用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统技术方案

本发明专利技术属于航空发动机领域，提供了一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，所述阶梯式环管换热系统位于涡轮机匣外涵道内，包括热交换环管

【技术实现步骤摘要】
用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统


[0001]本专利技术属于航空发动机领域，涉及滑油封严空气冷却设计技术，具体涉及一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统
。

技术介绍

[0002]航空发动机轴承腔内存在有大量用于轴承润滑冷却的滑油，为了防止滑油向发动机盘腔泄漏，需要在轴承腔与外围空气腔之间设置密封装置，并从发动机压缩部件引出空气通往密封装置，以便在密封装置两侧建立合适的封严压差防止滑油通过密封装置泄漏，上述封严压差过大或过小都会造成不可接受的滑油泄漏
。
此外，由于轴承腔内滑油工作温度受限，为了防止大量热量传递至滑油系统，用于滑油密封的空气温度不能超过限制温度
。
[0003]为了同时满足滑油封严对压力和温度的限制要求，当前常用的设计方案是：当发动机处于较小的工作状态或在高空低速飞行时，压气机引气压力较小，可以选择靠近压气机出口位置引气防止轴承腔滑油封严压差过小；当发动机处于较大的工作状态时，压气机引气压力和温度均较高，选择靠近压气机进口位置引气防止轴承腔滑油封严压差过大和温度过高
。
上述方案需通过结构复杂的引气转换装置来实现，但是由于面临着从靠近压气机出口位置引气时温度高的问题，且需要通过电驱动或液压驱动进行工作，使得引气转换装置在实际应用中常出现高温环境下转换异常的情形，难以满足滑油封严空气温度的可靠调节
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有引气转换装置在实际应用中带来的系统结构复杂及高温环境下工作可靠性差，难以满足滑油封严空气温度调节的问题，本专利技术设计了一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，该阶梯式环管换热系统的结构简单，可以在引气流路上对轴承腔滑油封严的空气进行预冷却，从而实现稳定且可靠的降低用于轴承腔滑油封严的空气温度
。
[0005]实现专利技术目的的技术方案如下：一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，所述阶梯式环管换热系统位于涡轮机匣外涵道内，包括热交换环管
、
悬臂夹具，所述热交换环管夹持在所述悬臂夹具上，且所述悬臂夹具前段固定在涡轮机匣安装边上
。
[0006]其中，所述热交换环管包括依次连通的入口管
、
多回路环管
、
出口管，所述多回路环管包括沿气流方向依次连通的多排半圆形回形管
。
[0007]所述悬臂夹具沿气流方向倾斜设置，使多排所述半圆形回形管与涡轮机匣外壁之间的距离沿气流方向依次增大
。
[0008]进一步的，所述出口管位于所述入口管沿气流方向的后方；所述多回路环管有两组，两组所述多回路环管对称设置在所述入口管或所述出口管两侧
。
[0009]更进一步的，所述多回路环管为四回路环管
。
[0010]进一步的，所述多回路环管中第一排所述半圆形回形管与所述涡轮机匣之间具有
间距
。
[0011]更进一步的，所述悬臂夹具为一端开口的板状结构
。
[0012]优选地，所述悬臂夹具的倾斜角度为5°
～
30
°
。
[0013]进一步的，所述入口管上设有节流嘴，所述出口管为两端带球头的圆形通气管
。
[0014]进一步的，所述入口管和所述出口管均为丁字结构的三通管
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计的阶梯式环管换热系统，可以实现航空发动机轴承腔滑油封严空气的预冷却，能够降低用于轴承腔滑油封严的空气温度
。
同时，沿气流方向倾斜设置的多排半圆形回形管设计能够解决上游环管外侧气流温升及流场弱化下游环管外换热的关键技术问题
。
[0016]同时，该阶梯式环管换热系统设置在涡轮机匣外侧的凹陷区域，能够避免其对外涵流动影响
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
[0018]图1为本专利技术具体实施方式中阶梯式环管换热系统的示意图；
[0019]图2为本专利技术具体实施方式中热交换环管的立体图；
[0020]其中，
1、
热交换环管；
2、
悬臂夹具；
11、
入口管；
12、
多回路环管；
13、
出口管；
100、
涡轮机匣；
121、
半圆形回形管；
3、
螺栓
。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚
。
但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制
。
本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内
。
[0022]本具体实施方式公开了一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，参见图1所示，所述阶梯式环管换热系统位于涡轮机匣
100
外涵道内，包括热交换环管
1、
悬臂夹具2，所述热交换环管1夹持在所述悬臂夹具2上，且所述悬臂夹具2前段经螺栓3固定在涡轮机匣
100
安装边上
。
[0023]在本实施例中，参见图1所示，为了避免所述阶梯式环管换热系统对外涵道中气流流动的影响，将所述阶梯式环管换热系统设置在涡轮机匣
100
外侧的凹陷区域，也就是机匣壁面距离发动机轴心距离小的位置
。
[0024]其中，参见图2所示，所述热交换环管1包括依次连通的入口管
11、
多回路环管
12、
出口管
13
，所述多回路环管
12
包括沿气流方向依次连通的多排半圆形回形管
121。
[0025]所述悬臂夹具2沿气流方向倾斜设置，使多排所述半圆形回形管与涡轮机匣
100
外壁之间的距离沿气流方向依次增大，例如，当第一排所述半圆形回形管
121
与所述涡轮机匣
100
之间的距离为4～
5mm
时，沿气流方向后面各排半圆形回形管
121
与所述涡轮机匣
100
之间的距离，可以在第一排半圆形回形管
121
的基础上以
1mm
幅度依次增加，也可以理解为使所述悬臂夹具2的倾斜角度为5°
～
30
°
。
[0026]进一步的，所述出口管
13
位于所述入口管
11
沿气流方向的后方
。
参见图2所示，所述多回路环管
12
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，所述阶梯式环管换热系统位于涡轮机匣
(100)
外涵道内，其特征在于：包括热交换环管
(1)、
悬臂夹具
(2)
，所述热交换环管
(1)
夹持在所述悬臂夹具
(2)
上，且所述悬臂夹具
(2)
前段固定在涡轮机匣
(100)
安装边上；所述热交换环管
(1)
包括依次连通的入口管
(11)、
多回路环管
(12)、
出口管
(13)
，所述多回路环管
(12)
包括沿气流方向依次连通的多排半圆形回形管；所述悬臂夹具
(2)
沿气流方向倾斜设置，使多排所述半圆形回形管与涡轮机匣
(100)
外壁之间的距离沿气流方向依次增大
。2.
根据权利要求1所述的用于滑油封严空气预冷却的阶梯式环管换热系统，其特征在于：所述出口管
(13)
位于所述入口管
(11)
沿气流方向的后方；所述多回路环管
(12)
有两组，两组所述多回路环管
(12)
对称设置在所述入口管
(11)
或所述出口管
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，熊艳华，李天禄，范奇乐，
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：