专利名称：用于将气体从压气机引向燃烧室的扩压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及飞机中的流体机械制造领域，尤其涉及航空燃气涡轮发动机的技术领域。
背景技术：
在航空燃气涡轮发动机中，压气机的作用是提高流过它的空气的压力，供给发动机工作时所需要的压缩空气。根据压气机的结构形式和气流流动特点，可以把它分为轴流式、离心式和混合式三种。轴流式压气机的总增压比大，效率高，单位面积空气流量大，所以目前在航空燃气涡轮发动机中，特别是在大、中型发动机中被普遍采用。在轴流式压气机中，出口导向叶片作为压气机最后一级的静子叶片，起着增加空气静压的作用，同时还起到引导空气进入扩压器的作用。在压气机出口导向叶片后面的扩压器，起着降低空气流速，提高空气静压的作用。这种结构设计为空气以低速进入燃烧段作了准备，并且使得空气和燃油得到恰当的混合。在现有技术的大涵道比涡扇发动机中，具有压气机出口导向叶片的导流区部分与具有扩压器的扩压区部分是分开制造的，属于两个不同的零件，装配时通过螺栓连接在一起。参见图1，其示出了上述的分开式连接结构，其中，导流区部分1的前端与压气机主体部分通过连接部Ia和压气机壳体5 (亦可称作压气机机匣)之间螺栓连接固定在一起，导流区部分1的后端和扩压区部分2通过导流区部分1的安装边Ib和扩压区部分2的前安装边加由螺栓连接在一起。扩压区部分2的后安装边2b和燃烧室机匣3 (包括燃烧室外机匣3a、燃烧室内机匣北以及承力支承3c)通过螺栓连接在一起。燃烧室外机匣3a 开设有孔，孔上固设有燃油管道，该燃油管道朝向燃烧室火焰筒4的一侧设有多个燃油喷嘴。其中，上述导流区部分1具有腔壁和形成在腔壁内的压气机出口导向叶片，扩压区部分 2具有腔壁和形成在腔壁内的扩压器。这种结构设计相对复杂，局部零件数目增多，装配难度大。并且，由于该组件内部通过螺栓连接，增加了局部安装边和螺栓数目，进而增加了发动机的重量。
实用新型内容为了简化结构使其易于装配同时减轻发动机重量，本实用新型提出一种用于将气体从压气机引向燃烧室的扩压装置，在气体上游处布置有用于增加静压以及导引气体的导流区部分和在气体下游布置有用于增加静压以及气体降速的扩压区部分，导流区部分的前端与压气机气连通，扩压区部分的后端与燃烧室气连通，导流区部分和扩压区部分被构造为使得气体从导流区部分流出的气体全部流入扩压区部分，其特征在于，导流区部分和扩压区部分是一体成形的。优选地，扩压装置还具有燃烧室机匣，燃烧室机匣用于容纳燃油喷嘴和燃烧室火焰筒，燃烧室机匣从扩压区部分向后向外延伸并且与燃烧室火焰筒的外壁形成燃烧室外流道，燃烧室机匣被构造为使得从扩压区部分流出的气体全部流入燃烧室机匣中；其中，燃烧室机匣与一体成形的导流区部分和扩压区部分也是一体成形的。具体地，导流区部分的前端与压气机机匣固定连接，燃烧室机匣的后端与涡轮外机匣固定连接。可选择地，一体成形是由铸造一体成形的。具体地，导流区部分至少具有导向叶片。具体地，扩压区部分至少具有扩压器。本实用新型将传统上的导流区部分、扩压区部分和燃烧室机匣三者作为整体一体铸造，由此，取消了先前的螺栓连接结构，只需将整体铸造件连接到对应的连接部分上即可，从而解决了在现有技术中导流区部分与扩压区部分分开制造后再以螺栓连接所带来的局部零件偏多、装配复杂、重量偏高以及整体刚度弱等诸多技术问题。采用此种方案，可以具有以下优点第一、减少了局部的安装边和螺栓数，节约了制造成本；减轻了发动机的重量，提高了发动机的效率；第二、省去了导流区部分与扩压区部分之间、扩压区部分与燃烧室机匣之间的定位安装，缩短了装配时间，提高了装配效率；第三、采用整体铸造，避免了导流区部分与扩压区部分之间、扩压区部分与燃烧室机匣之间的螺栓连接，提高了该部件的整体刚度，进而也提高了发动机的可靠性；
为了解释本实用新型，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中图1示出了现有技术中的导流区部分、扩压区部分和机匣之间的连接结构(由于轴对称，故另一半结构省略)；图2示出了本实用新型的扩压装置与机匣的连接结构(由于轴对称，故另一半结构省略)。不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。
具体实施方式
参见图2，扩压装置10在气体流向上依次地具有用于增加静压以及导引气体的导流区部分11、用于增加静压以及气体降速的扩压区部分12以及在内部形成容纳空间13的燃烧室机匣20。导流区部分11、扩压区部分12和燃烧室机匣20是一体铸造成形的。在整体上，前述导流区部分11和扩压区部分12在周向上形成了第一气流通管道， 且该管道的截面在气流方向上有逐渐变大的趋势，形成容纳空间13的燃烧室机匣20在周向上形成了第二气流通管道，其中，第一气流通管道的截面管径较第二气流通管道的截面管径小很多，并且，其末端延伸到第二气流通管道内。更具体地，导流区部分11至少具有一体铸成导流叶片，其前端与压气机气连通。 扩压区部分12至少具有扩压器，其后端与燃烧室机匣20形成的容纳空间13气连通。