一种燃气轮机压气机减涡器机构

技术领域

本发明涉及航空发动机的领域，尤其是涉及一种燃气轮机压气机减涡器机构。

背景技术

随着航空发动机和燃气轮机设计技术的发展和需求的不断进步，热端部件的温度和热应力越来越高，对航空发动机内部空气系统设计技术提出了更高的要求。目前内部冷却空气主要从压气机平台引出，流经鼓筒孔后在共转盘腔内径向入流，通过轴间通道，输送至热端部件和其他地方完成冷却和密封等功能后汇入燃气主流或排入大气。

目前航空发动机中多采用在压气机盘间鼓筒处开孔的办法将冷却气流径向引入从而轴向引出对热端部件进行冷却。在气流径向内流的过程中，由于压气机旋转盘腔的哥氏力效应，气流进入鼓筒孔后会产生大范围的自由涡结构，因此会使冷气产生较大的压力损失。

发明内容

为了改善气流进入鼓筒孔后会产生大范围的自由涡结构，因此会产生较大压力损失的问题，本申请提供一种燃气轮机压气机减涡器机构。

本申请提供的一种燃气轮机压气机减涡器机构采用如下的技术方案：

一种燃气轮机压气机减涡器机构，包括轴向引气段、鼓筒及相对设置的前面级压气机盘和后面级压气机盘，所述鼓筒的两端分别固接于所述前面级压气机盘和所述后面级压气机盘的相对内侧，所述前面级压气机盘、所述后面级压气机盘和所述鼓筒围合成盘腔，所述盘腔与所述轴向引气段相连通，所述鼓筒的外周面开设有多个鼓筒孔，多个所述鼓筒孔分别与所述盘腔相连通，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘之间设置有环形隔板，所述环形隔板的外周面开设有多个与多个所述鼓筒孔相对应的引流孔，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘之间设置有多组导流组件，多组所述导流组件位于所述环形隔板与所述前面级压气机盘中心轴线之间，多组所述导流组件分别与多个所述引流孔相对应。

通过采用上述技术方案，将冷却气体通过鼓筒孔进入盘腔，然后盘墙内的气体穿过引流孔，通过导流组件对穿过引流孔的气体进行引流，使冷气穿过轴向引气段，从而减少冷却气体在盘腔内形成自由涡结构，进而降低冷却气体产生较大的压力损失。

优选的，每组所述导流组件包括多个导流板一和多个导流板二，多个所述导流板一和多个所述导流板二相对设置，所述导流板一和所述导流板二相互远离的一端分别设置于所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面，所述导流板一和所述导流板二分别朝向所述前面级压气机盘的中心轴线倾斜设置。

通过采用上述技术方案，当盘腔内的气体穿过引流孔时，冷却气体从多个导流板一和多个导流板二之间穿过，使多个导流板一和多个导流板二对冷却气体进行导流，从而使盘腔内的冷却气体穿过轴向引气段，减少冷却气体在盘腔内形成自由涡结构。

优选的，多个所述导流板一和多个所述导流板二均为弧形板，多个所述导流板一和多个所述导流板二的弧面朝向远离所述前面级压气机盘的中心轴线方向凸起，多个所述导流板一的面积和多个所述导流板二的面积朝向靠近所述前面级压气机盘中心轴线的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，将多个导流板一和多个导流板二设置为弧形板，且弧形板朝向远离前面级压气机盘中心轴线的方向凸起，从而减少导流板一和导流板二对引流孔内吹出冷却气体的阻力，便于冷却气体穿过轴向引气段。

优选的，多个所述导流板一远离所述前面级压气机盘中心轴线的侧面和多个所述导流板二远离所述前面级压气机盘中心轴线的侧面均开设于移动槽，多个所述移动槽内穿设有推杆，所述移动槽的相对内侧面均开设有滑动槽，所述滑动槽内滑动设置有滑动杆，所述滑动杆靠近所述推杆中心轴线的一端与所述推杆的外周面固定连接，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面分别设置有用于驱动所述推杆沿所述前面级压气机盘径向移动的驱动机构。

通过采用上述技术方案，通过驱动机构驱动推杆沿前面级压气机盘的径向移动，使推杆带动滑动杆沿前面级压气机盘的径向移动，从而使多个导流板一和多个导流板二摆动，调整导流板一和导流板二的倾斜角度，进而调整盘腔内冷却气体的流速。

优选的，所述驱动机构包括固定于所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对侧面上的多个连接板，多个所述连接板分别与多个所述推杆相对应，所述连接板上穿设有套筒，所述套筒与所述连接板转动连接，所述推杆穿过所述套筒，所述推杆与所述套筒螺纹连接，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面分别设置有用于驱动多个所述套筒转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，通过驱动组件同时驱动多个套筒转动，使套筒驱动推杆沿套筒的轴向移动，从而使推杆带动滑动杆沿套筒的轴向移动，调整多个导流板一和多个导流板二的倾斜角度。

