專利名稱：用于將氣體從壓氣機(jī)引向燃燒室的擴(kuò)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及飛機(jī)中的流體機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓氣機(jī)的作用是提高流過(guò)它的空氣的壓力，供給發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)所需要的壓縮空氣。根據(jù)壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和氣流流動(dòng)特點(diǎn)，可以把它分為軸流式、離心式和混合式三種。軸流式壓氣機(jī)的總增壓比大，效率高，單位面積空氣流量大，所以目前在航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，特別是在大、中型發(fā)動(dòng)機(jī)中被普遍采用。在軸流式壓氣機(jī)中，出口導(dǎo)向葉片作為壓氣機(jī)最后一級(jí)的靜子葉片，起著增加空氣靜壓的作用，同時(shí)還起到引導(dǎo)空氣進(jìn)入擴(kuò)壓器的作用。在壓氣機(jī)出口導(dǎo)向葉片后面的擴(kuò)壓器，起著降低空氣流速，提高空氣靜壓的作用。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為空氣以低速進(jìn)入燃燒段作了準(zhǔn)備，并且使得空氣和燃油得到恰當(dāng)?shù)幕旌?。在現(xiàn)有技術(shù)的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中，具有壓氣機(jī)出口導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流區(qū)部分與具有擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓區(qū)部分是分開(kāi)制造的，屬于兩個(gè)不同的零件，裝配時(shí)通過(guò)螺栓連接在一起。參見(jiàn)圖1，其示出了上述的分開(kāi)式連接結(jié)構(gòu)，其中，導(dǎo)流區(qū)部分1的前端與壓氣機(jī)主體部分通過(guò)連接部Ia和壓氣機(jī)殼體5 (亦可稱作壓氣機(jī)機(jī)匣)之間螺栓連接固定在一起，導(dǎo)流區(qū)部分1的后端和擴(kuò)壓區(qū)部分2通過(guò)導(dǎo)流區(qū)部分1的安裝邊Ib和擴(kuò)壓區(qū)部分2的前安裝邊加由螺栓連接在一起。擴(kuò)壓區(qū)部分2的后安裝邊2b和燃燒室機(jī)匣3 (包括燃燒室外機(jī)匣3a、燃燒室內(nèi)機(jī)匣北以及承力支承3c)通過(guò)螺栓連接在一起。燃燒室外機(jī)匣3a 開(kāi)設(shè)有孔，孔上固設(shè)有燃油管道，該燃油管道朝向燃燒室火焰筒4的一側(cè)設(shè)有多個(gè)燃油噴嘴。其中，上述導(dǎo)流區(qū)部分1具有腔壁和形成在腔壁內(nèi)的壓氣機(jī)出口導(dǎo)向葉片，擴(kuò)壓區(qū)部分 2具有腔壁和形成在腔壁內(nèi)的擴(kuò)壓器。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，局部零件數(shù)目增多，裝配難度大。并且，由于該組件內(nèi)部通過(guò)螺栓連接，增加了局部安裝邊和螺栓數(shù)目，進(jìn)而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。

實(shí)用新型內(nèi)容為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)使其易于裝配同時(shí)減輕發(fā)動(dòng)機(jī)重量，本實(shí)用新型提出一種用于將氣體從壓氣機(jī)引向燃燒室的擴(kuò)壓裝置，在氣體上游處布置有用于增加靜壓以及導(dǎo)引氣體的導(dǎo)流區(qū)部分和在氣體下游布置有用于增加靜壓以及氣體降速的擴(kuò)壓區(qū)部分，導(dǎo)流區(qū)部分的前端與壓氣機(jī)氣連通，擴(kuò)壓區(qū)部分的后端與燃燒室氣連通，導(dǎo)流區(qū)部分和擴(kuò)壓區(qū)部分被構(gòu)造為使得氣體從導(dǎo)流區(qū)部分流出的氣體全部流入擴(kuò)壓區(qū)部分，其特征在于，導(dǎo)流區(qū)部分和擴(kuò)壓區(qū)部分是一體成形的。優(yōu)選地，擴(kuò)壓裝置還具有燃燒室機(jī)匣，燃燒室機(jī)匣用于容納燃油噴嘴和燃燒室火焰筒，燃燒室機(jī)匣從擴(kuò)壓區(qū)部分向后向外延伸并且與燃燒室火焰筒的外壁形成燃燒室外流道，燃燒室機(jī)匣被構(gòu)造為使得從擴(kuò)壓區(qū)部分流出的氣體全部流入燃燒室機(jī)匣中；其中，燃燒室機(jī)匣與一體成形的導(dǎo)流區(qū)部分和擴(kuò)壓區(qū)部分也是一體成形的。具體地，導(dǎo)流區(qū)部分的前端與壓氣機(jī)機(jī)匣固定連接，燃燒室機(jī)匣的后端與渦輪外機(jī)匣固定連接?？蛇x擇地，一體成形是由鑄造一體成形的。具體地，導(dǎo)流區(qū)部分至少具有導(dǎo)向葉片。具體地，擴(kuò)壓區(qū)部分至少具有擴(kuò)壓器。