为了使气体较优地从导流区部分11流入到扩压区部分12，在导流区部分11的末端和扩压区部分12的前端之间还留有一段距离。在第一气流通管道的外管壁上还凸设地一体铸有上安装边14和下安装边15。燃烧室机匣20从扩压区部分12接近末端的位置处从其外壁面上向外向后地延伸而形成容纳空间13。燃烧室机匣20所形成的该容纳空间13的容积比导流区部分11和扩压区部分12大，用于容纳燃油喷嘴和燃烧室火焰筒等，且与扩压区部分12 气连通，燃烧室机匣20与火焰筒的外壁形成燃烧室外流道。燃烧室机匣20还向前延伸有一前安装边16。这样，扩压装置10作为一体铸造件通过下安装边15连接到篦齿环17上，上安装边14通过中间支承18用螺栓连接到燃烧室机匣20的前安装边16和压气机机匣上， 使得扩压装置10的前端(即导流区部分的前端)与压气机机匣固定连接，扩压装置10的后端(即燃烧室机匣20的后端)与涡轮外机匣固定连接。本领域的技术人员应当可以理解，根据本实用新型的实质，导流区部分11和扩压区部分12也可以作为一体铸造件，而燃烧室机匣20仍旧采用现有技术的方式，这样，将一体铸造件和燃烧室机匣20通过螺栓连接的方式连接。另外，也应当可以理解，导流区部分11、扩压区部分12和形成容纳空间13的燃烧室机匣20共同形成的一体铸造件上设置安装边以及如何设置安装边仅仅是可选择，实际上，设置多少安装边，将安装边设置在什么部位以及如何进行连接均可以根据需要进行调节的。还可以理解，上述的螺栓连接也可以由其他紧固方式代替，上述的一体铸造成形也可以由其他一体成形方式来代替，这些替代性方案均落入本实用新型的范围。本实用新型的方案结构简单，拆装方便，导流区部分11与扩压区部分12之间没有安装边，只需要将两者作为一个整体与压气机机匣以及篦齿环17连接，扩压区部分12与燃烧室机匣20之间更是取消了螺栓连接。对比图1和图2可以看出，当以一体铸造件连接后，在本剖面上，图2就比图1减少了 3颗螺栓，以周向一圈需要48-50颗螺栓连接为例，应用本方案就减少了 144-150颗螺栓，所以，明显减轻了发动机的重量，节约了成本并提高了整机装配效率。本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型的权利要求的保护范围。需要注意的是，按照惯例，权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个这样的元件。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本实用新型的范围。
权利要求1.一种用于将气体从压气机引向燃烧室的扩压装置，在气体上游处布置有用于增加静压以及导引气体的导流区部分和在气体下游布置有用于增加静压以及气体降速的扩压区部分，所述导流区部分的前端与所述压气机气连通，所述扩压区部分的后端与所述燃烧室气连通，所述导流区部分和所述扩压区部分被构造为使得所述气体从所述导流区部分流出的气体全部流入所述扩压区部分，其特征在于，所述导流区部分和所述扩压区部分是一体成形的。
2.根据权利要求1所述的扩压装置，其特征在于，所述扩压装置还具有燃烧室机匣，所述燃烧室机匣用于容纳燃油喷嘴和燃烧室火焰筒，所述燃烧室机匣从所述扩压区部分向后向外延伸并且与所述燃烧室火焰筒的外壁形成燃烧室外流道，所述燃烧室机匣被构造为使得从所述扩压区部分流出的气体全部流入所述燃烧室机匣中；其中，所述燃烧室机匣与所述一体成形的所述导流区部分和所述扩压区部分也是一体成形的。
3.根据权利要求2所述的扩压装置，其特征在于，所述导流区部分的前端与压气机机匣固定连接，所述燃烧室机匣的后端与涡轮外机匣固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的扩压装置，其特征在于，所述一体成形是由铸造一体成形的。
5.根据权利要求1-3任一项所述的扩压装置，其特征在于，所述导流区部分至少具有导向叶片。
6.根据权利要求1-3任一项所述的扩压装置，其特征在于，所述扩压区部分至少具有扩压器。
7.根据权利要求4所述的扩压装置，其特征在于，所述导流区部分至少具有导向叶片。
8.根据权利要求4所述的扩压装置，其特征在于，所述扩压区部分至少具有扩压器。
专利摘要一种用于将气体从压气机引向燃烧室的扩压装置，在气体上游处布置有用于增加静压以及导引气体的导流区部分和在气体下游布置有用于增加静压以及气体降速的扩压区部分，导流区部分的前端与压气机气连通，扩压区部分的后端与燃烧室气连通，导流区部分和扩压区部分被构造为使得气体从导流区部分流出的气体全部流入扩压区部分，其中，导流区部分和扩压区部分是一体成形的。安装本方案所示的装置时可以减少了局部的安装边和螺栓数，节约了制造成本，另外，一体成形的结构也提高了该装置的整体刚度，进而提高了发动机的可靠性。
文档编号F23R3/26GK202253759SQ20112026126
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者孙煜, 孟祥海, 张永强, 陈亮, 陈渊博 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司