一种变几何涡轮冷气流路结构制造技术

本申请属于流路结构设计领域，特别涉及一种变几何涡轮冷气流路结构。包括：外机匣、高压机匣、低压机匣、衬套以及导向叶片。外机匣上开设有第一通气孔，高压机匣与外机匣连接，高压机匣的一端沿周向开设有第二通气孔；低压机匣与高压机匣连接，低压机匣上设置有与第二通气孔相适配的长方体结构，长方体结构开设有与第二通气孔连通的长方体腔，长方体结构上沿径向开设有安装孔；衬套安装在安装孔中，衬套上设置有镂空结构，镂空结构与长方体腔连通；导向叶片为空心叶片，导向叶片的转轴设置在衬套中，转轴上开设有第三通气孔。本申请能够解决变几何涡轮冷气流路结构的密封问题，同时不影响导向叶片的旋转，可以广泛应用在变循环发动机上。

A Variable Geometry Turbine Cold Air Circuit Structure

The application belongs to the field of flow structure design, in particular to a variable geometry turbine cold air flow structure. Including: outer casing, high-pressure casing, low-pressure casing, bushing and guide vane. A first ventilation hole is arranged on the outer casing, a high-pressure casing is connected with the outer casing, and a second ventilation hole is arranged along the circumference at one end of the high-pressure casing; a low-pressure casing is connected with the high-pressure casing, and a cuboid structure matching the second ventilation hole is arranged on the low-pressure casing, a cuboid cavity connected with the second ventilation hole is arranged on the cuboid structure, and an installation hole is arranged along the radial direction on the cuboid structure. The bushing is installed in the installation hole, and the bushing is provided with a hollow structure, which is connected with the cuboid cavity; the guide vane is a hollow blade, and the rotating shaft of the guide vane is arranged in the bushing, and the third ventilation hole is arranged on the rotating shaft. The application can solve the sealing problem of variable geometry turbine cold air passage structure without affecting the rotation of guide vanes, and can be widely used in variable cycle engines.

