[發(fā)明專利]一種旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)及包含該結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710879383.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107725479B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜強(qiáng);劉軍;高金海;柳光;王沛;劉紅蕊;胡嘉麟;徐慶宗;楊曉潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): F04D29/42
• 分類號(hào): F04D29/42;F04D29/44;F02C7/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種向心入流轉(zhuǎn)靜系旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔由離心葉輪盤(pán)、離心壓氣機(jī)靜子擴(kuò)壓器安裝邊、封嚴(yán)環(huán)構(gòu)成，其特征在于，

所述離心壓氣機(jī)靜子擴(kuò)壓器安裝邊包括臨近離心葉輪盤(pán)并基本沿其高半徑位置延伸的第一安裝邊以及由所述第一安裝邊的低半徑末端向下并向后基本延伸至高壓渦輪盤(pán)的第二安裝邊；

所述封嚴(yán)環(huán)臨近高壓渦輪盤(pán)設(shè)置，其頂部安裝邊與離心壓氣機(jī)靜子擴(kuò)壓器安裝邊的第二安裝邊的末端連接，底部自由端與高壓渦輪盤(pán)前端的輪轂間形成封嚴(yán)結(jié)構(gòu)；

所述轉(zhuǎn)子罩殼設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部的低半徑位置區(qū)，其型線整體呈彎曲型，包括臨近所述離心葉輪盤(pán)設(shè)置并基本與所述離心葉輪盤(pán)平行的第一罩殼部分以及環(huán)繞所述離心葉輪盤(pán)后端輪轂的第二罩殼部分，并且，所述轉(zhuǎn)子罩殼的頂端卡設(shè)在所述離心壓氣機(jī)靜子擴(kuò)壓器安裝邊的第一安裝邊與第二安裝邊之間的過(guò)渡部，所述轉(zhuǎn)子罩殼的底端套設(shè)在所述封嚴(yán)環(huán)底部自由端的外壁上；

通過(guò)在所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部的低半徑位置區(qū)設(shè)置所述轉(zhuǎn)子罩殼，利用所述轉(zhuǎn)子罩殼與所述離心葉輪盤(pán)表面縮小的法向距離，縮小氣流在所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)的活動(dòng)空間，降低以自由渦型式發(fā)展的氣流在所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔低半徑位置區(qū)的旋轉(zhuǎn)比，增加所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部低半徑位置區(qū)的氣流壓力，繼而降低所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)的氣流損失。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼采用鈑金成型的方式，鈑金厚度在0.5mm～1.2mm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼的尾部設(shè)計(jì)有翻邊結(jié)構(gòu)，以增加鈑金罩殼薄板零件的剛性，避免所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部向內(nèi)流動(dòng)的氣流沿罩殼表面流動(dòng)過(guò)程中對(duì)罩殼形成激振并引發(fā)聲學(xué)疲勞失效的故障。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼自身的型線設(shè)計(jì)采用S型或各類錐形型式，其曲率變化規(guī)律與轉(zhuǎn)盤(pán)表面接近，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)壁面與靜止固壁表面法向距離的調(diào)節(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼軸向采用螺旋擋圈或者卡圈的擋環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)子罩殼的軸向限位目的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼與對(duì)象件之間采用外圓止口定位的型式。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，為避免在氣流激振作用力下所述轉(zhuǎn)子罩殼發(fā)生自旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，在所述轉(zhuǎn)子罩殼外圓的任意角向位置設(shè)有防轉(zhuǎn)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在燃?xì)廨啓C(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī)的多級(jí)軸流壓氣機(jī)的末級(jí)位置，或應(yīng)用在末級(jí)采用離心壓氣機(jī)的各類中小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的離心壓氣機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)后腔位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼采用耐溫水平較高的不銹鋼板材或高溫合金板材經(jīng)模具多次沖壓后成型。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子罩殼與所述離心葉輪盤(pán)表面之間的軸向間距經(jīng)優(yōu)化后得到，利用所述離心葉輪盤(pán)、轉(zhuǎn)子罩殼的靜止固壁表面的法向距離調(diào)整氣流的流型及其對(duì)應(yīng)的壓力變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部氣流向內(nèi)流動(dòng)發(fā)展過(guò)程中的壓力調(diào)整。

11.一種向心入流轉(zhuǎn)靜系旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔內(nèi)部低半徑位置區(qū)設(shè)有上述權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子罩殼結(jié)構(gòu)。

12.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求11所述的向心入流轉(zhuǎn)靜系旋轉(zhuǎn)盤(pán)腔結(jié)構(gòu)。