本實(shí)用新型將傳統(tǒng)上的導(dǎo)流區(qū)部分、擴(kuò)壓區(qū)部分和燃燒室機(jī)匣三者作為整體一體鑄造，由此，取消了先前的螺栓連接結(jié)構(gòu)，只需將整體鑄造件連接到對(duì)應(yīng)的連接部分上即可，從而解決了在現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)流區(qū)部分與擴(kuò)壓區(qū)部分分開(kāi)制造后再以螺栓連接所帶來(lái)的局部零件偏多、裝配復(fù)雜、重量偏高以及整體剛度弱等諸多技術(shù)問(wèn)題。采用此種方案，可以具有以下優(yōu)點(diǎn)第一、減少了局部的安裝邊和螺栓數(shù)，節(jié)約了制造成本；減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；第二、省去了導(dǎo)流區(qū)部分與擴(kuò)壓區(qū)部分之間、擴(kuò)壓區(qū)部分與燃燒室機(jī)匣之間的定位安裝，縮短了裝配時(shí)間，提高了裝配效率；第三、采用整體鑄造，避免了導(dǎo)流區(qū)部分與擴(kuò)壓區(qū)部分之間、擴(kuò)壓區(qū)部分與燃燒室機(jī)匣之間的螺栓連接，提高了該部件的整體剛度，進(jìn)而也提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性；

為了解釋本實(shí)用新型，將在下文中參考附圖描述其示例性實(shí)施方式，附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)流區(qū)部分、擴(kuò)壓區(qū)部分和機(jī)匣之間的連接結(jié)構(gòu)(由于軸對(duì)稱，故另一半結(jié)構(gòu)省略)；圖2示出了本實(shí)用新型的擴(kuò)壓裝置與機(jī)匣的連接結(jié)構(gòu)(由于軸對(duì)稱，故另一半結(jié)構(gòu)省略)。不同圖中的相似特征由相似的附圖標(biāo)記指示。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖2，擴(kuò)壓裝置10在氣體流向上依次地具有用于增加靜壓以及導(dǎo)引氣體的導(dǎo)流區(qū)部分11、用于增加靜壓以及氣體降速的擴(kuò)壓區(qū)部分12以及在內(nèi)部形成容納空間13的燃燒室機(jī)匣20。導(dǎo)流區(qū)部分11、擴(kuò)壓區(qū)部分12和燃燒室機(jī)匣20是一體鑄造成形的。在整體上，前述導(dǎo)流區(qū)部分11和擴(kuò)壓區(qū)部分12在周向上形成了第一氣流通管道， 且該管道的截面在氣流方向上有逐漸變大的趨勢(shì)，形成容納空間13的燃燒室機(jī)匣20在周向上形成了第二氣流通管道，其中，第一氣流通管道的截面管徑較第二氣流通管道的截面管徑小很多，并且，其末端延伸到第二氣流通管道內(nèi)。更具體地，導(dǎo)流區(qū)部分11至少具有一體鑄成導(dǎo)流葉片，其前端與壓氣機(jī)氣連通。 擴(kuò)壓區(qū)部分12至少具有擴(kuò)壓器，其后端與燃燒室機(jī)匣20形成的容納空間13氣連通。為了使氣體較優(yōu)地從導(dǎo)流區(qū)部分11流入到擴(kuò)壓區(qū)部分12，在導(dǎo)流區(qū)部分11的末端和擴(kuò)壓區(qū)部分12的前端之間還留有一段距離。在第一氣流通管道的外管壁上還凸設(shè)地一體鑄有上安裝邊14和下安裝邊15。燃燒室機(jī)匣20從擴(kuò)壓區(qū)部分12接近末端的位置處從其外壁面上向外向后地延伸而形成容納空間13。燃燒室機(jī)匣20所形成的該容納空間13的容積比導(dǎo)流區(qū)部分11和擴(kuò)壓區(qū)部分12大，用于容納燃油噴嘴和燃燒室火焰筒等，且與擴(kuò)壓區(qū)部分12 氣連通，燃燒室機(jī)匣20與火焰筒的外壁形成燃燒室外流道。燃燒室機(jī)匣20還向前延伸有一前安裝邊16。這樣，擴(kuò)壓裝置10作為一體鑄造件通過(guò)下安裝邊15連接到篦齒環(huán)17上，上安裝邊14通過(guò)中間支承18用螺栓連接到燃燒室機(jī)匣20的前安裝邊16和壓氣機(jī)機(jī)匣上， 使得擴(kuò)壓裝置10的前端(即導(dǎo)流區(qū)部分的前端)與壓氣機(jī)機(jī)匣固定連接，擴(kuò)壓裝置10的后端(即燃燒室機(jī)匣20的后端)與渦輪外機(jī)匣固定連接。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，導(dǎo)流區(qū)部分11和擴(kuò)壓區(qū)部分12也可以作為一體鑄造件，而燃燒室機(jī)匣20仍舊采用現(xiàn)有技術(shù)的方式，這樣，將一體鑄造件和燃燒室機(jī)匣20通過(guò)螺栓連接的方式連接。另外，也應(yīng)當(dāng)可以理解，導(dǎo)流區(qū)部分11、擴(kuò)壓區(qū)部分12和形成容納空間13的燃燒室機(jī)匣20共同形成的一體鑄造件上設(shè)置安裝邊以及如何設(shè)置安裝邊僅僅是可選擇，實(shí)際上，設(shè)置多少安裝邊，將安裝邊設(shè)置在什么部位以及如何進(jìn)行連接均可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的。還可以理解，上述的螺栓連接也可以由其他緊固方式代替，上述的一體鑄造成形也可以由其他一體成形方式來(lái)代替，這些替代性方案均落入本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，導(dǎo)流區(qū)部分11與擴(kuò)壓區(qū)部分12之間沒(méi)有安裝邊，只需要將兩者作為一個(gè)整體與壓氣機(jī)機(jī)匣以及篦齒環(huán)17連接，擴(kuò)壓區(qū)部分12與燃燒室機(jī)匣20之間更是取消了螺栓連接。