介机匣引气集气腔。

9.如权利要求1所述的压气机引气槽导流控制结构，其特征在于，所述流道壁面为高压压气机出口、出口断流叶片之间对应的壁面，所述引气槽的出气侧对应扩压器内外环腔。

10.一种压气机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的压气机引气槽导流控制结构。