一种防冰引气方法及结构与流程

1.本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种防冰引气方法及结构。


背景技术：

2.航空发动机在高空运行时，发动机前端的进气锥、可调导叶等冷端零件因高空外界温度较低，易发生结冰影响发动机的工作稳定性。现在做法通常是通过引气接口、外部管路、集气腔等结构将发动机后端的高温气体引到前端加热冷端零件，防止结冰。这种做法需要额外增加引气接口、外部管路、集气腔等结构，增加发动机零件数量和重量。
3.现有的外部管路引气结构需要额外增加引气接口、外部管路、集气腔等结构，增加发动机零件数量和重量，且额外增加的零件还会占用发动机外部空间，增加发动机外部管路滑油、燃油的布局难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种防冰引气方法及结构，其通过改变发动机内部的引气结构，可以为发动机前端的进气锥、可调导叶片冷端零件提供防冰引气，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防冰引气方法，所述防冰引气方法包括以下步骤：
6.将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔，高温高压气体在转子内腔中流向转子前端；
7.高温高压气体从转子前端引出，从可调导叶进气口进入可调导叶内部气腔进行加热防冰；
8.引出的高温高压气体通过支承机匣内部引气通道进入支板气腔或前端进气锥腔进行加热防冰。
9.优选的，所述高温高压气体在转子内腔中流向转子前端的轴颈处，并通过转子前端的出气口引出。
10.优选的，所述压气机流道内的高温高压气体从转子后端引入转子内腔，形成带引气孔的叶片盘，将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔。
11.优选的，所述高温高压气体通过可调导叶下端进气口进入导叶内部气腔，对可调导叶进行加热防冰。
12.优选的，所述高温高压气体充盈转子内腔并向前流动，高温高压气体通过转子前端的出气口引出，引出位置通过篦齿进行封严。
13.本发明还提出一种防冰引气结构，所述防冰引气结构应用于防冰引气方法，所述防冰引气结构包括，
14.转子内腔引气结构，所述转子后端叶片盘鼓筒结构处开有后端引气孔，在转子前端轴颈结构处开前端出气口，所述可调导叶的下端设置有进气口。
15.优选的，所述转子后端叶片盘鼓筒结构处开后端引气孔，形成带引气孔的叶片盘，将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔。
16.优选的，所述叶片盘与后端压气机流道通过篦齿进行封严。
17.优选的，所述前端出气口引出位置通过篦齿进行封严。
18.优选的，所述转子和静子衔接处使用篦齿封严。
19.优选的，所述转子包括：压气机盘、篦齿盘和拉杆；其中，压气机盘、篦齿盘和拉杆之间固定连接；所述静子包括篦齿衬套，所述篦齿衬套与篦齿盘之间通过篦齿进行封严。
20.本发明的技术效果和优点：
21.本发明通过改变发动机内部的引气结构，可以为发动机前端的进气锥、可调导叶片等冷端零件提供防冰引气。本发明无需在发动机内部开设引气管道，所涉及的引气结构简单，且均在发动机内部，避免使用外部接口、外部管路、外部集气等结构，可以有效减少发动机零件数目，有利于发动机减重设计和外部滑油、燃油方法布局。
22.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
23.图1为本发明转子内腔引气形式的整体防冰引气结构图；
24.图2为本发明转子内腔引气的转子后端结构图；
25.图3为本发明转子内腔引气的转子前端结构图；
26.图4为本发明转子内腔引气的导叶气路结构图；
27.图5为本发明转子内腔引气的支板气路结构图；
28.图6为本发明转子内腔引气的进气锥气路结构图；
29.图中：1-后端引气孔；2-叶片盘；3-导叶气口；4-可调导叶；5-支承机匣；6-支板；7-进气锥；8-前端出气口。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明提供了一种防冰引气方法，包括以下步骤：
32.将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔，高温高压气体在转子内腔中流向转子前端；
33.高温高压气体从转子前端引出，从可调导叶4进气口进入可调导叶4内部气腔进行防冰引气；
34.引出的高温高压气体通过支承机匣5内部引气通道进入支板6气腔或前端进气锥腔进行防冰引气。
35.具体地，转子后端叶片盘2鼓筒结构处开后端引气孔1，形成带引气孔的叶片盘2，
将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔；同时高温高压气体充盈转子内腔并向前流动，并通过转子前端的出气口引出，引出位置通过篦齿进行封严；并且高温气体通过可调导叶4下端气口进入导叶内部气腔，对可调导叶4进行加热防冰；同时，引出的气体通过支承机匣5内部引气通道引向前端进气锥腔，对进气锥7进行加热防冰。
36.在本实施例中，所述高温高压气体在转子内腔中流向转子前端的轴颈处，并通过转子前端的出气口引出。
