压气机及其引气结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种压气机及其引气结构，所述压气机包括机匣和静子，所述静子的一端设置在所述机匣上，其特征在于，所述引气结构贯通所述机匣的上端面和下端面，所述引气结构沿轴向具有相对设置的第一引流面和第二引流面，所述第一引流面位于下游方向，所述第二引流面位于上游方向，所述第一引流面和所述第二引流面之间形成引流通道，所述第一引流面包括向所述下游方向弯曲的第一曲面和第二曲面，所述第一曲面与所述下端面相接，所述第二曲面与所述上端面相接，其中，所述第一曲面的第一曲率大于所述第二曲面的第二曲率。该引气结构有效地改善了压气机的气动性能，并且提高了引流效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
压气机及其引气结构


[0001]本技术涉及航空发动机领域，具体地涉及一种压气机及其引气结构。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，现代航空发动机对经济性和可靠性的要求越来越高，航空发动机各部件的性能遇到了前所未有的挑战。
[0003]轴流压气机是航空发动机的核心部件之一，其性能对整个发动机有着举足轻重的影响。为满足飞机和发动机不同工作状态的不同需求，现代航空发动机通常需要在不同压气机的级间进行引气，用以热端部件冷却、飞机座舱空调供气和增压、飞机防冰等。随着涡轮进口温度的提高，发动机对压气机的引气需求也逐渐增加。为满足不同的引气需求，通常在压气机级间不同位置设置多个引气口。由于发动机结构尺寸等限制，压气机级间引气通常采用直接在机匣壁面开槽或开孔的方式，将主流气流引出。级间引气的位置特殊性、以及壁面开槽的引气方式，会对压气机性能产生影响，进而对整个发动机性能产生影响。
[0004]图1是一种在机匣壁面具有引气槽的轴流压气机的结构示意图。图1所示为沿轴向的截面图。参考图1所示，该轴流压气机具有静子叶片110和转子叶片120，静子叶片110设置在机匣110上，与该机匣110的下端面111相接触。机匣110具有下端面111和上端面112，引气槽130贯通该机匣110，使进入压气机内部的气流从该引气槽130流出，如引气槽130中的箭头所示。然而，传统压气机的引气槽通常是采用简单开孔或开槽的方式来实现。引气槽的设置仅考虑其面积满足空气系统专业的设计要求，而未考虑孔/槽的形状对压气机气流流动的影响。
[0005]多级轴流压气机内部流场复杂，气流流动三维效应明显。压气机的气动损失主要来源为叶型损失、端壁损失和泄漏损失。高负荷压气机端壁区域流动十分复杂，端壁附面层损失是压气机损失的关键因素。传统的壁面引气孔/槽的设计，主流气流在引气孔/槽位置的流动较为混乱，可能产生分离、旋涡、回流等不良流动，如图1所示，一方面会影响主流从而对压气机性能产生影响，另一方面也降低了引气流的效率。

