CN106194828A - 一种用于压气机转子内腔的引气结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压气机转子内腔的引气结构，在压气机的转子安装边上开设有多个引气槽，引气气流通过所述引气槽连通于转子内腔与转子外腔，通过连接件将压气机转子、转子安装边和下一级压气机转子进行固定连接。本发明的用于压气机转子内腔的引气结构将引气气流引入转子内腔，供压气机后面级转子内腔加热，降低转子轮盘的温度梯度，从而减小由温度梯度带来的转子附加应力，在有限的结构空间内，不影响转子安全可靠连接，不增加额外结构件的同时，实现了转子内腔的引气，降低了转子轮盘由于温度梯度带来的转子附加应力，结构安全，可靠性高。

Description

一种用于压气机转子内腔的引气结构

技术领域

本发明属于涡扇发动机技术领域，尤其涉及一种用于压气机转子内腔的引气结构。

背景技术

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温度也相应提高。这就导致压气机后面级转子在承受较高离心负荷的同时，还需承受由于转子的温度梯度带来的附加应力。而由于发动机重量具有尽可能轻的要求，转子轮盘的应力在轻的重量指标要求下，很难满足强度应力储备要求。需要在转子内腔引入热空气，以降低轮盘的温度梯度，减小由温度梯度带来的转子轮盘的附加应力。但这也给结构设计带来一定难度，在有限的结构空间情况下，要同时满足转子连接结构的可靠性，同时还要满足转子内腔引气要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压气机转子内腔的引气结构，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：一种用于压气机转子内腔的引气结构，在压气机的转子安装边上开设有多个引气槽，引气气流通过所述引气槽连通于转子内腔与转子外腔，通过连接件将压气机转子、转子安装边和下一级压气机转子进行固定连接。

进一步地，所述引气槽为矩形槽或半圆形槽。

进一步地，所述引气槽在所述转子安装边的端面径向方向均匀分布。

进一步地，所述引气槽与连接件错开分布，以保证连接强度。

进一步地，引气槽所在的端面与下一级压气机转子相接触。

进一步地，所述引气槽在所述转子安装边端面上的面积小于等于转子安装边端面积的50％。

进一步地，所述引气槽的开槽当量大于等于额定引气量，所述开槽当量指的是引气气流通过所有引气槽流入引气内腔的总引气量。

本发明的用于压气机转子内腔的引气结构采用在转子连接安装位置开引气通道的方法，将满足设计需求的一定温度的引气气流引入转子内腔，供压气机后面级转子内腔加热，降低转子轮盘的温度梯度，从而减小由温度梯度带来的转子附加应力，本发明的用于压气机转子内腔的引气结构在有限的结构空间内，不影响转子安全可靠连接，不增加额外结构件的同时，实现了转子内腔的引气，降低了转子轮盘由于温度梯度带来的转子附加应力，结构安全，可靠性高。

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转子内腔引气结构示意图。

图2为根据本发明一实施例的安装边上的引气槽道结构示意图。

图3为根据本发明一实施例的转子安装边侧视图。

图4为根据本发明一实施例的转子安装边正视图。

其中,1-压气机转子，2-转子安装边，3-引气气流，4-转子外腔，5-转子内腔，21-引气槽。

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及图2所示为本发明的用于压气机转子内腔的引气结构，在压气机的转子安装边2上开设有多个引气槽21，引气气流3通过引气槽21从转子外腔5流向转子内腔5，通过连接螺栓将压气机转子1、转子安装边2和下一级的压气机转子进行固定连接。本发明的压气机转子内腔引气结构，采用在转子连接安装的位置开设引气槽21的方法，既能满足设计需求的将一定温度的压缩气体(即引气气流3)引入转子内腔5，供压气机后面级转子内腔加热，降低转子轮盘的温度梯度，从而减小由温度梯度带来的转子附加应力，且在有限的转子连接空间内，满足转子安全可靠连接的同时，提供了转子内腔5的引气通道。

在本发明中，引气槽21为矩形槽或半圆形槽，此结构的凹槽便于机加工。

此外，引气槽21在转子安装边2的端面径向方向均匀分布，可使引气气流3流入转子内腔4后对热量进行均匀的散热处理。引气槽21与连接件错开分布，以保证连接强度，本实施例中，连接件采用的是螺栓。还有，引气槽21在转子安装边2端面上的面积小于等于转子安装边2有引起槽21的一端的面积的50％，即如图3和图4所示，引起槽21的面积占转子安装边2的面积不超过一半(如图4所示)。引气槽21要在圆周方向上与螺栓连接位置错开布置，并与螺栓连接孔边错开一定的距离，以及引起槽21在端面上的面积的要求均是为了以保证螺栓连接孔边的应力满足强度储备要求。

另外，在本发明的用于压气机转子内腔的引气结构中，引气槽21的开槽当量大于等于额定引气量，开槽当量指的是引气气流3通过所有引气槽流入引气内腔5的引气量。即本发明的用于压气机转子内腔的引气结构采用在转子安装边2上开设引气槽21的方法，将满足使用温度要求的压缩气体引入转子内腔，引气槽21总的引气当量面积要满足空气系统引气量的要求，同时要控制引气槽21占整个安装边配合面的百分比，以满足转子安全可靠连接的配合紧度要求，必要情况下可提高该配合面处的配合紧度。

本发明的用于压气机转子内腔的引气结构可以在保证整个转子安全可靠连接，且不额外增加结构件的前提下，增加转子内腔5的引气通道。

本发明的用于压气机转子内腔的引气结构与常规的引气结构相比，在有限的结构空间内，不影响转子安全可靠连接，不增加额外结构件的同时，实现了转子内腔5的引气，降低了转子轮盘由于温度梯度带来的压气机转子1的附加应力，具有结构安全、可靠性高等优点，而且本发明的用于压气机转子内腔的引气结构不仅可以直接应用于航空发动机的压气机部件上，也可推广应用于其它相关专业。

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 (7)

1.一种用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，在压气机的转子安装边(2)上开设有多个引气槽(21)，引气气流(3)通过所述引气槽(21)连通于转子内腔(4)与转子外腔(5)，通过连接件将压气机转子(1)、转子安装边(2)和下一级压气机转子进行固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，所述引气槽(21)为矩形槽或半圆形槽。

3.根据权利要求1所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，所述引气槽(21)在所述转子安装边(2)的端面径向方向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，所述引气槽(21)与连接件错开分布，以保证连接强度。

5.根据权利要求1所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，引气槽(21)所在的端面与下一级压气机转子相接触。

6.根据权利要求1所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，所述引气槽(21)在所述转子安装边(2)端面上的面积小于等于转子安装边(2)端面积的50％。

7.根据权利要求1所述的用于压气机转子内腔的引气结构，其特征在于，所述引气槽(21)的开槽当量大于等于额定引气量，所述开槽当量指的是引气气流(3)通过所有引气槽流入引气内腔(5)的总引气量。