【技术实现步骤摘要】
一种变几何涡轮冷气流路结构
本申请属于流路结构设计领域，特别涉及一种变几何涡轮冷气流路结构。
技术介绍
变几何低压涡轮是变循环发动机的典型部件，通过导叶旋转改变导向器喉部面积，调节发动机流量。涡轮工作在高温环境中，需要引压气机气对涡轮进行冷却，同时平衡高、低压转子轴向力。变几何涡轮设计的难点之一在于保证导叶旋转的同时，构造冷气流路结构，将冷气引至发动机内腔及需要冷却的零件处，冷气在流动过程中泄露少并能顺畅流动。国内目前尚未开展过变几何涡轮结构设计，现有的涡轮均为常规循环涡轮，其结构与变几何涡轮有很大不同，并不能按照常规循环涡轮的设计思想构造变几何涡轮冷气流路结构。国外有变几何涡轮结构原理的研究，但是距离工程应用差距很大。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
技术实现思路
本申请的目的是提供了一种变几何涡轮冷气流路结构，以解决现有技术存在的至少一个问题。本申请的技术方案是：一种变几何涡轮冷气流路结构，包括：外机匣，所述外机匣上开设有第一通气孔，所述第一通气孔与引气管连接；高压机匣，所述高压机匣与所述外机匣连接，所述高压机匣与所述外机匣之间形成空腔，所述高压机匣的一端沿周向开设有第二通气孔；低压机匣，所述低压机匣与所述高压机匣连接，所述低压机匣上设置有与所述第二通气孔相适配的长方体结构，所述长方体结构开设有与所述第二通气孔连通的长方体腔，所述长方体结构上沿径向开设有安装孔；衬套，所述衬套安装在所述安装孔中，所述衬套上设置有镂空结构，所述镂空结构与所述长方体腔连通；导向叶片，所述导向叶片为空心叶片，所述导向叶片的转轴设置在所述衬套中，所述转轴上开设有第三通气孔。可选地，所述外机匣与所述高压机匣通过全环安装边连接。可选地，所述高压机匣与所述低压机匣通过全环安装边连接。可选地，所述高压机匣中设置有挡板，所述挡板用于导流。可选地，所述衬套与所述低压机匣过盈配合。可选地，所述低压机匣上开设有卡槽，所述衬套上设置有定位块，所述定位块卡接在所述低压机匣的卡槽中。可选地，所述衬套与所述导向叶片的转轴间隙配合，且所述衬套与所述导向叶片的线膨胀系数相同。可选地，所述低压机匣的所述长方体结构上沿轴向开设有第四通气孔，所述第四通气孔用于将气流引向外环块。可选地，所述第二通气孔为沿所述高压机匣的周向均匀布置的两端呈圆弧状的长条孔。可选地，所述第三通气孔为沿所述导向叶片转轴周向均匀布置的矩形孔。专利技术至少存在以下有益技术效果：本申请的变几何涡轮冷气流路结构，封严可靠，低压机匣上设计的长方体结构集合了多种功能，既不影响导向叶片的旋转，同时又能够将冷却气引流到相应位置，该结构可以广泛应用在变循环发动机上。附图说明图1是本申请一个实施方式的变几何涡轮冷气流路结构示意图；图2是本申请一个实施方式的变几何涡轮冷气流路结构的高压机匣示意图；图3是本申请一个实施方式的变几何涡轮冷气流路结构的低压机匣示意图；图4是图3的截面图；图5是本申请一个实施方式的变几何涡轮冷气流路结构的衬套示意图；图6是本申请一个实施方式的变几何涡轮冷气流路结构的导向叶片示意图。其中：1-外机匣；2-高压机匣；21-第二通气孔；3-引气管；4-挡板；5-导向叶片；6-低压机匣；61-长方体结构；62-长方体腔；63-第四通气孔；7-外环块；8-衬套；81-定位块；9-高压涡轮盘；10-低压涡轮盘。具体实施方式为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。下面结合附图1至图6对本申请做进一步详细说明。本申请提供了一种变几何涡轮冷气流路结构，包括：外机匣1、高压机匣2、低压机匣6、衬套8以及导向叶片5。具体的，外机匣1上开设有第一通气孔，第一通气孔与引气管3连接高压机匣2与外机匣1连接，并与外机匣1之间形成空腔，高压机匣2的一端沿周向开设有第二通气孔；低压机匣6与高压机匣2连接，低压机匣6上设置有与第二通气孔21相适配的长方体结构61，长方体结构61开设有与第二通气孔21连通的长方体腔62，长方体结构61上沿径向开设有安装孔；衬套8安装在安装孔中，衬套8上设置有镂空结构，镂空结构与长方体腔62连通；导向叶片5为空心叶片，导向叶片5的转轴设置在衬套8中，转轴上开设有第三通气孔。在本申请的一个具体实施方式中，引气管3将压气机的冷却气流通过外机匣1的第一通气孔引入高压机匣2与外机匣1之间形成空腔中，通过在高压机匣2上设置挡板4，挡板4具有一定的导流作用，其将冷却气流导入到高压机匣2的第二通气孔21，第二通气孔21为沿高压机匣2的周向均匀布置的两端呈圆弧状的长条孔，冷却气流经过第二通气孔21进入低压机匣6的长方体结构61的长方体腔62中，然后冷却气流进一步从衬套8的镂空结构穿过导向叶片5的第三通气孔进入空心的导向叶片5中。本实施例中，导向叶片5为空心叶片，叶身内部有冷气通道，第三通气孔为沿导向叶片5转轴周向均匀布置的矩形孔，导向叶片5的底部也有通气孔。通过衬套8后的冷却气流从第三通气孔进入导向叶片5，然后通过叶身内的冷气通道，从叶片底部的通气孔进入到高压涡轮盘9与低压涡轮盘10中间的空腔，实现冷却效果。有利的是，本实施例中，外机匣1与高压机匣2通过全环安装边相连，组成了一个封闭的空腔，使得进入该空腔的压气机气流无泄露，只能通过高压机匣2上的第二通气孔21流向低压机匣6。高压机匣2与低压机匣6通过全环安装边相连，则当压气机气流从高压机匣2上的第二通气孔21流向低压机匣6上的长方体腔62时无泄露，且第二通气孔21与长方体腔62是一一对应的，冷气流路明确，顺畅。有利的是，本实施例中，衬套8与低压机匣6过盈配合，则压气机气流不会从此处泄露。由于导向叶片5要旋转，则衬套8与导向叶片5的上转轴之间间隙配合，通过选材使得衬套8与低压机匣6的线膨胀系数相当，保持发动机工作时此处间隙不增大，可以有效控制压气机气流的泄露量。另外，为了防止导向叶片5旋转时，衬套8的中部遮挡导向叶片5上的第三通气孔，在衬套8上设计了定位块81，定位块81卡在低压机匣6上对应的卡槽内，从而保证在导向叶片5整个旋转角度范围内，均不会遮挡转轴处的第三通气孔。有利的是，本实施例中，在低压机匣6上的每一个长方体结构61内，设计有轴向开设的第四通气孔63，第四通气孔63直接将压气机气流引向外环块7，在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变几何涡轮冷气流路结构，其特征在于，包括：外机匣(1)，所述外机匣(1)上开设有第一通气孔，所述第一通气孔与引气管(3)连接；高压机匣(2)，所述高压机匣(2)与所述外机匣(1)连接，所述高压机匣(2)与所述外机匣(1)之间形成空腔，所述高压机匣(2)的一端沿周向开设有第二通气孔(21)；低压机匣(6)，所述低压机匣(6)与所述高压机匣(2)连接，所述低压机匣(6)上设置有与所述第二通气孔(21)相适配的长方体结构(61)，所述长方体结构(61)开设有与所述第二通气孔(21)连通的长方体腔(62)，所述长方体结构(61)上沿径向开设有安装孔；衬套(8)，所述衬套(8)安装在所述安装孔中，所述衬套(8)上设置有镂空结构，所述镂空结构与所述长方体腔(62)连通；导向叶片(5)，所述导向叶片(5)为空心叶片，所述导向叶片(5)的转轴设置在所述衬套(8)中，所述转轴上开设有第三通气孔。

