CN106194846A - 一种双层机匣结构压气机及具有其的航空发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双层机匣结构压气机，包括外层机匣和内层机匣；其中所述外层机匣包括前段外层机匣和后段外层机匣，前段外层机匣与后段外层机匣相连，且后段外层机匣连接到燃烧室机匣，形成压气机的整个承力机匣；内层机匣包括前段内层机匣、中段内层机匣、承力转接机匣和后段内层机匣，前段内层机匣、中段内层机匣、承力转接机匣、后段内层机匣依次相连，前段内层机匣通过凸耳安装在前段外层机匣上，后段内层机匣连接到燃烧室机匣，内层机匣与外层机匣形成整环双层机匣结构。本发明的双层机匣结构压气机具有结构简单、承力大、质量轻等诸多优点。

Description

一种双层机匣结构压气机及具有其的航空发动机

技术领域

本发明属于涡轮风扇发动机领域，尤其涉及一种压气机双层机匣结构。

背景技术

在涡轮风扇发动机结构中，发动机的推力通过发动机的机匣传递到与飞机连接的安装节上，从而实现将推力的传递。因此发动机机匣是重要的承力部件，这就要求其要有很好的刚性。随着涡轮风扇发动机设计技术的发展，涡轮风扇发动机推重比的提高，压气机部件的压比逐步提高，压气机部件后面级的流路也随之收缩。而在压气机出口，气流需扩张进入燃烧室部件，因此整个气流通道呈先收缩后扩张的形式。由于机匣需形成整个压气机的流路，因此常规设计中机匣的结构随气流流路呈先收缩后扩张的形式，而该结构形式的机匣刚性较弱，对整个发动机的传力不利。这就需要设计一种既满足流路需求又刚性好的发动机的压气机机匣结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种压气机双层机匣结构，用于解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双层机匣结构压气机，包括外层机匣和内层机匣；其中所述外层机匣包括前段外层机匣和后段外层机匣，前段外层机匣与后段外层机匣相连，且后段外层机匣连接到燃烧室机匣，形成压气机的整个承力机匣；

内层机匣包括前段内层机匣、中段内层机匣、承力转接机匣和后段内层机匣，前段内层机匣、中段内层机匣、承力转接机匣、后段内层机匣依次相连，前段内层机匣通过凸耳安装在前段外层机匣上，后段内层机匣连接到燃烧室机匣，内层机匣与外层机匣形成整环双层机匣结构。

进一步地，在内层机匣与外层机匣之间还设有加强筋，用于增加双层机匣的刚度。

进一步地，所述外层机匣与内层机匣之间有多个集气腔，所述集气腔用于散热。

进一步地，所述集气腔数量为三个。

进一步地，还包括后堵严环，所述后堵严环连接于所述燃烧室机匣与后端内层机匣之间，用于将燃烧室与所述容腔之间密封。

进一步地，所述后堵严环为弹性材料制成。

进一步地，在所述承力转接机匣上还设有引气通道，所述引气通道连接于主流道与集气腔。

本发明还提供了一种航空发动机，包括包括以上任一所述的双层机匣结构压气机，所述压气机与发动机的燃烧室连接。

本发明的双层机匣结构压气机的外层机匣用于承力，内层机匣用于形成整个压气机的流路。这样的结构形式既满足了压气机流路需求，又实现了高刚性的机匣承力要求。整个双层机匣通过与外层机匣连接的承力转接机匣，将内层机匣与外层机匣进行连接。在本发明的双层机匣结构压气机的中间级设置有引气通道，将压气机中间级的气流引入双层机匣之间的集气腔内，用于控制后面级机匣的径向变形，减少由于叶尖间隙导致的压气机性能水平的降低。本专发明的双层机匣结构压气机，可以既满足压气机流路需求又实现发动机机匣高刚性的承力要求，同时可有效控制压气机后面级的叶尖间隙，减少气流泄露损失，提高压气机性能水平。本发明的双层机匣结构压气机具有结构简单、承力大、质量轻等诸多优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一实施例的双层机匣结构压气机结构图。

