[发明专利]一种用于压气机级间的双重径向封严结构

说明书

本发明公开了一种用于压气机级间的双重径向封严结构，属于航空发动机压气机应用领域。当气流通过进口轴向封严段后，经过第一径向封严段和第二径向封严段；两个径向封严段由三个挡片组成，一个挡片加工在静子冠上，两个挡片设置在压气机轮毂上,三个环形挡片在周向剖面上均为矩形，挡片侧端导圆角；三个挡片沿径向的高度不同，在不同的径向位置交替排列组成双重径向封严结构；同时，轮毂上的两个环形挡片旋转，增大进口转静盘腔的旋流，用于阻碍泄漏流的流过。双重径向封严结构易于加工实现。双重径向封严结构通过挡片和径向间隙双重封严阻碍气流的流入，增大气流的流动阻力，可有效地降低压气机级间泄漏流量，提高压气机的效率。

技术领域

本发明涉及航空发动机压气机应用技术领域，具体地说，涉及一种用于压气机级间的双重径向封严结构。

背景技术

在航空发动机中，压气机常用带冠静子叶片来防止叶片过大的振动，在转子轮毂上一般都有缺槽来容放静子冠，通常将这个主流流道内部转子和静子之间的区域称为压气机级间。随着压气机主流压力的升高，气流会通过级间反向泄漏。为了防止过多的气流从级间间隙泄漏，在转子轮毂和静子冠之间常用篦齿进行封严。这股气流会引起主流流量减少，干扰压气机主流的气动特性，降低压气机效率。另外，级间的风阻温升和旋流发展会影响叶根的强度、振动以及压气机转静子的热分析精度。

压气机级间封严一般由进口轴向封严、进口转静盘腔、篦齿封严、出口转静盘腔和出口轴向封严组成。为了减小泄漏，常规的方法都是减小篦齿的齿顶设计间隙。但是，间隙过小，级间气流温升严重，从而使得级间处转静子升温明显，通过实验测量高压压气机级间位置壁面的最高温度会达到比压气机主流气体温度高120K。温升较大，转子和静子变形量较大，篦齿与静子容易产生严重的剐蹭，降低压气机的寿命，甚至会产生危险。另外，由于转子线速度大，气流温度高，刷式密封等新型封严结构的应用也相当困难。

随着发动机循环参数的不断提高，只通过减小篦齿的齿顶间隙来降低级间泄漏流量，提高压气机效率是很困难的。级间的进出口轴向封严和进出口盘腔对泄漏流的流动特性也有较大影响。如何在较大的齿顶间隙下，减小泄漏流量是保证压气机效率和防止篦齿严重剐蹭的重要途径，这就为压气机级间的设计提出了更高的要求。

发明内容

为了减小压气机级间的泄漏流量，提高压气机的效率，同时避免篦齿发生剐蹭，本发明提出一种用于压气机级间的双重径向封严结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括前级转子叶片、静子叶片、静子冠、后级转子叶片、轮毂、进口轴向封严段、进口转静盘腔、篦齿封严段、出口转静盘腔、出口轴向封严段、第一径向封严段、第二径向封严段、第一挡片、第二挡片、第三挡片，压气机的主流经前级转子叶片和静子叶片后，气流由静子冠和后级转子叶片之间的缝隙经级间封严反向流回；压气机级间封严由进口轴向封严段、进口转静盘腔、篦齿封严段、出口转静盘腔和出口轴向封严段组成，封严篦齿加工在轮毂上，为转动部件；静子叶片和静子冠为静止部件；进口转静盘腔和出口转静盘腔为转-静系；气流通过进口轴向封严段后，经过第一径向封严段与第二径向封严段，其特征在于，所述第一径向封严段与所述第二径向封严段由第一挡片、第二挡片和第三挡片组成，第一挡片位于静子冠上，第二挡片和第三挡片设置在压气机轮毂上,第一挡片、第二挡片和第三挡片均为环形，挡片在周向剖面上为矩形，第一挡片、第二挡片和第三挡片沿径向的高度不同，在不同的径向位置交替排列组成双重径向封严结构，用于阻碍气流的泄漏流。

所述第一挡片、第二挡片和第三挡片侧端导圆角。

有益效果

本发明提出的一种用于压气机级间的双重径向封严结构，通过挡片和径向间隙对气流的阻碍，可有效地降低压气机级间泄漏流量，提高压气机的效率。