一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構的製作方法

2023-10-09 20:03:54

一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構的製作方法
【專利摘要】一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，由進氣機匣組件、低壓壓氣機機匣組件低壓轉子組成；其中進氣機匣組件由進氣機匣及進口整流葉片組成；低壓壓氣機機匣組件由低壓壓氣機機匣、靜子葉片組件組成；低壓壓氣機轉子由各級工作葉片和低壓壓氣機盤組成；環形隔板採取分段設計，進氣機匣組件中的環形隔板由前、後兩部分組成；進氣機匣前隔板將進氣機匣組件分為內、外兩個環形通道，外環形通道已通過進氣機匣前隔板堵上，內環形通道是燃氣輪機進口空氣通道。本實用新型的優點：在保證燃氣輪機性能符合設計要求的前提下，有效降低航改型燃氣輪機的製造成本及生產周期，進而能夠快速提高航改型燃氣輪機收益的效果。
【專利說明】一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械結構領域，特別涉及了一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構。
【背景技術】
[0002]在以往航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構設計中，為減少原航空發動機進口空氣流量，設計上通常採用對低壓壓氣機機匣及靜子葉片進行重新設計，減小靜子部件流道徑向尺寸；低壓壓氣機工作葉片採用切頂或重新設計葉片，減小工作葉片葉尖直徑。由於靜子部件流道徑向尺寸相應減小，工作葉片葉根處直徑沒變，低壓壓氣機流道流通面積相應減小，保證航改型燃氣輪機進口空氣流量及高、低壓轉子匹配的需要。該技術現已得到國內航改型燃氣輪機研發部門的廣泛採用並已工程化應用。
[0003]但在燃機市場競爭日趨激烈的今天，航改型燃氣輪機成本居高不下，嚴重製約航改型燃氣輪機商品化進程，如果低壓壓氣機新設計、製造低壓壓氣機機匣及靜子葉片，低壓壓氣機的研製成本將佔到總研製成本的50%-60%，這使航改型燃氣輪機的製造成本很難有下降空間。另外，由於需要重新製造低壓壓氣機機匣及靜子葉片，大大延長了低壓壓氣機的研製周期。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是通過少量改制及新制結構，配合計算確定低壓壓氣機流道尺寸，製成可供地面使用的航改型燃氣輪機低壓壓氣機，達到既滿足設計性能要求，又能有效降低研製成本，特提供了 一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構。
[0005]本實用新型提供了一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，其特徵在於:所述的航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，由進氣機匣組件1、低壓壓氣機機匣組件2、低壓轉子3組成；其中進氣機匣組件I由進氣機匣101及進口整流葉片102組成；低壓壓氣機機匣組件2由低壓壓氣機機匣、靜子葉片組件組成；低壓壓氣機轉子由各級工作葉片和低壓壓氣機盤305組成；
[0006]在航空發動機低壓壓氣機結構的基礎上增加環形隔板，相應低壓壓氣機工作葉片利用原航空發動機低壓壓氣機工作葉片改制，減小最大直徑尺寸及改變葉尖角度；航改型燃氣輪機低壓壓氣機環形隔板的內徑尺寸以及轉、靜子徑向間隙由低壓壓氣機氣動計算結果確定；