對(duì)比圖1和圖2可以看出，當(dāng)以一體鑄造件連接后，在本剖面上，圖2就比圖1減少了 3顆螺栓，以周向一圈需要48-50顆螺栓連接為例，應(yīng)用本方案就減少了 144-150顆螺栓，所以，明顯減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，節(jié)約了成本并提高了整機(jī)裝配效率。本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而可以理解，在本實(shí)用新型的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)作各種變化和改進(jìn)，包括這里單獨(dú)披露或要求保護(hù)的技術(shù)特征的組合，明顯地包括這些特征的其它組合。這些變形和/或組合均落入本實(shí)用新型所涉及的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，并落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。需要注意的是，按照慣例，權(quán)利要求中使用單個(gè)元件意在包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元件。此外，不應(yīng)該將權(quán)利要求書(shū)中的任何參考標(biāo)記構(gòu)造為限制本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于將氣體從壓氣機(jī)引向燃燒室的擴(kuò)壓裝置，在氣體上游處布置有用于增加靜壓以及導(dǎo)引氣體的導(dǎo)流區(qū)部分和在氣體下游布置有用于增加靜壓以及氣體降速的擴(kuò)壓區(qū)部分，所述導(dǎo)流區(qū)部分的前端與所述壓氣機(jī)氣連通，所述擴(kuò)壓區(qū)部分的后端與所述燃燒室氣連通，所述導(dǎo)流區(qū)部分和所述擴(kuò)壓區(qū)部分被構(gòu)造為使得所述氣體從所述導(dǎo)流區(qū)部分流出的氣體全部流入所述擴(kuò)壓區(qū)部分，其特征在于，所述導(dǎo)流區(qū)部分和所述擴(kuò)壓區(qū)部分是一體成形的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述擴(kuò)壓裝置還具有燃燒室機(jī)匣，所述燃燒室機(jī)匣用于容納燃油噴嘴和燃燒室火焰筒，所述燃燒室機(jī)匣從所述擴(kuò)壓區(qū)部分向后向外延伸并且與所述燃燒室火焰筒的外壁形成燃燒室外流道，所述燃燒室機(jī)匣被構(gòu)造為使得從所述擴(kuò)壓區(qū)部分流出的氣體全部流入所述燃燒室機(jī)匣中；其中，所述燃燒室機(jī)匣與所述一體成形的所述導(dǎo)流區(qū)部分和所述擴(kuò)壓區(qū)部分也是一體成形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流區(qū)部分的前端與壓氣機(jī)機(jī)匣固定連接，所述燃燒室機(jī)匣的后端與渦輪外機(jī)匣固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述一體成形是由鑄造一體成形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流區(qū)部分至少具有導(dǎo)向葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述擴(kuò)壓區(qū)部分至少具有擴(kuò)壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流區(qū)部分至少具有導(dǎo)向葉片。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴(kuò)壓裝置，其特征在于，所述擴(kuò)壓區(qū)部分至少具有擴(kuò)壓器。
專利摘要一種用于將氣體從壓氣機(jī)引向燃燒室的擴(kuò)壓裝置，在氣體上游處布置有用于增加靜壓以及導(dǎo)引氣體的導(dǎo)流區(qū)部分和在氣體下游布置有用于增加靜壓以及氣體降速的擴(kuò)壓區(qū)部分，導(dǎo)流區(qū)部分的前端與壓氣機(jī)氣連通，擴(kuò)壓區(qū)部分的后端與燃燒室氣連通，導(dǎo)流區(qū)部分和擴(kuò)壓區(qū)部分被構(gòu)造為使得氣體從導(dǎo)流區(qū)部分流出的氣體全部流入擴(kuò)壓區(qū)部分，其中，導(dǎo)流區(qū)部分和擴(kuò)壓區(qū)部分是一體成形的。安裝本方案所示的裝置時(shí)可以減少了局部的安裝邊和螺栓數(shù)，節(jié)約了制造成本，另外，一體成形的結(jié)構(gòu)也提高了該裝置的整體剛度，進(jìn)而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。
文檔編號(hào)F23R3/26GK202253759SQ20112026126
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者孫煜, 孟祥海, 張永強(qiáng), 陳亮, 陳淵博 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司