[发明专利]一种发动机供油支板机匣结构及包含该结构的发动机

说明书

本发明公开了一种发动机供油支板机匣结构及包含该结构的发动机，供油支板机匣与低压涡轮导向器焊接固定到一起，供油支板机匣内的多个支板叶片沿圆周方向不均匀地布置，以避免发动机涡轮部件在高速运转条件下发生共振，至少一个支板叶片内设有滑油管路，并位于供油支板机匣内的正下方，各支板叶片在空间上呈三维扭转结构，同一支板叶片不同径向位置处的多个截面叶型中至少有两个截面叶型不相同，使得各支板叶片既能适应上游来流气流角度，又可为下游涡轮提供合适的流场，从而明显地降低气动损失，各支板叶片不同截面叶型的最大厚度位置布置在同一个轴向截面内，并位于同一径向角度线上，以保证三维扭转结构的支板叶片可顺利布置滑油管路。

技术领域

本发明涉及地面燃气轮机，尤其是航空发动机高温部件涡轮领域，更具体地说，是采用供油支板机匣结构，改进航空发动机高低压涡轮级间气动设计结构，降低气动损失，提高发动机性能。

背景技术

在地面燃气轮机，以及航空发动机中，为了向发动机高压以及低压后轴承提供滑油，需要布置滑油系统。为此，在高压涡轮以及低压涡轮之间的过渡段内设计支板。为满足包容滑油管的要求，支板厚度往往较大。现有的发动机设计中，为了设计、加工方便，同时受制于检测方法的限制，这些支板沿径向方向叶型相同，支板叶片为直叶片，且沿圆周方向对称均匀分布。但是这种设计带来以下问题：(1)直叶型支板无法适应上游来流气流角度，造成大的气动损失；(2)直叶型支板无法为下游涡轮级提供合适的气流角度，对下游涡轮气动性能不利，且增加了额外的低压涡轮设计难度；(3)直叶型支板对流场产生非常大的扰动，带来较大的气动激振力，易引发下游低压涡轮的低周疲劳，威胁发动机的运行；(4)为了保证过渡段有足够的强度，一般会设计多个支板，均布的支板容易带来发动机共振问题，对发动机安全运行不利。为了解决现有技术中存在的这些问题，迫切需要一种供油支板机匣结构设计方案，解决各方面的矛盾，进一步提高发动机性能。

发明内容

本发明涉及一种用于改进现代地面燃气轮机，以及航空发动机热端部件涡轮的气动设计结构，通过采用该结构，可以有效地降低高、低压涡轮级间及下游低压涡轮气动损失，提高涡轮性能，进而提高发动机性能。

为实现该目标，本发明采用的技术方案为：

一种发动机供油支板机匣结构，包括位于上游的高压涡轮转子、位于下游的低压涡轮导向器以及位于所述高压涡轮转子与低压涡轮导向器之间过渡段内的供油支板机匣，其特征在于，

所述供油支板机匣通过焊接的方式与低压涡轮导向器固定到一起，其中，所述供油支板机匣的内、外流道尾缘部分与所述低压涡轮导向器的对应配合部位整环光顺焊接，以防止主流道内气流的泄漏并起到支撑的作用；

所述供油支板机匣的内环流道与外环流道之间设置有多个支板叶片，所述多个支板叶片沿周向不均匀地布置在所述供油支板机匣内，以避免发动机涡轮部件在高速运转条件下发生共振；所述多个支板叶片中至少一个支板叶片内布置有滑油管路，所述布置有滑油管路的支板叶片位于供油支板机匣内的正下方，所述滑油管路为向发动机轴承系提供滑油的供回油管路。

较优地，考虑到供油支板机匣与低压涡轮之间沿内、外流道的整环焊接需要，供油支板机匣的材料应当选用易于焊接的材料。

较优地，所述供油支板机匣内的各支板叶片在空间上呈三维扭转结构，同一支板叶片不同径向位置处的多个截面叶型中至少有两个截面叶型不相同，使得各支板叶片既能适应上游来流气流角度，又可以为下游涡轮提供合适的流场，从而明显地降低气动损失。

可选择地，各支板叶片的截面叶型采用叶根与叶尖两个截面叶型进行控制，此时支板叶片为直纹面叶型；支板叶型也可以采用三个及以上的截面叶型进行更精确地控制，以更加适应上游来流的气流角度，以及为下游低压涡轮提供更合适地气流角度。

较优地，为了确保三维扭转结构的支板叶片可以顺利地布置滑油管路，不管采用几个截面叶型进行支板叶片叶型的控制，多个截面之间的最大叶型厚度位置应当在同一个轴向截面内，且处于同一径向角度线上。