[發明專利]一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣

在審

• 申請號: 201711350081.8
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108104952A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李宗超;杜欣;孫國志
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F02C7/20
• 分類號: F02C7/20;F02C7/12
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本發明提供一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣，由內環(1)、外環(2)、以及與兩者貫通相接的空心支板(3)組成，其中空心支板(3)布置多個，且沿內環(1)軸線周向均布，在空心支板(3)與外環(2)的交接處設置有用于將氣流經該空心支板(3)引導至內環(2)空腔區域的引氣風斗(4)，與該空心支板(3)相對一側的另一空心支板(3)其與外環(2)的交接處上設置有用于將內環(2)空心區域的氣流經該另一空心支板(3)導出的引射風斗(5)，兩風斗開口方向相反。本發明所提供的承力機匣，將自然流動改為強迫流動，提高流速，進而提高冷卻能力；采用溫度較低的承力機匣外部氣進行冷卻，冷卻效果更好，且對發動機性能影響較小。

技術領域

本發明屬于渦輪風扇發動機設計領域，特別涉及高溫承力機匣，具體涉及一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣。

背景技術

渦輪風扇發動機上的高溫承力機匣溫度載荷高，其冷卻方案的設計非常關鍵。如果設計不好，冷卻不足，承力機匣溫度高，容易導致出現裂紋，威脅發動機安全。如果要充分冷卻，又由于承力機匣組件很大，需要的冷氣較多，會導致發動機性能出現較大程度上的下降，這對發動機而言同樣是難以接受的。

現有的承力機匣冷卻方案有兩種。1)通過承力機匣外部氣和主通道氣的微弱壓差在自然狀態下產生流動進行冷卻。由于自然流動流速較低，冷卻效果不好；2)通過引高壓氣進行冷卻。缺點有兩個，一是承力機匣組件大、溫度高，冷卻所需氣流量大，會對發動機性能造成較大損失；二是高壓引氣溫度高，不利于冷卻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣，克服或減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

本發明的目的通過如下技術方案實現：一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣，由內環、同軸套設于內環外側的外環、以及與兩者貫通相接的截面呈長條形的空心支板組成，其中空心支板布置多個，且沿內環軸線周向均布，其中在空心支板與外環的交接處設置有用于將氣流經該空心支板引導至內環空腔區域的引氣風斗，與該空心支板相對一側的另一空心支板其與外環的交接處上設置有用于將內環空心區域的氣流經該另一空心支板導出的引射風斗，該引氣風斗與該引射風斗開口方向相反。

優選地是，每一組相對設置的所述空心支板交接處上均設置有所述引氣風斗及所述引射風斗。

優選地是，所述空心支板設置八處。

優選地是，所述引氣風斗與所述引射風斗結構樣式相同，均為截面呈U字型且占長條形交接處一半區域的彎頭構件。

本發明所提供的一種自循環高效冷卻的高溫承力機匣的有益效果在于，能夠使冷氣從承力機匣外部進入承力機匣，對承力機匣進行充分冷卻后，再從承力機匣外部排出，從而由于承力機匣外部氣溫度低，而且流速高，因此，冷卻效果極佳；由于承力機匣外部氣相比高壓氣壓力小，因此對發動機性能的不利影響小；由于是自循環系統(冷卻氣從承力機匣外部進，從承力機匣外部出)，因此，不會與發動機其它組件耦合，產生不利影響。

附圖說明

圖1為本發明自循環高效冷卻的高溫承力機匣的結構示意圖；

圖2為本發明自循環高效冷卻的高溫承力機匣的細節圖；

圖3為本發明自循環高效冷卻的高溫承力機匣中引氣風斗的結構示意圖；

圖4為本發明自循環高效冷卻的高溫承力機匣中引射風斗的結構示意圖；

圖5為存在外流時開放空腔內外流動特征圖；

圖6為存在外流時增加引氣風斗情況下開放空腔內外流動特征圖；

圖7為存在外流時增加引射風斗情況下開放空腔內外流動特征圖；

圖8為存在外流時增加引氣風斗及引射風斗情況下開放空腔內外流動特征圖。

附圖標記：