[實(shí)用新型]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920061504.2
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209621472U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鎖芳;韋光禮;鄭笑天;郝媛慧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F02C7/143
• 分類號: F02C7/143;F02C7/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張耀文

本實(shí)用新型提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)，沿氣體行進(jìn)路徑包括依次嵌套設(shè)置的進(jìn)氣腔、預(yù)旋單元和出氣腔；進(jìn)氣腔內(nèi)的氣體沿徑向進(jìn)入預(yù)旋單元，所述預(yù)旋單元包括沿周向均勻設(shè)置的多個(gè)噴嘴，所述噴嘴相對進(jìn)氣腔的徑向彎曲設(shè)置，所述噴嘴從進(jìn)氣口到出氣口至少有一段流道沿進(jìn)氣腔軸向收縮；所述出氣腔與冷卻通道連通。本實(shí)用新型提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：增加噴嘴進(jìn)氣面積，便于氣流順暢的進(jìn)入噴嘴內(nèi)，減小了氣流在入口處的損失；由于漸縮流道的存在，提高了氣流速度，減少功耗，提高冷卻效果，具有良好的推廣前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)二次空氣系統(tǒng)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)日新月異，發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到了較大的發(fā)展。提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的主要途徑是提高渦輪前溫度和增壓比，但是渦輪前溫度的提高使發(fā)動(dòng)機(jī)中渦輪等高溫部件的工作環(huán)境嚴(yán)重惡化，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性變差，壽命縮短。

預(yù)旋冷卻系統(tǒng)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)重要組成部分，其功用是將冷氣引導(dǎo)成旋轉(zhuǎn)狀態(tài)輸送到高速轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪葉片等高溫部件的冷卻通道中，達(dá)到降低氣流相對總溫的目的，從而提高冷氣品質(zhì)，增強(qiáng)葉片冷卻效果，提高冷卻效率。現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻系統(tǒng)進(jìn)入冷卻管道時(shí)的流速較低，噴嘴出口周向速度較小，導(dǎo)致系統(tǒng)出口旋流比較低，冷卻效果不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠提高冷空氣流速以噴嘴出口周向速度，從而提升系統(tǒng)出口旋流比的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)，沿氣體行進(jìn)路徑包括依次嵌套設(shè)置的進(jìn)氣腔、預(yù)旋單元和出氣腔；進(jìn)氣腔內(nèi)的氣體沿徑向進(jìn)入預(yù)旋單元，所述預(yù)旋單元包括沿周向均勻設(shè)置的多個(gè)噴嘴，所述噴嘴相對進(jìn)氣腔的徑向彎曲設(shè)置，所述噴嘴從進(jìn)氣口到出氣口至少有一段流道沿進(jìn)氣腔軸向收縮；所述出氣腔與冷卻通道連通。

優(yōu)選地，進(jìn)氣腔外表面均勻設(shè)置有多個(gè)沿徑向固定的進(jìn)氣孔，所述噴嘴與進(jìn)氣孔一一對應(yīng)。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣孔正對噴嘴的進(jìn)氣口。

優(yōu)選地，沿進(jìn)氣腔軸向看，所述從噴嘴的進(jìn)氣口到出氣口流道自然收縮。

優(yōu)選地，沿進(jìn)氣腔軸向看，所述噴嘴正對進(jìn)氣孔的側(cè)面具有第一回轉(zhuǎn)部，所述第一回轉(zhuǎn)部的切向指向流道外部。

優(yōu)選地，所述噴嘴背向進(jìn)氣孔的一側(cè)具有切向指向流道內(nèi)部的第二回轉(zhuǎn)部，所述第一回轉(zhuǎn)部的回轉(zhuǎn)半徑小于第二回轉(zhuǎn)部的回轉(zhuǎn)半徑。

優(yōu)選地，所述噴嘴靠近出氣口的位置沿流道兩側(cè)分別設(shè)置有與第一回轉(zhuǎn)部和第二回轉(zhuǎn)部相切且逐漸靠近的直板，兩個(gè)直板圍成的流道逐漸收縮。

優(yōu)選地，沿進(jìn)氣腔的徑向看，所述噴嘴的前1/2-2/3的區(qū)域流道的兩側(cè)傾斜設(shè)置并逐漸靠近。

優(yōu)選地，所述冷卻通道與出氣腔連接處的切向與進(jìn)氣腔的軸向平行，所述噴嘴的出氣口向冷卻通道內(nèi)的氣流行進(jìn)路徑傾斜。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣孔和噴嘴分別設(shè)置有15～25個(gè)。

本實(shí)用新型提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：增加噴嘴進(jìn)氣面積，便于氣流順暢的進(jìn)入噴嘴內(nèi)，減小了氣流在入口處的損失；由于漸縮流道的存在，提高了氣流速度，減少功耗，提高冷卻效果，具有良好的推廣前景。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)的軸向剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例所提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)旋冷卻系統(tǒng)的噴嘴沿徑向的示意圖；