[實用新型]一種篦齒封嚴系統及航空發動機

有效

• 申請號: 201920656885.9
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN209800031U
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 張曉林;李雨晴;吳鵬
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F01D11/02
• 分類號: F01D11/02
• 代理公司: 31100 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 喻學兵

本實用新型的目的是提供一種篦齒封嚴系統及航空發動機。篦齒封嚴系統包括第一容腔、第二容腔、篦齒、轉子件和靜子件；靜子件設置在轉子件的徑向上的外側，轉子件被設置成能夠相對靜子件轉動；轉子件與靜子件限定出間隙；間隙連通第一容腔和第二容腔；篦齒固定設置在間隙中，以減少第一容腔的氣流穿過間隙而進入第二容腔；篦齒封嚴系統還包括擋板；擋板設置在氣流的流動路徑上；擋板包括主體部和導流部；導流部連接在主體部上并與主體部成夾角設置；夾角為與氣流的流動方向相對設置的銳角；主體部用于阻擋氣流，以使氣流流入夾角；導流部用于引導氣流轉向并流出夾角。擋板的設置增加氣流動能的耗散，增大了氣流的流阻，從而提高了篦齒封嚴的效果。

技術領域

本實用新型涉及航空發動機領域，更具體地，涉及一種篦齒封嚴系統及航空發動機。

背景技術

在航空發動機及地面燃機中，轉動件和靜止件之間不可避免的會留有間隙，氣體泄漏必然發生，通常氣體從高壓側通過該間隙漏向低壓側。對泄漏氣體的封嚴及控制是現代發動機必不可少的組成部分。然而隨著航空發動機性能的不斷提高，發動機循環參數(壓力、溫度)的增高，轉速的提高，封嚴技術已成為影響發動機性能和使用壽命的重要因素。通過對軍用、民用發動機進一步提高性能的諸多潛力因素研究表明，與改進發動機氣動部件的性能相比，改進和發展新的封嚴技術，是收益大而耗資少的途徑。篦齒封嚴是現代航空發動機中最基本的一種封嚴技術，是各種旋轉機械上普遍使用的封嚴方式，它是利用篦齒尖與封嚴環面之間的間隙節流和齒腔中渦流來增加通道的流阻，達到減少泄漏的目的。如壓氣機級間位于壓氣機主流道內部轉子和靜子之間的區域，隨著壓氣機級數的增加，主流壓力升高，部分主流氣會通過壓氣機轉靜間(級間)反向泄漏，這股泄漏氣流會干擾壓氣機主流的氣動特性，降低壓氣機的效率。級間的風阻溫升和旋流會進一步影響葉片強度、振動及溫度場。

目前篦齒封嚴的設計多是采用設計齒形及縮小間隙的方法來減小泄漏量，單純地設計齒形及縮小間隙的方法對封嚴能力的提高有限。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種篦齒封嚴系統，所述篦齒封嚴系統具有較高的封嚴能力。

本實用新型的目的還在于提供一種航空發動機，所述航空發動機包括上述篦齒封嚴系統。

為實現所述目的的篦齒封嚴系統，包括第一容腔、第二容腔、篦齒、轉子件和靜子件；

所述靜子件設置在所述轉子件的徑向上的外側，所述轉子件被設置成能夠相對所述靜子件轉動；所述轉子件與所述靜子件限定出間隙；所述間隙連通所述第一容腔和所述第二容腔；所述篦齒固定設置在所述間隙中，以減少所述第一容腔的氣流穿過所述間隙而進入所述第二容腔；

所述篦齒封嚴系統還包括擋板；所述擋板設置在所述氣流的流動路徑上；所述擋板包括主體部和導流部；所述導流部連接在所述主體部上并與所述主體部成夾角設置；所述夾角為與所述氣流的流動方向相對設置的銳角；所述主體部用于阻擋所述氣流，以使所述氣流流入所述夾角；所述導流部用于引導所述氣流轉向并流出所述夾角。

所述的篦齒封嚴系統，其進一步的特點是，所述擋板的數量為兩個，其中一個設置在所述第一容腔中，另一個設置在所述第二容腔中。

所述的篦齒封嚴系統，其進一步的特點是，所述擋板的數量為兩個，其中一個設置在所述間隙的入口處，另一個設置在所述間隙的出口處。

所述的篦齒封嚴系統，其進一步的特點是，所述主體部沿所述轉子件的徑向設置。

所述的篦齒封嚴系統，其進一步的特點是，所述導流部與所述主體部的連接處為圓弧過渡。

所述的篦齒封嚴系統，其進一步的特點是，以所述轉子件的徑向為參照，所述主體部具有主體內緣和主體外緣；

所述主體外緣連接在所述靜子件上，所述導流部連接在所述主體內緣上。