优选的，所述驱动组件包括设置于所述套筒外周面上的齿轮一，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面均转动设置有齿圈，所述齿圈与多个所述齿轮一相啮合，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面上分别设置有用于驱动两个所述齿圈转动的驱动件。

通过采用上述技术方案，通过驱动件驱动齿圈转动，齿圈同时带动多个齿轮一转动，从而使多个套筒同时转动。

优选的，所述驱动件包括两个电机，两个所述电机分别固定于所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面上，所述电机的输出轴上设置有齿轮二，所述齿轮二与所述齿圈相啮合。

通过采用上述技术方案，启动电机，电机的输出轴带动齿轮二转动，齿轮二驱动齿圈转动，齿圈带动多个齿轮一转动，从而使多个齿轮一带动多个套筒同时转动。

优选的，所述前面级压气机盘与所述后面级压气机盘相对的侧面均开设有环形槽一，两个所述齿圈相互远离的侧面均固定有圆环一，所述圆环一插设于所述环形槽一内，所述环形槽一的内周面开设有环形槽二，所述圆环一的外周面固定有圆环二，所述圆环二设置于所述环形槽二内。

通过采用上述技术方案，当齿圈转动时，齿圈带动圆环一转动，圆环一带动圆环二在环形槽二内转动，从而使齿圈转动时较稳定。

优选的，所述前面级压气机盘靠近所述后面级压气机盘的侧面固定有导流环，所述导流环的中心轴线与所述前面级压气机盘的中心轴线共线，所述导流环的外周面为弧形面。

通过采用上述技术方案，在前面级压气机盘靠近后面级压气机盘的侧面设置导流环，当盘腔内的气体从多个导流板一和多个导流板二之间穿过吹向导流环的外周面时，从而使导流环对盘腔内的冷却气体进行导流，便于冷却气体穿过轴向引气段。

优选的，所述导流环的外周面固定有多个导流片，多个所述导流片沿所述导流环的周向等间距设置。

通过采用上述技术方案，当盘腔内的气体吹向导流环时，通过导流片对冷却气体进行分流，从而使冷却气体穿过轴向引气段时沿周向分布均匀。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 将冷却气体通过鼓筒孔进入盘腔，然后盘墙内的气体穿过引流孔，通过导流组件对穿过引流孔的气体进行引流，使冷气穿过轴向引气段，从而减少冷却气体在盘腔内形成自由涡结构，进而降低冷却气体产生较大的压力损失；

2. 当盘腔内的气体穿过引流孔时，冷却气体从多个导流板一和多个导流板二之间穿过，使多个导流板一和多个导流板二对冷却气体进行导流，从而使盘腔内的冷却气体穿过轴向引气段，减少冷却气体在盘腔内形成自由涡结构；

3. 通过驱动机构驱动推杆沿前面级压气机盘的径向移动，使推杆带动滑动杆沿前面级压气机盘的径向移动，从而使多个导流板一和多个导流板二摆动，调整导流板一和导流板二的倾斜角度，进而调整盘腔内冷却气体的流速。

附图说明

图1是本申请实施例燃气轮机压气机减涡器机构的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中前面级压气机盘和后面级压气机盘的剖视图。

图3是本申请实施例中导流板一的剖视图。

图4是图3中A处的放大示意图。

图5是图2中B处的放大示意图。

图6是本申请实施例中后面级压气机盘的剖视图。

图7是图6中C处的放大示意图。

附图标记：1、轴向引气段；2、前面级压气机盘；3、后面级压气机盘；4、鼓筒；41、鼓筒孔；42、盘腔；5、环形隔板；51、引流孔；6、导流组件；61、导流板一；62、导流板二；63、移动槽；64、滑动槽；65、推杆；66、滑动杆；7、连接板；71、套筒；72、齿轮一；73、齿圈；74、环形槽一；75、圆环一；76、环形槽二；77、圆环二；78、电机；79、齿轮二；8、导流环；81、导流片。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种燃气轮机压气机减涡器机构。

参照图1和图2，一种燃气轮机压气机减涡器机构包括轴向引气段1及相对设置的前面级压气机盘2和后面级压气机盘3，前面级压气机盘2和后面级压气机盘3之间设置有鼓筒4，鼓筒4的两端面与前面级压气机盘2和后面级压气机盘3相对的侧面固定连接，鼓筒4的外周面与前面级压气机盘2的外周面和后面级压气机盘3的外周面共面，前面级压气机盘2、后面级压气机盘3和鼓筒4之间围合成盘腔42。鼓筒4的外周面开设有多个鼓筒孔41，多个鼓筒孔41沿鼓筒4的周向等间距设置。

参照图1和图2，前面级压气机盘2和后面级压气机盘3之间固定有环形隔板5，环形隔板5的中心轴线与前面级压气机盘2的中心轴线共线。环形隔板5的外周面开设有多个引流孔51，多个引流孔51与多个鼓筒孔41相对应，多个引流孔51沿环形隔板5的周向等间距设置。