[0007]環形隔板選用鋁質材料，採取分段設計，進氣機匣組件I中的環形隔板由前、後兩部分具體為進氣機匣前隔板103和進氣機匣後隔板104組成；進氣機匣前隔板103將進氣機匣組件I分為內、外兩個環形通道，外環形通道已通過進氣機匣前隔板103堵上，使空氣不能由進氣機匣組件I進口流入外環形通道中，內環形通道是燃氣輪機進口空氣通道，在燃氣輪機工作時，空氣流入該通道中；進氣機匣前隔板103沿周向切有與進口整流葉片102在該位置處相同型面的槽口，便於裝配時穿過進口整流葉片102;進氣機匣後隔板104為整環結構，內徑尺寸與進氣機匣後隔板103相一致，前、後兩端有環形凸臺，前端插入進氣機匣前隔板103上的環形凹槽中；與進氣機匣後隔板104對應的進口整流葉片徑向尺寸減小;
[0008]航改型燃氣輪機低壓壓氣機工作葉片對應環形隔板為整環形結構，靜葉對應隔板是在計算確定航改型燃氣輪機低壓壓氣機徑向流道尺寸下的每級靜子葉片組件中各個葉片周向間隙處安裝隔板塊；通過工作葉片對應環形隔板及靜子葉片上的隔板塊將原航空發動機流道分成內、外通道，內通道形成航改型燃氣輪機低壓壓氣機流道，外通道與進氣機匣組件外通道相通，並形成死腔；
[0009]第一級工作葉片環形隔板210兩端設有環形凹槽，一端與進氣機匣後隔板104後端環形凸臺連接，一端與第一級靜子葉片隔板塊211上的扇形凸臺相連；第一級工作葉片環形隔板210與低壓壓氣機第一級機匣201安裝固定；第二級工作葉片環形隔板212兩端設有環形凹槽，分別與第一級靜子葉片隔板塊211上的扇形凸臺以及第二級靜子葉片隔板塊213上的扇形凸臺相連，第二級工作葉片環形隔板212與低壓壓氣機第二級機匣203安裝固定；後面各級以此類推；最後級靜子葉片與出口整流葉片相鄰形成組件209，內部環形隔板分前、後兩部分組成，前部分為在靜子葉片周向間隙處加隔板塊219，利用擋板217及螺釘218固定防止脫落；後部分出口整流葉片隔板220為整環形結構，周向切割有能包含出口整流葉片在該位置型面的槽口，裝配後使出口整流葉片穿過出口整流葉片隔板220。
[0010]在原發動機低壓壓氣機流道內部增加環形隔板，根據燃氣輪機氣動計算結果確定環形隔板徑向尺寸，通過環形隔板使低壓壓氣機流道分為內、外兩環形通道。在燃氣輪機工作時，空氣只能從內環形通道流入，外環形通道通過環形隔板隔開並形成封閉死腔，進而減小低壓壓氣機進口空氣流量。由於低壓壓氣機流道尺寸減小，低壓壓氣機各級工作葉片葉尖尺寸相應減小，航改型燃氣輪機各級低壓壓氣機工作葉片可以在原有航空發動機低壓壓氣機各級工作葉片基礎上改制。
[0011]低壓壓氣機最後一級靜子葉片與出口整流葉片鄰近，內隔板方式為靜子葉片採用隔板塊結構，出口整流葉片採用整環並周向切割該位置的出口整流葉片型面對應的槽口結構。
[0012]本實用新型的優點:
[0013]本實用新型所述的航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，在保證燃氣輪機性能符合設計要求的前提下，有效降低航改型燃氣輪機的製造成本及生產周期，進而能夠快速提高航改型燃氣輪機收益的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0015]圖1為原航空發動機低壓壓氣機結構示意圖；
[0016]圖2為航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構示意圖；
[0017]圖3為航改型燃氣輪機第一級低壓壓氣機機匣及靜子葉片組件結構示意圖；
[0018]圖4為航改型燃氣輪機最後級低壓壓氣機機匣及靜子葉片組件結構示意圖；
