级间机匣.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN110159358B(45)授权公告日2022.02.08(21)申请号201810151538.0F01D25/24(2006.01)(22)申请日2018.02.14审查员姚放(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN110159358A(43)申请公布日2019.08.23(73)专利权人中国航发商用航空发动机有限责任公司地址200241上海市闵行区莲花南路3998号(72)发明人李蓓范宜龙侯伟涛(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人陈亮(51)Int.Cl.F01D9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图10页(54)发明名称级间机匣(57)摘要本发明提供了一种级间机匣，其包括上流道、下流道和整流叶片，所述整流叶片连接在所述上流道和所述下流道之间，所述整流叶片和所述上流道的连接处设置有沿轴向前后非对称的倒圆角，所述倒圆角包括位于沿轴向所述整流叶片的前部分的第一倒角，和位于沿轴向所述整流叶片的后部分的第二倒角，所述第一倒角和所述第二倒角之间通过一交接面连接，所述交接面上设置有多个冷气孔，用于改善流场。本发明涡轮级间机匣利用整流叶片与承力支板间的冷气，通过开孔引冷气吹除角区高损失的低能流体，增大当地流速，削弱当地轴向和径向压力梯度，以达到改善当地流场的目的。CN110159358BCN110159358B权利要求书1/1页1.一种级间机匣，所述级间机匣包括上流道、下流道和整流叶片，所述整流叶片连接在所述上流道和所述下流道之间，其特征在于，所述整流叶片和所述上流道的连接处设置有沿轴向前后非对称的倒圆角，所述倒圆角包括位于沿轴向所述整流叶片的前部分的第一倒角，和位于沿轴向所述整流叶片的后部分的第二倒角，所述第一倒角和所述第二倒角之间通过一交接面连接，所述交接面上设置有多个冷气孔，用于改善流场。2.如权利要求1所述的级间机匣，其特征在于，所述第一倒角的区域为所述整流叶片的轴向长度45％‑80％。3.如权利要求2所述的级间机匣，其特征在于，所述第二倒角的区域为所述整流叶片的轴向长度55％‑90％。4.如权利要求1所述的级间机匣，其特征在于，所述第一倒角的区域倒圆角半径大于所述第二倒角的区域倒圆角半径。5.如权利要求4所述的级间机匣，其特征在于，所述第一倒角的区域倒圆角半径和所述第二倒角的区域倒圆角半径差大于等于2mm。6.如权利要求1所述的级间机匣，其特征在于，所述冷气孔的形状为圆形、正方形、三角形或梯形。7.如权利要求6所述的级间机匣，其特征在于，所述冷气孔设置在至少一侧所述交接面上。8.如权利要求1所述的级间机匣，其特征在于，所述交接面为平面或斜面。9.如权利要求1所述的级间机匣，其特征在于，所述交接面为曲面。10.如权利要求1‑9任意一项所述的级间机匣，其特征在于，所述级间机匣为涡轮级间机匣或压气机级间机匣。2CN110159358B说明书1/4页级间机匣技术领域[0001]本发明涉及燃气涡轮发动机领域，特别涉及一种级间机匣。背景技术[0002]随着民用航空发动机涵道比的增大，无论是风扇直径的增大，还是核心机尺寸的减小，都将导致高压涡轮出口和低压涡轮进口的径向落差增大。这就势必增大了高低压涡轮级间机匣中径扩张角。同时需尽可能地缩短级间机匣的轴向长度，以减轻其重量进而降低发动机重量。通常，高压涡轮出口马赫数较高，可以达到0.3～0.5。相同马赫数量下，低压涡轮进口级对应的流量系数过高，将导致低压涡轮效率偏低。为了保证低压涡轮的性能，其进口马赫数一般比高压涡轮出口要小很多。因此低压涡轮进口面积往往高于高压涡轮的出口面积，对级间机匣而言，从进口到出口是扩张型设计。因此，民用航空发动机涡轮级间机匣趋于实现径向落差更大、轴向长度更短的大扩张角超紧凑级间机匣设计。[0003]此外，级间机匣内流场非常复杂。图1为现有技术中S型级间机匣的示意图一。图2为现有技术中S型级间机匣的示意图二。图3为现有技术中级间机匣流动分离示意图一。图4为现有技术中级间机匣流动分离示意图二。如图1至图4所示，S型流道第一弯曲处，下流道压力增大流速减小、上流道压力减小流速增大。由于径向平衡，产生从机匣(低压)到轮毂(高压)的压力梯度。这种压力梯度叠加到由于流道面积增加而导致的逆压力梯度上，即流体通过S型级间机匣第一弯曲处加速之后产生的逆压梯度区。级间机匣S型流道的第二弯曲处，流动转回到轴向，机匣静压高，轮毂静压低，进而产生径向压力梯度和轴向逆压梯度，引起流体扩压减速，容易引起如图4右图所示的S2流面流动分离。[0004]级间机匣承力支板内布置有各类支撑、滑油、回油管，承力支板用整流叶片包裹，承力支板与整流叶片之间引冷气冷却油管等。受管路直径约束，级间