大流量气流转折整流蜗壳装置的制作方法

本实用新型涉及燃烧室结构设计技术领域，特别涉及大流量气流转折整流蜗壳装置。

背景技术：

进行发动机全尺寸加力燃烧室试验时，为保证试验参数要求，需要试验件进口流场有较好的均匀度。由于试验现场气源位置和空间的限制，外涵气流需要90度转折后进入试验管道。

现有气流转折一般是采取弯头进行直接转折，转折后的整流段如果长度不够，会导致流场均匀性不好，不能满足全尺寸加力燃烧室的试验需求，如果在转折后的管道处增加叶栅等整流转置，又会造成较大的压力损失，导致现有气源不能满足大流量的试验需求。另外外涵气流设计流量较大，对气流转折提出了较高的要求。故为了使外涵大流量气流转折后既能保证流场均匀，又能尽量减小压力损失，需要设计一种大流量气流转折整流蜗壳装置。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供了大流量气流转折整流蜗壳装置，包括：

蜗壳外壳，其具有面向侧面的气流入口和面向正面的气流出口，所述气流出口为环形出口，所述气流入口与外涵进气管道连接，所述气流出口与试验件前外涵管道连接；

设置于所述气流出口处的出口流道，所述出口流道包括内管段以及套设于所述出口内管段外侧的出口外管段；

呈喇叭状的弧形锥管段，所述弧形锥管段的收敛口与所述出口流道的背向所述气流出口的一端连接；

设置于所述气流入口处的分流组件，所述分流组件包括截面呈V型的V型板以及连接于所述V型板一侧的隔板，所述V型板的棱角迎向气流，所述V型板的另一侧连接于所述蜗壳外壳的面向气流出口方向的内壁，所述V型板的两支腿连接于所述出口流道外壁。

优选的，所述气流入口的入口面和所述气流出口的出口面之间的夹角为90°。

优选的，所述气流入口处设有入口安装边，所述气流入口通过所述入口安装边与外涵进气管道连接，所述气流出口处设有出口安装边，所述气流出口通过所述出口安装边与试验件前外涵管道连接，所述蜗壳外壳的背向所述气流出口的一侧设有固定安装边。

优选的，所述出口内管段和所述出口外管段均为直管段，所述出口内管段和所述出口外管段同心设置且顶部互相平齐。

优选的，所述出口内管段和所述出口外管段之间周向设有多件第一加强板。

优选的，所述隔板为弧形板。

优选的，所述V型板的棱角缩进所述气流入口内，所述V型板的夹角为锐角。

优选的，所述V型板的两支板之间连接有第二加强板，所述蜗壳外壳和所述出口外管段之间连接有加强筋，

优选的，所述V型板的扩张端相切于所述出口流道外壁，所述加强筋的一端连接于所述V型板扩张端的切口处。

优选的，所述蜗壳外壳外壁设有两支板，所述两支板沿气流在所述气流入口的初始方向排布。

本实用新型提供的大流量气流转折整流蜗壳装置，采用V型板、弧形锥段和较为光滑的蜗壳外壳等结构，能够将外涵气流进行90度转折，且能够保证转折后的气流流场较为均匀、压力损失较小，并可以应用于多种型号的全尺寸加力燃烧室试验。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本实用新型，而不能理解为对本实用新型的保护范围的限制。

图1是本实用新型提供的大流量气流转折整流蜗壳装置的主视局部剖视图；

图2是图1的侧视示意图；

图3是图1中A-A向的局部剖视图。

附图标记：

10 蜗壳外壳

11 气流入口

12 气流出口

13 固定安装边

21 出口内管段

22 出口外管段

23 第一加强板

30 弧形锥管段

41 V型板

42 隔板

43 第二加强板

44 加强筋

50 支板

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

如图1至图3所示，本实用新型提供了大流量气流转折整流蜗壳装置，包括蜗壳外壳10、出口流道、弧形锥管段30和分流组件。

蜗壳外壳10呈类环形，其具有面向侧面的气流入口11和面向正面的气流出口12，气流出口为环形出口，气流入口11与外涵进气管道连接，气流出口12与试验件前外涵管道连接。本实施例中，气流入口11的入口面和气流出口12的出口面之间的夹角为90°。气流入口11处设有入口安装边，气流入口11通过入口安装边与外涵进气管道连接，气流出口12处设有出口安装边，气流出口12通过出口安装边与试验件前外涵管道连接，蜗壳外壳10的背向气流出口12的一侧设有固定安装边13。蜗壳外壳10外壁设有两支板50，两支板50沿气流在气流入口11的初始方向排布。

出口流道设置于气流出口12处，出口流道包括内管段21以及套设于出口内管段21外侧的出口外管段22。

弧形锥管段30呈喇叭状，弧形锥管段30的收敛口与出口流道的背向气流出口12的一端连接。本实施例中，出口内管段21和出口外管段22均为直管段，出口内管段21和出口外管段22同心设置且顶部互相平齐。出口内管段21和出口外管段22之间周向设有多件第一加强板23。

分流组件设置于气流入口11处，分流组件包括截面呈V型的V型板41以及连接于V型板41一侧的隔板42，隔板42为弧形板。V型板41的棱角迎向气流，V型板41的另一侧连接于蜗壳外壳10的面向气流出口方向的内壁，V型板41的两支腿连接于出口流道外壁。本实施例中，V型板41的棱角缩进气流入口11内，气流进入蜗壳装置内后才会被V型板41分流。V型板41的夹角为锐角。V型板41的两支板之间连接有第二加强板43，用于增强V型板41的结构稳定性。蜗壳外壳10和出口外管段22之间连接有加强筋44，V型板41的扩张端相切于出口流道外壁，加强筋44的一端连接于V型板41扩张端的切口处。

为了使转折后的气流流场能够尽量均匀，采用V型板41对进气气流进行导流，气流经V型板41后沿着蜗壳外壳10的内腔流动，在V型板41和过渡平缓的蜗壳外壳10的作用下，气流在外涵腔道分布的较为均匀，经弧形锥管段30导流后进入出口流道，最后进入试验管道。

在V型板41、蜗壳外壳10、弧形锥管段30、出口内管段21和出口外管段22的导流作用下，使气流在较小的空间内能够实现90度转折，同时由于气流在转折的过程中都是平缓均匀过渡，引起的压力损失较小，在大流量状态下能够满足试验需求。

为了增强蜗壳结构的强度，在蜗壳外壳10的腔道内和蜗壳外壳10的外侧设计了相应的加强结构，包括第一加强板23、加强筋44、支板50和第二加强板43，通过这些加强结构，使整个蜗壳结构能够经受较大的气动力，使其具备在振动较大的环境中工作，满足全尺寸加力燃烧试验的需求。

试验进行时，外涵进气管道通外涵气，外涵气在蜗壳外壳10的腔道内进行平缓转折，实现90度转折后进入试验件前外涵管道，如图3中箭头所示，在蜗壳外壳10和蜗壳内结构的导流作用下，能够保证出口气流流场较为均匀且压力损失较小。通过蜗壳外壳10前后阀门的调节，使试验件进口参数达到试验状态要求后，进行试验。在第一加强板23、第二加强版43和加强筋44等结构的作用下，能够确保该气流转折整流蜗壳装置安全可靠运行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。