[0019]圖中包括:進氣機匣組件I ;進氣機匣101 ;進口整流葉片102 ;進氣機匣前隔板103 ;進氣機匣後隔板104 ;低壓壓氣機機匣組件2 ;第一級低壓壓氣機機匣201 ;第一級靜子葉片組件202 ;第二級低壓壓氣機機匣203 ;第二級靜子葉片組件204 ;第三級低壓壓氣機機匣205 ;第三級靜子葉片組件206 ;第四級低壓壓氣機機匣前部分207 ;第四級低壓壓氣機機匣後部分208 ;第四級靜子葉片組件及出口整流葉片組件209 ;第一級工作葉片隔板210 ;第一級靜子葉片隔板塊211 ;第二級工作葉片隔板212 ;第二級靜子葉片隔板塊213 ;第三級工作葉片隔板214 ;第三級靜子葉片隔板塊215 ;第四級工作葉片隔板216 ;擋板217 ;螺釘218 ;第四級靜子葉片隔板塊219 ;出口整流葉片隔板220 ;螺釘221 ;鎖片222 ；圓臺223 ;低壓壓氣機轉子3 ;第一級工作葉片301 ;第二級工作葉片302 ;第三級工作葉片303 ;第四級工作葉片304 ;壓氣機盤305 ;中介機匣4。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]本實施例提供了一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，其特徵在於:所述的航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，由進氣機匣組件1、低壓壓氣機機匣組件2、低壓轉子3組成；其中進氣機匣組件I由進氣機匣101及進口整流葉片102組成；低壓壓氣機機匣組件2由低壓壓氣機機匣、靜子葉片組件組成；低壓壓氣機轉子由各級工作葉片和低壓壓氣機盤305組成；
[0022]在航空發動機低壓壓氣機結構的基礎上增加環形隔板，相應低壓壓氣機工作葉片利用原航空發動機低壓壓氣機工作葉片改制，減小最大直徑尺寸及改變葉尖角度；航改型燃氣輪機低壓壓氣機環形隔板的內徑尺寸以及轉、靜子徑向間隙由低壓壓氣機氣動計算結果確定；
[0023]環形隔板選用鋁質材料，採取分段設計，進氣機匣組件I中的環形隔板由前、後兩部分具體為進氣機匣前隔板103和進氣機匣後隔板104組成；進氣機匣前隔板103將進氣機匣組件I分為內、外兩個環形通道，外環形通道已通過進氣機匣前隔板103堵上，使空氣不能由進氣機匣組件I進口流入外環形通道中，內環形通道是燃氣輪機進口空氣通道，在燃氣輪機工作時，空氣流入該通道中；進氣機匣前隔板103沿周向切有與進口整流葉片102在該位置處相同型面的槽口，便於裝配時穿過進口整流葉片102 ;進氣機匣後隔板104為整環結構，內徑尺寸與進氣機匣後隔板103相一致，前、後兩端有環形凸臺，前端插入進氣機匣前隔板103上的環形凹槽中；與進氣機匣後隔板104對應的進口整流葉片徑向尺寸減小;
[0024]航改型燃氣輪機低壓壓氣機工作葉片對應環形隔板為整環形結構，靜葉對應隔板是在計算確定航改型燃氣輪機低壓壓氣機徑向流道尺寸下的每級靜子葉片組件中各個葉片周向間隙處安裝隔板塊；通過工作葉片對應環形隔板及靜子葉片上的隔板塊將原航空發動機流道分成內、外通道，內通道形成航改型燃氣輪機低壓壓氣機流道，外通道與進氣機匣組件外通道相通，並形成死腔；
[0025]第一級工作葉片環形隔板210兩端設有環形凹槽，一端與進氣機匣後隔板104後端環形凸臺連接，一端與第一級靜子葉片隔板塊211上的扇形凸臺相連；第一級工作葉片環形隔板210與低壓壓氣機第一級機匣201安裝固定；第二級工作葉片環形隔板212兩端設有環形凹槽，分別與第一級靜子葉片隔板塊211上的扇形凸臺以及第二級靜子葉片隔板塊213上的扇形凸臺相連，第二級工作葉片環形隔板212與低壓壓氣機第二級機匣203安裝固定；後面各級以此類推；最後級靜子葉片與出口整流葉片相鄰形成組件209，內部環形隔板分前、後兩部分組成，前部分為在靜子葉片周向間隙處加隔板塊219，利用擋板217及螺釘218固定防止脫落；後部分出口整流葉片隔板220為整環形結構，周向切割有能包含出口整流葉片在該位置型面的槽口，裝配後使出口整流葉片穿過出口整流葉片隔板220。
[0026]在原發動機低壓壓氣機流道內部增加環形隔板，根據燃氣輪機氣動計算結果確定環形隔板徑向尺寸，通過環形隔板使低壓壓氣機流道分為內、外兩環形通道。在燃氣輪機工作時，空氣只能從內環形通道流入，外環形通道通過環形隔板隔開並形成封閉死腔，進而減小低壓壓氣機進口空氣流量。由於低壓壓氣機流道尺寸減小，低壓壓氣機各級工作葉片葉尖尺寸相應減小，航改型燃氣輪機各級低壓壓氣機工作葉片可以在原有航空發動機低壓壓氣機各級工作葉片基礎上改制。