技术实现思路

[0006]本技术所要解决的技术问题是提供一种改善压气机气动性能、提高引流效率的引气结构。
[0007]本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种压气机的引气结构，所述压气机包括机匣和静子，所述静子的一端设置在所述机匣上，其特征在于，所述引气结构贯通所述机匣的上端面和下端面，所述引气结构沿轴向具有相对设置的第一引流面和第二引流面，所述第一引流面位于下游方向，所述第二引流面位于上游方向，所述第一引流面和所述第二引流面之间形成引流通道，所述第一引流面包括向所述下游方向弯曲的第一曲面和第二曲面，所述第一曲面与所述下端面相接，所述第二曲面与所述上端面相接，其中，所述第一曲面的第一曲率大于所述第二曲面的第二曲率。
[0008]在本技术的一实施例中，所述第二引流面包括向所述上游方向弯曲的第三曲面，所述第三曲面与所述下端面相接，并且，所述第一曲率大于所述第三曲面的第三曲率。
[0009]在本技术的一实施例中，所述第二引流面还包括平面，所述平面与所述上端面相接，所述平面与所述上端面之间具有夹角，所述夹角是锐角。
[0010]在本技术的一实施例中，所述夹角的范围是25
‑
60度。
[0011]在本技术的一实施例中，所述第一曲面为具有第一半径的圆弧面，所述第一半径是所述机匣的厚度的0.1
‑
0.2倍。
[0012]在本技术的一实施例中，所述第三曲面为具有第二半径的圆弧面，所述第二半径是所述机匣的厚度的0.5
‑
1倍。
[0013]在本技术的一实施例中，所述第一曲面为椭圆弧面。
[0014]在本技术的一实施例中，所述第一曲面与所述第二曲面在垂直所述轴向的垂直方向的截面上有第一交界点，所述第二曲面与所述上端面在所述垂直方向的截面上有第二交界点，所述第二曲面在所述垂直方向的截面上为曲线，所述曲线根据多项式拟合形成。
[0015]在本技术的一实施例中，从所述第一交界点出发沿平行于所述平面的方向作第一延伸线，从所述第二交界点出发沿平行于所述上端面的方向作第二延伸线，所述第一延伸线与所述第二延伸线具有交点，所述交点与所述第二交界点之间具有距离，所述距离是所述机匣的厚度的0.2
‑
0.4倍。
[0016]在本技术的一实施例中，所述第三曲面与所述平面在垂直所述轴向的垂直方向的截面上有第三交界点，所述第三交界点与所述下端面之间的距离大于所述第一交界点与所述下端面之间的距离。
[0017]在本技术的一实施例中，所述引气结构位于所述静子的下游方向。
[0018]在本技术的一实施例中，所述引气结构在所述机匣上沿周向连通。
[0019]在本技术的一实施例中，所述引气结构在所述机匣上沿周向均匀间隔地分布。
[0020]本技术为解决上述技术问题还提出一种压气机，包括如上所述的引气结构。
[0021]本技术的引气结构将第一引流面和第二引流面设置为曲面，由于在第一引流面设置第一曲面和第二曲面，且第一曲面的第一曲率大于第二曲面的第二曲率，有利于避免气流在进入引流通道时发生漩涡和回流现象，有效地改善了压气机的气动性能，并且提高了引流效率。
附图说明
[0022]为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，其中：
[0023]图1是一种在机匣壁面具有引气槽的轴流压气机的结构示意图；
[0024]图2是本技术一实施例的压气机的引气结构的结构示意图；
[0025]图3是本技术一实施例的压气机的引气结构的结构示意图；
[0026]图4是本技术另一实施例的压气机的引气结构的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为让本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0030]在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压气机的引气结构，所述压气机包括机匣和静子，所述静子的一端设置在所述机匣上，其特征在于，所述引气结构贯通所述机匣的上端面和下端面，所述引气结构沿轴向具有相对设置的第一引流面和第二引流面，所述第一引流面位于下游方向，所述第二引流面位于上游方向，所述第一引流面和所述第二引流面之间形成引流通道，所述第一引流面包括向所述下游方向弯曲的第一曲面和第二曲面，所述第一曲面与所述下端面相接，所述第二曲面与所述上端面相接，其中，所述第一曲面的第一曲率大于所述第二曲面的第二曲率。2.如权利要求1所述的引气结构，其特征在于，所述第二引流面包括向所述上游方向弯曲的第三曲面，所述第三曲面与所述下端面相接，并且，所述第一曲率大于所述第三曲面的第三曲率。3.如权利要求2所述的引气结构，其特征在于，所述第二引流面还包括平面，所述平面与所述上端面相接，所述平面与所述上端面之间具有夹角，所述夹角是锐角。4.如权利要求3所述的引气结构，其特征在于，所述夹角的范围是25
‑
60度。5.如权利要求1所述的引气结构，其特征在于，所述第一曲面为具有第一半径的圆弧面，所述第一半径是所述机匣的厚度的0.1
‑
0.2倍。6.如权利要求2所述的引气结构，其特征在于，所述第三曲面为具有第二半径的圆弧面，所述第二半径是所述机匣的厚度的0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：张晓诗，李游，朱伟，李继保，
申请(专利权)人：中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，
类型：新型
国别省市：