[發明專利]鼓筒軸及裝配有這種鼓筒軸的發動機冷卻系統

有效

• 申請號: 201710407186.6
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107237692B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 陳蔚興;侯憲勇;魏勇;雷霄玉
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: F02C7/05
• 分類號: F02C7/05;F02C7/12
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本發明公開了一種鼓筒軸以及裝配有這種鼓筒軸的發動機冷卻系統，其中的鼓筒軸包括位于中央的中心軸、與中心軸連接的側壁，側壁圍成內部中空的中心孔，側壁上開設有通氣孔，通氣孔的進氣口位于側壁外周緣對應的第一外表面，通氣孔的出氣口位于側壁軸向端面對應的第二外表面并鄰近中心軸，且通氣孔與中心孔由側壁隔離。本發明通過在鼓筒軸的側壁上設置與中心孔相互隔離的通氣孔，將氣流從鼓筒軸的外部引入到鼓筒軸外部的中心部位，氣流不經由鼓筒軸內部的中心孔，因而空氣中的砂塵也不會進入鼓筒軸的內部，不會在鼓筒軸的內壁積砂；發動機冷卻系統中出氣口流出的氣流產生的旋流較小，隨空氣進入的砂塵不易與空氣分離，會隨空氣繼續流向后面的其它元件和裝置，不會沉積在冷卻空氣流路內。

技術領域

本發明涉及航空發動機領域，特別地，涉及一種航空發動機的鼓筒軸以及裝配有這種鼓筒軸的發動機冷卻系統。

背景技術

直升機用航空發動機在有砂塵的環境使用時鼓筒軸內會積砂，當砂塵積累到一定程度后，砂塵突然剝落會破壞轉子組件動平衡，導致發動機轉子振動劇增，影響直升機安全可靠工作。

現有用于航空發動機的鼓筒軸的結構如圖1所示，鼓筒軸徑向有三個腰形孔1’，軸向有四個圓孔2’。

當航空發動機在有砂塵環境的地方工作時，細小砂塵會隨冷卻氣流從腰形孔1’徑向進入鼓筒軸內部，此時氣流流動方向由徑向變為軸向經圓孔2’軸向流出，且速度大幅降低，同時氣流受高速轉動的鼓筒軸影響而在鼓筒軸內產生旋流，隨空氣進入的砂塵在離心力作用下與空氣分離，并沉積在鼓筒軸進氣孔附近的內壁上。隨著發動機工作時間的延長，積砂量增多，在進氣孔附近的內壁處逐漸形成大的“鼓包”，當“鼓包”達到一定程度，因發動機的振動作用，砂塵突然剝落，使轉子組件動平衡破壞，振動加劇并導致軸承損壞，影響發動機安全可靠工作。

發明內容

本發明提供了一種鼓筒軸，以解決鼓筒軸積砂的問題，從而保證航空發動機的安全可靠工作；本發明同時還提供一種裝配有這種鼓筒軸的發動機冷卻系統。

本發明采用的技術方案如下：

一方面，本發明提供了一種鼓筒軸，包括位于中央的中心軸、與中心軸連接的側壁，側壁圍成內部中空的中心孔，側壁上開設有通氣孔，通氣孔的進氣口位于側壁外周緣對應的第一外表面，通氣孔的出氣口位于側壁軸向端面對應的第二外表面并鄰近中心軸，且通氣孔與中心孔由側壁隔離。

進一步地，通氣孔呈直線型，且通氣孔的延長線與中心軸的中心線相交。

進一步地，第二外表面凹設有兩個凹槽，兩個凹槽分別位于出氣口的兩側。

進一步地，第一外表面凸設有兩個固定部，進氣口位于兩個固定部之間。

進一步地，側壁上還設有連通中心孔與鼓筒軸外部的平衡氣孔，平衡氣孔的進氣端位于第二外表面。

可選地，平衡氣孔與通氣孔分別位于中心軸的相對兩側。

根據本發明的另一方面，還提供了一種裝配有上述鼓筒軸的發動機冷卻系統，包括離心壓氣機和套設于離心壓氣機上的擴壓器，以及按空氣流動順序依次設置的火焰筒外環、火焰筒內環、封嚴套筒和渦輪盤，封嚴套筒套設于鼓筒軸的側壁的外表，封嚴套筒上設有用于連通火焰筒內環的連通孔，鼓筒軸的進氣口與連通孔相連通，渦輪盤位于鼓筒軸的后方，氣流自火焰筒內環經由封嚴套筒上的連通孔進入鼓筒軸上的通氣孔，并從出氣口流至渦輪盤。

進一步地，第一外表面凸設有兩個與封嚴套筒密封配合的固定部，連通孔位于兩個固定部之間；氣流自火焰筒內環經由連通孔流至兩個固定部之間的空間，并進入進氣口。