一种模块化的涡轮支板系统技术方案

本发明专利技术提供了一种模块化的涡轮支板系统，属于航空发动机领域，涡轮支板系统包括涡轮支板和装配在涡轮支板上的一个或多个模块化的功能模块，所述功能模块包括第一功能模块、第二功能模块和第三功能模块。该涡轮支板系统按燃气通道支板、传力路径支柱、油气管路结构组合后的模块化设计，保证了所有功能的可实现性，提高了设计效率，避免了设计过程的反复迭代；另外每个模块单独设置热膨胀间隙与空间，最后统筹协调至内外同心环结构上，避免了膨胀空间裕度不足，导致热变形协调无法解决的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化的涡轮支板系统


[0001]本申请涉及航空发动机领域，具体涉及一种模块化的涡轮支板系统。

技术介绍

[0002]涡轮带承力功能的静子单元为航空发动机中的重要结构。为保证其可靠性，一般该静子单元采用分层设计的思路，其主要的边界与功能需求如下：
[0003]第一，涡轮为航空发动机热端部件，整流支板与内、外同心环形成流道直接与燃气接触，保证燃气气流以一定的角度、速度流出至加力燃烧室及喷管等零部件，并保证其正常工作。
[0004]第二，涡轮带承力功能的静子单元一般为航空发动机某个支点的承力框架，起支承整个转子的功能。要保证在各种工况下转子稳定工作可靠，同时满足空气系统与滑油系统的功能。
[0005]第三，涡轮带承力功能的静子单元一般直径最小的内圈为滑油腔及气腔，通过分区域分腔室来实现，通过整流支板的通道，引入滑油及排气管路，实现滑油腔供油、回油、通风、封严排气等功能。
[0006]由于涡轮带承力功能的静子单元的功能较多，导致其结构复杂度增大，构件之间有一定的耦合和共用关系，带来的热变形协调问题非常复杂。目前行业内涡轮带承力功能的静子单元传统的设计思路包含以下步骤，首先设计人员完成支板气动外型与内、外燃气通道型面设计。其次，设计人员根据支板气动外型等边界条件开始设计承力框架，包括承力支柱等。最后，根据支板与承力系统的边界，布局相关功能管路，包括气管路与油管路。但是，该传统的设计思路中存在以下技术矛盾。
[0007]首先，实现不同功能的零组件间的轮廓边界及空间布局相互矛盾。例如，燃气通道支板轮廓决定了上限，油气管路轮廓决定了下限，如果传力路径支柱的刚度与强度需求超过了上限或下限，将导致承力功能无法实现，此时又要返回开始重新设计。
[0008]其次，不同功能的零组件间由于环境温度差异大，导致其热变形协调问题解决困难。例如，带不同功能滑油管路的热变形协调与带排气功能管路的热变形协调在不同空间结构位置解决热变形协调方式是不一样的。如果统一设置同一种热膨胀间隙结构是不合适的，容易导致整体热变形不协调。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种模块化的涡轮支板系统，通过模块化的设计，能够解决各零组件间的轮廓边界及空间布局的矛盾，同时解决由于功能构件不同带来的热变形协调问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案，一种模块化的涡轮支板系统，所述涡轮支板系统包括涡轮支板和装配在涡轮支板上的一个或多个模块化的功能模块，所述功能模块包括第一功能模块、第二功能模块和第三功能模块，
[0011]所述涡轮支板包括从外到内依次设置的外圈机匣、燃气通道外环、燃气通道内环、内圈机匣以及内腔结构，
[0012]所述燃气通道外环上装配有第一燃气通道支板、第二燃气通道支板和第三燃气通道支板，所述内圈机匣和所述外圈机匣之间固定有第一传力路径支柱和第二传力路径支柱，燃气通道内上固定有内圈机匣，内腔结构上固定有第一油气管路和第二油气管路，
[0013]其中，所述第一功能模块包括所述第一燃气通道支板、所述第一传力路径支柱和所述第一油气管路，所述第二功能模块包括所述第二燃气通道支板和所述第二传力路径支柱，所述第三功能模块包括所述第三燃气通道支板和所述第二油气管路。
[0014]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述第一燃气通道支板、所述第二燃气通道支板和所述第三燃气通道支板为流线型空心结构，流线型空心结构的内轮廓分别大于所述第一传力路径支柱、所述第二传力路径支柱和所述第二油气管路的外轮廓。
[0015]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述第一传力路径支柱和所述第二传力路径支柱为沿轴线对称结构，所述第一传力路径支柱和所述第二传力路径支柱材料为钛合金，所述第一传力路径支柱和所述第二传力路径支柱为空心结构。
[0016]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述燃气通道外环和所述燃气通道内环的壁厚不大于1.2mm。
[0017]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述燃气通道外环和所述燃气通道内环形成的燃气通道扩张设置。
[0018]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述内圈机匣的壁厚较所述外圈机匣壁厚大1～2mm。
[0019]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统，还具有这样的特征，所述内腔结构设有多个用于通油通气的孔。
[0020]有益效果：
[0021]本专利技术所提供的模块化的涡轮支板系统按燃气通道支板、传力路径支柱、油气管路结构组合后的模块化设计，保证了所有功能的可实现性，提高了设计效率，避免了设计过程的反复迭代；另外每个模块单独设置热膨胀间隙与空间，最后统筹协调至内外同心环结构上，避免了膨胀空间裕度不足，导致热变形协调无法解决的问题。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例所提供的一种模块化的涡轮支板系统的整体示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例中的涡轮支板及内层剖视图；
[0025]图3为本专利技术实施例所提供的涡轮支板系统得到周围介质示意图；
[0026]其中，1
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第一燃气通道支板；2
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第一传力路径支柱；3
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第一油气管路；4
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第二燃气通道支板；5
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第二传力路径支柱；6
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第三燃气通道支板；7
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第二油气管路；8
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外圈机匣；9
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燃气通道外环；10
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燃气通道内环；11
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内圈机匣；12
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内腔结构。
具体实施方式
[0027]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0028]在本专利技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“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专利技术创造和简化描述，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专利技术创造的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化的涡轮支板系统，其特征在于，所述涡轮支板系统包括涡轮支板和装配在涡轮支板上的一个或多个模块化的功能模块，所述功能模块包括第一功能模块、第二功能模块和第三功能模块，所述涡轮支板包括从外到内依次设置的外圈机匣(8)、燃气通道外环(9)、燃气通道内环(10)、内圈机匣(11)以及内腔结构(12)，所述燃气通道外环(9)上装配有第一燃气通道支板(1)、第二燃气通道支板(4)和第三燃气通道支板(6)，所述内圈机匣(11)和所述外圈机匣(8)之间固定有第一传力路径支柱(2)和第二传力路径支柱(5)，燃气通道内环(10)上固定有内圈机匣(11)，内腔结构(12)上固定有第一油气管路(3)和第二油气管路(7)，其中，所述第一功能模块包括所述第一燃气通道支板(1)、所述第一传力路径支柱(2)和所述第一油气管路(3)，所述第二功能模块包括所述第二燃气通道支板(4)和所述第二传力路径支柱(5)，所述第三功能模块包括所述第三燃气通道支板(6)和所述第二油气管路(7)。2.根据权利要求1所述的模块化的涡轮支板系统，其特征在于，所述第一燃气通道支板(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维娜，王淞灵，李娅，张成栋，余剑，陈丹青，刘强军，王彬，李晓明，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：