[发明专利]一种压气机用挡板式减涡引气系统

说明书

本发明公开了一种压气机用挡板式减涡引气系统，属于航空发动机压气机二次空气系统减涡技术领域，包括设置在压气机引气通道内的上游压气机盘和下游压气机盘，上游压气机盘和下游压气机盘通过鼓筒连接并形成压气机盘腔，鼓筒上周向设有若干鼓筒孔，压气机盘腔内周向布设有若干挡板，挡板的一端与鼓筒的内壁连接，另一端延伸至上游压气机盘和下游压气机盘的中心通孔处，挡板将压气机盘腔分隔成若干个导气通道，导气通道的进气端与鼓筒孔一一对应，导气通道的出气端与中心通孔相通，高压冷却气体从鼓筒孔进入后便直接进入导气通道内，不会在压气机盘腔进气端产生气体流动分离，从而减小气体在径向入流过程中的局部压力损失，提高了冷却气体的品质。

技术领域

本发明涉及航空发动机压气机二次空气系统减涡技术领域，特别是涉及一种压气机内减涡引气系统。

背景技术

随着现代航空工业不断发展，航空发动机逐渐朝着高推重比、高效率、高可靠性和低油耗的方向发展，导致涡轮叶片等部件的工作环境温度和压力也随之不断提高。为了确保涡轮前叶片温度保持在一个安全的温度范围内，目前常采用高效冷却技术对涡轮前叶片进行冷却，主要是通过在压气机某级的鼓筒上设置鼓筒孔，以将外界的高压冷却气体引入压气机的盘腔内，然后沿压气机盘腔的径向向压气机盘腔的轴心通道流动，最后进入涡轮盘腔内对涡轮前叶片进行降温。但高压冷却气体在沿压气机盘腔的径向向轴心通道流动的过程中，因为高压冷却气体处于高离心力场中，因此高压冷却气体会产生剧烈的自由涡，而自由涡会对气体的径向内流造成阻碍，导致高压冷却气体的压力出现损失，随着高压冷却气体的压力损失，冷却气体对高温部件的冷却效率会降低。

为了减小空气系统中冷气的压力损失，目前的做法是在压气机内设置减涡器，通过减涡器能够降低压气机内产生的自由涡，从而降低高压冷却气体的压力损失。目前常采用的减涡器有翅片减涡器、管式减涡器和反旋喷嘴减涡器。其中翅片减涡器如专利号为“201910353750.X”，专利名称为“一种用于压气机的翅片式减涡器引气系统”公开了一种翅片式减涡器，通过在压气机盘腔的压气机前盘、压气机后盘所形成的压气机盘腔内安装多个长度不同、安装位置不同的翅片，以引导从鼓筒孔处流入的高压气体引向轴心通道处，从而有效减小减涡器系统的压力损失，保证航空发动机二次空气系统冷却气体供气能力，但也正是因为上述专利中翅片的长度不同，沿径向的安装高度不同，导致气体在流动过程中多次发生与翅片入口的分离，反而不利于减小压力损失。而管式减涡器是通过在压气机盘腔的压气机前盘、压气机后盘内安装多个减涡管，以将鼓筒孔处流入的气体引至压气机的轴心通道内，从而降低自由涡的产生，降低高压冷却气体的压力的损失，但管式减涡器结构装配起来较为复杂，且管式减涡器的减涡管引流时容易产生振动，一定程度上威胁了发动机稳定的运行。为此专利号为“201910455789.2”，专利名称为“一种用于航空发动机的新型复合式减涡器引气系统”的发明专利中提出了一种将减涡管和翅片相结合的减涡器，通过减小减涡管的长度，然后对准减涡管的管口设置引流翅片，从而既起到了降低产生自由涡的效果，降低了减涡管的振动程度，弥补单一管式减涡器运行过程中的振动缺陷。但是上述专利中仍存在诸多问题：一是高压冷却气体通过鼓筒孔刚进入压气机盘腔和高压冷却气体流动至鼓筒孔处和翅片与减涡管结合处容易产生自由涡，继而出现压力损失；二是减涡器内又有减涡管，又有翅片，使得减涡器的结构更为复杂，因此装配起来较单一管式减涡器更为困难。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种压气机用挡板式减涡引气系统，相较于管式减涡器和翅片式减涡器，本减涡引气系统在压气机盘腔内设置了通长的挡板，挡板直接从鼓筒的内壁延伸至中心通孔处，将压气机盘腔分隔成若干独立的导气通道，使得高压冷却气体一从鼓筒孔进入便直接进入了导气通道内，从而避免了高压气体在压气机盘腔进气端处产生分压，且高压气体顺着导气通道便直接流入了中心通孔，从而也减弱了高压气体在压气机盘腔内产生自由涡而导致压力损失。