【技术特征摘要】
1.一种变几何涡轮冷气流路结构，其特征在于，包括：外机匣(1)，所述外机匣(1)上开设有第一通气孔，所述第一通气孔与引气管(3)连接；高压机匣(2)，所述高压机匣(2)与所述外机匣(1)连接，所述高压机匣(2)与所述外机匣(1)之间形成空腔，所述高压机匣(2)的一端沿周向开设有第二通气孔(21)；低压机匣(6)，所述低压机匣(6)与所述高压机匣(2)连接，所述低压机匣(6)上设置有与所述第二通气孔(21)相适配的长方体结构(61)，所述长方体结构(61)开设有与所述第二通气孔(21)连通的长方体腔(62)，所述长方体结构(61)上沿径向开设有安装孔；衬套(8)，所述衬套(8)安装在所述安装孔中，所述衬套(8)上设置有镂空结构，所述镂空结构与所述长方体腔(62)连通；导向叶片(5)，所述导向叶片(5)为空心叶片，所述导向叶片(5)的转轴设置在所述衬套(8)中，所述转轴上开设有第三通气孔。2.根据权利要求1所述的变几何涡轮冷气流路结构，其特征在于，所述外机匣(1)与所述高压机匣(2)通过全环安装边连接。3.根据权利要求1所述的变几何涡轮冷气流路结构，其特征在于，所述高压机匣(2)与所述低压机匣(6)通过全环安装边连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永泉，李东彪，刘沛，刘志江，王广宁，赵巍，
申请(专利权)人：北京清软创想信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11