参照图2和图3 ，前面级压气机盘2和后面级压气机盘3之间设置有多组导流组件6，多组导流组件6位于环形隔板5与前面级压气机盘2的中心轴线之间。多组导流组件6与多个引流孔51相对应。多个导流组件6包括多个导流板一61和多个导流板二62，多个导流板一61和多个导流板二62均为弧形板，弧形板的弧面朝向远离前面级压气机盘2中心轴线的方向凸起。多个导流板一61和多个导流板二62相对设置，多个导流板一61沿前面级压气机盘2的径向等间距设置，多个导流板二62沿后面级压气机盘3的径向等间距设置。

参照图2，多个导流板一61远离多个导流板二62的一端铰接于前面级压气机盘2靠近后面级压气机盘3的侧面，多个导流板二62远离多个导流板一61的一端铰接于后面级压气机盘3靠近前面级压气机盘2的侧面，多个导流板一61和多个导流板二62的底端均朝向前面级压气机盘2的中心轴线的方向倾斜，多个导流板一61的面积和多个导流板二62的面积朝向靠近前面级压气机盘2中心轴线方向逐渐减小。

将冷却气体通过鼓筒孔41引入盘腔42内，然后盘腔42内的冷气穿过引流孔51，通过多个导流板一61和多个导流板二62对穿过引流孔51的冷气进行导向引流，使冷气穿过轴向引气段1，减少冷气在盘腔42内形成自由涡结构，进而降低冷气产生较大的压力损失。

参照图2、图3和图4，多个导流板一61远离前面级压气机盘2中心轴线的侧面和多个导流板二62远离前面级压气机盘2中心轴线的侧面均开设有移动槽63，多个移动槽63内穿设有推杆65，移动槽63其中一个相对的内侧面均开设有滑动槽64，滑动槽64内滑动设置有滑动杆66，滑动杆66远离推杆65的端面与滑动槽64远离推杆65的内侧面相贴合，滑动杆66靠近推杆65中心轴线的一端与推杆65的外周面固定连接。

参照图2、图3和图5，前面级压气机盘2和后面级压气机盘3相对的侧面均固定有多个连接板7，多个连接板7位于多个导流板一61远离环形隔板5的一侧，多个连接板7与多个推杆65相对应。连接板7的顶面穿设有套筒71，套筒71与连接板7转动连接，推杆65靠近前面级压气机盘2中心轴线的一端穿过套筒71，推杆65与套筒71螺纹连接。套筒71的外周面套设固定有齿轮一72。前面级压气机盘2和后面级压气机盘3相对的侧面均转动设置有齿圈73，齿圈73与多个齿轮一72相啮合。前面级压气机盘2和后面级压气机盘3相对的侧面均开设有环形槽一74，两个齿圈73相互远离的侧面均固定有圆环一75，圆环一75的中心轴线与齿圈73的中心轴线共线，圆环一75插设于环形槽一74内。环形槽一74远离前面级压气机盘2中心轴线的内周面开设有环形槽二76，圆环一75的外周面固定有圆环二77，圆环二77设置于环形槽二76内。

参照图6和图7，前面级压气机盘2和后面级压气机盘3相对的侧面均固定电机78，电机78的输出轴上套设固定有齿轮二79，齿轮二79与齿圈73相啮合。

参照图2，前面级压气机盘2靠近后面级压气机盘3的侧面固定有导流环8，导流环8的中心轴线与前面级压气机盘2的中心轴线共线，导流环8的外周面为弧形面，弧形面朝向靠近导流环8的中心轴线内凹。导流环8的外周面固定有多个导流片81，多个导流片81沿导流环8的周向等间距设置。

当冷气沿多个导流板一61和多个导流板二62之间穿过时，冷气吹向导流环8的外周面，然后通过多个导流片81对冷气进行分流，从而使冷气穿过轴向引气段1时沿周向分布均匀。

本申请实施例一种燃气轮机压气机减涡器机构的实施原理为：当将冷却气体通过鼓筒孔41引入盘腔42内，然后盘腔42内的冷气穿过引流孔51，通过多个导流板一61和多个导流板二62对穿过引流孔51的冷气进行导向引流，使冷气进入轴向引气段1，减少冷气在盘墙内形成自由涡结构，进而降低冷气产生较大的压力损失。

通过启动两个电机78，电机78带动齿轮二79转动，齿轮二79驱动齿圈73转动，齿圈73同时驱动多个齿轮一72转动，齿轮一72带动套筒71转动，使套筒71驱动推杆65沿套筒71的轴向移动，使推杆65带动滑动杆66沿套筒71的轴向移动，从而使多个导流板一61和多个导流板二62摆动调整多个导流板一61和多个导流板二62的倾斜角度，进而调整冷气穿过轴向引气段1的流速。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。