其中,1-前段外层机匣，2-前段内层机匣，3-中段内层机匣，4-后段外层机匣，5-承力转接机匣，6-后段内层机匣，7-后堵严环，8-燃烧室机匣，9-引气通道，10-集气腔，11-主流道。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例型的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造型劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示为本发明的双层机匣结构压气机，包括外层机匣和内层机匣；其中外层机匣包括前段外层机匣1和后段外层机匣4，前段外层机匣1与后段外层机匣4相连，且后段外层机匣4连接到燃烧室机匣8，形成压气机的整个承力机匣；内层机匣包括前段内层机匣2、中段内层机匣3、承力转接机匣5和后段内层机匣6，前段内层机匣2、中段内层机匣3、承力转接机匣5、后段内层机匣6依次相连，前段内层机匣2通过凸耳安装在前段外层机匣1上，后段内层机匣6连接到燃烧室机匣8，内层机匣与外层机匣形成整环双层机匣结构。

需要说明的是，在内层机匣与外层机匣之间还设有加强筋，用于增加双层机匣的刚度。之后，外层机匣与内层机匣之间变成了了多个集气腔10，集气腔10，集气腔10可将主流道11内的热量传递于外层机匣，起到散热的作用，本实施例中集气腔10数量为三个，因压气机轴线长度而定。

需要说明的是，本发明的双层机匣结构压气机还包括后堵严环7，后堵严环7连接于燃烧室机匣8与后端内层机匣6之间，用于将燃烧室与左右侧的集气腔10之间密封。后堵严环7采用弹性材料制成，最好还有较好的耐热的优点，以利于保证内外层机匣变形的协调性。

另外，在承力转接机匣5上还设有引气通道9，引气通道9连接于主流道11与集气腔10。在本实施例中，仅在最右侧的集气腔10处开设了引起通道，因为左右侧的集气腔10靠近燃烧室，因此温度是最高的，当主流道气流(图1种箭头所示)沿着主流道11流进压气机时，气流会沿着引起通道9进入集气腔10，在集气腔10内形成一个环状的气流旋，此气流旋可以有效的降低从燃烧室传来的温度，并由后段外层机匣4将热量散出。

此外，由于压气机是发动机的主要组成部分，压气机与燃烧室相连，加上其他发动机部件共同组成具有双层机匣机构压气机的发动机，这种发动机便可以实现较高推力而不至于压气机的机匣结构不能满足刚度要求的目的。

本发明的的双层机匣结构的压气机外层机匣用于承力，内层机匣用于形成整个压气机的流路，这样的结构形式既满足了压气机流路需求，又实现了高刚性的机匣承力要求，整个双层机匣通过与外层机匣连接的承力转接机匣，将内层机匣与外层机匣进行连接。另外，在本发明中在压气机的中间级设置有引气通道，将压气机中间级的气流引入双层机匣之间的集气腔内，用于控制后面级机匣的径向变形，减少由于叶尖间隙导致的压气机性能水平的降低。本发明的双层机匣结构压气机具有结构简单、承力大、质量轻等诸多优点。

以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双层机匣结构压气机，其特征在于，包括外层机匣和内层机匣；其中所述外层机匣包括前段外层机匣(1)和后段外层机匣(4)，前段外层机匣(1)与后段外层机匣(4)相连，且后段外层机匣(4)连接到燃烧室机匣(8)，形成压气机的整个承力机匣；

内层机匣包括前段内层机匣(2)、中段内层机匣(3)、承力转接机匣(5)和后段内层机匣(6)，前段内层机匣(2)、中段内层机匣(3)、承力转接机匣(5)、后段内层机匣(6)依次相连，前段内层机匣(2)通过凸耳安装在前段外层机匣(1)上，后段内层机匣(6)连接到燃烧室机匣(8)，内层机匣与外层机匣形成整环双层机匣结构。

2.根据权利要求1所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，在内层机匣与外层机匣之间还设有加强筋，用于增加双层机匣的刚度。

3.根据权利要求2所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，所述外层机匣与内层机匣之间有多个集气腔(10)，所述集气腔(10)用于散热。

4.根据权利要求3所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，所述集气腔(10)数量为三个。

5.根据权利要求4所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，还包括后堵严环(7)，所述后堵严环(7)连接于所述燃烧室机匣(8)与后端内层机匣(6)之间，用于将燃烧室与所述容腔(10)之间密封。

6.根据权利要求4所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，所述后堵严环(7)为弹性材料制成。

7.根据权利要求1所述的双层机匣结构压气机，其特征在于，在所述承力转接机匣(5)上还设有引气通道(9)，所述引气通道(9)连接主流道(11)与集气腔(10)。

8.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的双层机匣结构压气机，所述压气机与发动机的燃烧室连接。