37.在本实施例中，所述压气机流道内的高温高压气体从转子后端引入转子内腔，其中，所述转子后端叶片盘2鼓筒结构处开设后端引气孔1，形成带引气孔的叶片盘2，将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔。
38.所述防冰引气方法主要将发动机后端的高温气体引到前端进气锥7、可调导叶4。本发明所涉及的引气结构简单，且均在发动机内部，避免使用外部接口、外部管路、外部集气等结构，可以有效减少发动机零件数目，有利于发动机减重设计和外部滑油、燃油方法布局。
39.本发明还提供一种防冰引气结构，所述防冰引气结构应用于上述的防冰引气方法，其中，所述防冰引气结构包括，
40.所述转子后端叶片盘2鼓筒结构处开有后端引气孔1，在转子前端轴颈结构处开前端出气口8，所述可调导叶4的下端设置有进气口。
41.所述转子后端叶片盘2鼓筒结构处开后端引气孔1，形成带引气孔的叶片盘2，将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔。
42.所述转子前端轴颈结构处开前端出气口8，用于将高温高压气体从转子前端引出。
43.所述可调导叶4的下端设置有进气口，用于将引出高温高压气体从可调导叶4进气口进入可调导叶4内部气腔对可调导叶4进行防冰引气。
44.接下来，结合具体实施例进行具体的说明。
45.当发动机尺寸较小，选择转子内腔引气形式，所述转子内腔引气包括，将压气机流道内的高温高压气体从后端引气孔1引入转子内腔，高温高压气体在转子内腔中流向转子前端的轴颈处，并通过转子前端出气口8引出，高温气体通过可调导叶4下端进气口进入导叶内部气腔，引出的气体通过支承机匣5内部引气通道进入支板6气腔或前端进气锥腔。
46.相应地，所述防冰引气结构包括所述转子后端叶片盘2鼓筒结构处开有后端引气孔1，在转子前端轴颈结构处开有前端出气口8，所述转子和静子衔接处使用篦齿封严。
47.具体地，所述转子包括：末级压气机盘、篦齿盘和拉杆；其中，所述末级压气机盘、篦齿盘和拉杆之间固定连接；所述篦齿盘的端部设置有斜篦齿；
48.所述静子包括：篦齿衬套和燃烧室内环，其中，篦齿衬套与燃烧室内环固定连接；
49.接下来结合附图进行详细说明。如图1所示，在发动机后端的叶片盘2鼓筒结构处开设后端引气孔1，在转子后端形成带引气孔的叶片盘2，将压气机流道内的高温高压气体引入转子内腔，高温高压气体充盈转子内腔并向前流动，在转子前端轴颈结构处开前端出气口8，转子前端形成带出气口的前轴颈，高温高压气体在转子内腔中流向转子前端的轴颈处，并通过转子前端的出气口引出，同时引出位置可以通过篦齿进行封严。所述可调导叶4的底端设置有进气口，从出气口引出的高温气体通过可调导叶4下端进气口进入导叶内部气腔，对可调导叶4进行加热防冰，所述转子、静子衔接处可以使用篦齿封严，引出的气体可
以通过支承机匣5内部引气通道进入支板6气腔，对支板6进行加热防冰，气体还可以通过支承机匣5内部引气通道引向前端进气锥7腔，对进气锥7进行加热防冰。
50.在本实施例中，转子后端的结构如图2所示，所述压气机包括旋转件和静子件，所述转子件包括：压气机盘、篦齿盘和拉杆；其中末级压气机盘、篦齿盘和拉杆之间固定连接。在所述压气机盘顶端盘鼓筒之间设置有引气口，高温高压气流从引气口进入叶片盘2。所述静子件包括：篦齿衬套，所述篦齿衬套与篦齿盘之间通过篦齿进行封严。
51.在发动机转子的后端叶片盘2上开设有后端引气孔1，压气机流道内的高温高压气体通过该引气孔引入转子内腔。其中，叶片盘2呈现不规则的十字型，叶片盘2与后端压气机流道通过篦齿进行封严。
52.在本实施例中，转子前端结构如图3所示，在转子前端轴颈结构处开前端出气口8，转子前端形成带出气口的前轴颈，高温高压气体在转子内腔中流向转子前端的轴颈处，并通过转子前端的出气孔引出，同时引出位置可以通过篦齿进行封严。所述篦齿封严包括篦齿盘上设计多道台阶斜篦齿，台阶数量为2～3个，台阶高度约1/3～2/3齿高，并且在同篦齿配合的衬套上有蜂窝耐磨涂层和齿间凹槽，凹槽长约1～2.5mm，深度约0.2～0.4mm。所述篦齿衬套一的下端设置为台阶状，同时针对每一台阶，斜篦齿一也相应的设置为阶梯状。
53.在本实施例中，导叶气路如图4所示，所述可调导叶4的底端设置有导叶气口3，高温气体通过可调导叶4底端导叶气口3进入导叶内部气腔，对可调导叶4进行加热防冰，所述转子、静子衔接处可以使用篦齿封严，具体地，所述压气机盘、篦齿衬套衔接处使用篦齿封严。
54.在本实施例中，支板6气路结构如图5所示，引出的气体通过支承机匣5内部引气通道进入支板6气腔，对支板6进行加热防冰。
55.在本实施例中，进气锥7气路结构如图6所示，高温高压气体从另一路通过支承机匣5内部引气通道引向前端进气锥腔，对进气锥7进行加热防冰。
56.综上所述，本发明通过改变发动机内部的引气结构，可以为发动机前端的进气锥7、可调导叶片等冷端零件提供防冰引气。本发明所涉及的引气结构简单，且均在发动机内部，避免使用外部接口、外部管路、外部集气等结构，可以有效减少发动机零件数目，有利于发动机减重设计和外部滑油、燃油方法布局。
57.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。