[0027]低壓壓氣機最後一級靜子葉片與出口整流葉片鄰近，內隔板方式為靜子葉片採用隔板塊結構，出口整流葉片採用整環並周向切割該位置的出口整流葉片型面對應的槽口結構。
【權利要求】
1.一種航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，其特徵在於:所述的航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，由進氣機匣組件(I)、低壓壓氣機機匣組件(2)低壓轉子(3)組成；其中進氣機匣組件(I)由進氣機匣(101)及進口整流葉片(102)組成；低壓壓氣機機匣組件(2)由低壓壓氣機機匣、靜子葉片組件組成；低壓壓氣機轉子由各級工作葉片和低壓壓氣機盤(305)組成； 在航空發動機低壓壓氣機結構的基礎上增加環形隔板，相應低壓壓氣機工作葉片利用原航空發動機低壓壓氣機工作葉片改制，減小最大直徑尺寸及改變葉尖角度；航改型燃氣輪機低壓壓氣機環形隔板的內徑尺寸以及轉、靜子徑向間隙由低壓壓氣機氣動計算結果確定; 環形隔板選用鋁質材料，採取分段設計，進氣機匣組件(I)中的環形隔板由前、後兩部分具體為進氣機匣前隔板(103)和進氣機匣後隔板(104)組成；進氣機匣前隔板(103)將進氣機匣組件(I)分為內、外兩個環形通道，外環形通道已通過進氣機匣前隔板(103)堵上，使空氣不能由進氣機匣組件(I)進口流入外環形通道中，內環形通道是燃氣輪機進口空氣通道，在燃氣輪機工作時，空氣流入該通道中；進氣機匣前隔板(103)沿周向切有與進口整流葉片(102)在該位置處相同型面的槽口，便於裝配時穿過進口整流葉片(102);進氣機匣後隔板(104)為整環結構，內徑尺寸與進氣機匣後隔板(103)相一致，前、後兩端有環形凸臺，前端插入進氣機匣前隔板(103)上的環形凹槽中；與進氣機匣後隔板(104)對應的進口整流葉片徑向尺寸減小。
2.按照權利要求1所述的航改型燃氣輪機低壓壓氣機結構，其特徵在於:航改型燃氣輪機低壓壓氣機工作葉片對應環形隔板為整環形結構，靜葉對應隔板是在計算確定航改型燃氣輪機低壓壓氣機徑向流道尺寸下的每級靜子葉片組件中各個葉片周向間隙處安裝隔板塊；通過工作葉片對應環形隔板及靜子葉片上的隔板塊將原航空發動機流道分成內、夕卜通道，內通道形成航改型燃氣輪機低壓壓氣機流道，外通道與進氣機匣組件外通道相通，並形成死腔； 第一級工作葉片環形隔板(210)兩端設有環形凹槽，一端與進氣機匣後隔板(104)後端環形凸臺連接，一端與第一級靜子葉片隔板塊(211)上的扇形凸臺相連；第一級工作葉片環形隔板(210)與低壓壓氣機第一級機匣(201)安裝固定；第二級工作葉片環形隔板(212)兩端設有環形凹槽，分別與第一級靜子葉片隔板塊(211)上的扇形凸臺以及第二級靜子葉片隔板塊(213)上的扇形凸臺相連，第二級工作葉片環形隔板(212)與低壓壓氣機第二級機匣(203)安裝固定；後面各級以此類推；最後級靜子葉片與出口整流葉片相鄰形成組件(209)，內部環形隔板分前、後兩部分組成，前部分為在靜子葉片周向間隙處加隔板塊(219)，利用擋板(217)及螺釘(218)固定防止脫落；後部分出口整流葉片隔板(220)為整環形結構，周向切割有能包含出口整流葉片在該位置型面的槽口，裝配後使出口整流葉片穿過出口整流葉片隔板(220 )。
【文檔編號】F04D29/54GK203548348SQ201320604287
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】孫遠偉, 劉徵磊, 魏建江 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司