一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106089323A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610345504.6(22)申请日2016.05.23(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人张勃李经警吉洪湖(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.F01D11/08(2006.01)F02C7/28(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构(57)摘要本发明涉及一种弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严密封结构。本发明的航空发动机篦齿封严密封结构，包括旋转轴，旋转轴外部同轴套设有封严衬套，旋转轴上设置有多个封严篦齿，封严篦齿与封严衬套非接触式密封配合，其中：封严篦齿轮廓呈弧状，且其迎风面为凹面，背风面为凸面；封严篦齿的齿尖尖锐并朝向迎风面。采用上述结构的篦齿可以强化篦齿齿尖的大涡结构破碎，有效增强篦齿齿腔的动能耗散，降低气流的流动，降低流体的泄漏流量。本发明结构简单，易于实现，具有很好的工程应用价值。CN106089323ACN106089323A权利要求书1/1页1.一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，包括旋转轴(8)，所述的旋转轴(8)外部同轴套设有封严衬套(7)，所述的旋转轴(8)上设置有多个封严篦齿，所述的封严篦齿与封严衬套(7)非接触式密封配合，其特征是：所述的封严篦齿轮廓呈弧状，且其迎风面为凹面，背风面为凸面；封严篦齿的齿尖尖锐并朝向迎风面。2.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿的数量为三个，分别为第一篦齿(1)、第二篦齿(3)和第三篦齿(5)，各封严篦齿之间等间距轴向布设在旋转轴(8)上，所述的第一篦齿(1)与第二篦齿(3)之间形成有第一封严腔体(2)，所述的第二篦齿(3)和第三篦齿(5)之间形成有第二封严腔体(4)，所述的第三篦齿(5)的背风面一侧空间为第三封严腔体(6)。3.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿的前向宽度W大于B/2且小于3B/4，其中，W为封严篦齿迎风面的轴向长度，B为一封严篦齿的背风面与其后一封严篦齿的迎风面之间的轴向长度。4.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿的齿尖角度α小于10°。5.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿齿尖与齿尖射流流向的夹角β小于10°。6.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿的迎风面和背风面均为平滑曲面。7.根据权利要求1所述的一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构，其特征是：所述的封严篦齿从齿根到齿尖，篦齿截面面积逐渐减小，封严篦齿的齿尖宽度接近为0。2CN106089323A说明书1/4页一种采用弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构技术领域[0001]本发明属于发动机封严结构的技术领域，具体涉及一种弯曲迎风锐角型齿的航空发动机篦齿封严结构。背景技术[0002]随着航空事业的发展，对飞机的机动性、可靠性和经济性的要求越来越高，因此迫切需要改进航空发动机的各个部件，以保证发动机高性能的要求。低油耗、高推比、高可靠性和耐久性是现代航空燃气涡轮发动机的发展趋势，但是发动机内部的温度和压比逐渐升高，使得内流系统的泄漏日趋严重，而封严的性能直接影响到航空发动机燃油消耗率、飞行成本、推重比等工作性能。为了减少泄漏损失，提高发动机的整体性能，在许多部位改进原有的封严装置显得尤为重要。国内外研究表明未来航空发动机性能的提高一半将取决于封严技术的改善和泄漏量的降低。因此，人们对高性能密封结构的要求越来越迫切，改进和发展新的封严装置对减少耗油率、提高发动机效率具有重要的实用价值和意义。[0003]篦齿封严是航空发动机长期以来广泛的一种封严结构，主要应用于轴承腔、压气机级间、涡轮的级间、燃气隔离和冷却流路等部位。图1和图2分别给出了压气机级间和涡轮级间的篦齿封严结构图。由图2可见，在涡轮各级间，燃气的压力和温度沿轴向从左到右是逐渐减小的，每级转子叶片或静子叶片之间都有压力差，而涡轮转子件和静子件之间难以避免地存在间隙，那么必然会发生高压燃气未参与做功而泄漏到低压区。因此，从提高发动机性能的角度出发，有必要这些位置封严装置，一是减少因高压流体泄漏带走的能量损失，从而提高发动机效率；二是减小因高温燃气直接进入低压涡轮带来的危害，提高低压涡轮的可靠性