[发明专利]一种空气涡轮起动机涡轮级装置

说明书

本发明涉及一种空气涡轮起动机涡轮级装置。本装置主要用于提取特定辅助动力系统提供的高温高压来流中的内能,并转化为100kW功率等级轴功率。本装置主要由导向器、涡轮和壳体组成。其中，导向器通过螺钉安装于壳体内，导向器下游为涡轮，涡轮伸入壳体内部，并与导向器和壳体保持间隙。空气涡轮起动机工作时，高温高压来流被限制在壳体中，冲击导向器，带转涡轮，产生轴功率。本装置结构简单，可靠性高；匹配辅助动力系统提供的特定来流，输出100kW功率等级的轴功率，具有较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于航空辅助动力系统，涉及一种空气涡轮起动机涡轮级装置。

背景技术

空气涡轮起动机为航空辅助动力系统中的一部分。其工作原理为通过由航空辅助动力系统提供的高压气流冲击空气涡轮起动机的涡轮级装置，带动涡轮转动，向发动机起动系统传动链输出轴功率，带动发动机起动。当带转发动机达到一定转速后，空气涡轮起动机停止工作，与发动机起动系统传动链脱离。

该过程中，需完成通过高压气流通过导向器叶片,改变进气方向后冲击涡轮，带动涡轮转动，向发动机起动系统传动链输出轴功率。

现有技术中，无涡轮级装置能够匹配本型号中所需的特定航空辅助动力系统提供的高压气流，输出100kW功率等级的轴功率，因此严重限制空气涡轮起动机的设计。

发明内容

本发明的目的：提供一种结构紧凑、可靠性高的空气涡轮起动机涡轮级装置。

本发明的技术方案：一种空气涡轮起动机涡轮级装置，包括：导向器、涡轮和壳体组成。其中，导向器安装于壳体内，导向器下游为涡轮，涡轮伸入壳体内部，并与导向器和壳体保持间隙。

本发明的有益效果：本发明提供一种空气涡轮起动机涡轮级装置。可匹配辅助动力系统提供的特定来流，输出100kW功率等级的轴功率。本发明为纯机械结构，不需要附件控制元件，自动化完成空气涡轮起动机输出转速的加速过程。各零件结构简单，对材料和加工工艺无特殊要求，生产成本底。

附图说明：

图1是本发明一种空气涡轮起动机涡轮级装置的结构简图；

其中，1-壳体、2-螺钉、3-导向器、4-涡轮。

图2所示为导向器，图3所示为导向器叶片，图4所示为涡轮，图5涡轮叶片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请同时参阅图1，图1是本发明空气涡轮起动机涡轮级装置的结构简图。本发明空气涡轮起动机涡轮级装置包括通过螺钉2安装于壳体1内的导向器3，导向器3下游为涡轮4，涡轮4伸入壳体1内部，涡轮4伸入壳体1中心轴线重合，圆周方向保持间隙H。

所述的导向器上有22个叶片，沿圆周均布，内径为(Φ145±0.5)mm，外径为Φ(175～ 175.03)mm。叶片沿圆周方向剖面图展开后，叶片叶型由前缘、后缘、压力面和吸力面组成。前缘为一段直径为Φ1.5mm的圆弧。后缘为一段直径为Φ0.33mm的圆弧。如图3所示建立坐标系。

所述的涡轮上有沿涡轮盘外侧圆周均布的45个叶片，涡轮杆位于涡轮盘一侧。叶片在涡轮直径方向上内径为Φ(142.9～144.5)mm，外径为Φ(177.45～177.5)mm，沿圆周方向剖面图展开后，叶片叶型由前缘、后缘、压力面和吸力面组成。前缘为一段直径为Φ0.583mm 的圆弧。后缘为一段直径为Φ0.280mm的圆弧。如图5所示建立坐标系。涡轮杆上有两个直径为Φ17mm轴承配合面，两轴承配合面相距(23±3)mm。

所述的涡轮4与壳体1在半径方向保持间隙H的范围为(0.5～0.8)mm。

本发明中空气涡轮起动机涡轮级装置工作时，流量为1.2kg/s，压力为0.28MPa(表压) 的高压气流沿壳体流过导向器，沿导向器叶片叶型产生一定气流偏转，流出导向器后冲击涡轮，带动涡轮转动达到3500r/min后，向后端传动链输出100kW等级的轴功率。