【技术实现步骤摘要】
本申请属于航空发动机，特别涉及一种油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构。
技术介绍
1、先进小涵道比航空发动机的涡轮盘和挡板的工作环境非常恶劣，通常要承受极大的温度梯度带来的热载荷和转子离心载荷，安装边位置通常还存在孔、槽等应力集中部位。为了降低涡轮盘的应力，通常在前后腔引入冷却气降低温升。小涵道比航空发动机的涡轮盘心位置通常设计有复杂的油、气腔结构，用于保证轴承的供回油和密封。
2、如图1所示为一种典型的涡轮盘后腔冷却结构10，涡轮盘11、挡板12与涡轮轴13一起形成转子件，封严环14与机匣等形成静子件，涡轮盘11与封严环14之间构成盘后腔，涡轮盘后腔空间很大，冷却气体经过涡轮盘后的通气孔进入涡轮盘后腔，冷却气体产生回流影响，流速降低，影响涡轮盘表面的冷却效果。同时，油腔和盘后腔采用接触式篦齿密封，在过渡态时会有滑油从封严组件15泄露到转子与后机匣之间，留存在蜂窝上，少量滑油通过蜂窝泄露到盘后腔，直接接触涡轮盘11、挡板12等热端转子表面从而产生结焦，大量结焦后造成涡轮盘11和挡板12的表面质量下降，特别是过渡态时，较冷的油滑泄露，接触较热的涡轮盘11和挡板12表面，容易引发转子件裂纹。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
2、本申请的技术方案是：一种油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，所述盘后冷却结构包括：涡轮盘、后挡板、封严环组件、导流板、安装螺栓、涡轮轴、篦齿环及接触式封严组件
3、所述涡轮盘与涡轮轴、篦齿环固定连接而形成转子；
4、所述导流板与封严环组件通过安装螺栓装配在一起形成静子；
5、所述涡轮盘与后挡板、封严环组件之间构成盘后腔，所述导流板位于所述盘后腔中且位于涡轮盘与封严环组件之间，从而将涡轮盘盘心流入的冷却气体和通过接触式封严组件泄露进盘后腔的滑油分隔开，形成单独的冷却气加速通道和滑油流通通道。
6、在本申请优选实施方式中，所述导流板为柔性薄壁结构，从而使所述导流板具有卸荷协调变形能力，所述导流板的柔性薄壁结构型面及尺寸根据所述涡轮盘和后挡板构成的弧形转子壁面形状确定，所述导流板与转子之间的间隔距离根据转静子极限状态的变形确定。
7、在本申请优选实施方式中，所述导流板具有内安装边和外安装边，所述内安装边通过安装螺栓装配在封严环组件前侧，所述外安装边为双凸台花边结构，所述双凸台花边结构包括轴向前后设置第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台在周向上均具有相对应的豁口而形成花边结构。
8、在本申请优选实施方式中，所述第一凸台相比于第二凸台更靠近所述涡轮盘，更靠近涡轮盘的第一凸台的高度大于远离涡轮盘的第二凸台的高度。
9、在本申请优选实施方式中，所述封严环组件的外径端头设有径向延伸的插头花边结构，所述插头花边结构在周向上设有豁口而形成花边结构；
10、所述封严环组件外径端头的插头花边结构插入至所述导流板外安装边的双凸台花边结构中，所述插头花边结构中的豁口与所述双凸台花边结构中的豁口对应连通而形成通气槽，作为导流板与封严环组件之间形成的腔室均压通道。
11、在本申请优选实施方式中，所述封严环组件的外径端头配置为截面呈工字形的端头结构，所述端头结构的两侧形成凹槽而分别与后挡板和内流道板形成气路咬嘴封严；
12、所述封严环组件的端头结构下侧设有通油孔，泄露的滑油通过通油孔自滑油流通通道流出。
13、在本申请优选实施方式中，所述封严环组件的内径端配置有接油槽，所述接油槽的轴向长度根据安装螺栓的装配要求及篦齿环甩油路线的最远位置和最近位置确定，所述接油槽上设有漏油孔，用于使通过接触式封严组件泄露的滑油沿着漏油孔进入盘后腔的滑油流通通道中。
14、在本申请优选实施方式中，所述篦齿环的内径端部设有轴向倾斜延伸且为整环结构的接油环，所述接油环的端部具有指向轴心方向的挡口，所述挡口的端面与接触式封严组件的端面至少部分的重叠；
15、所述篦齿环的主体部分面向涡轮轴一侧的表面设有甩油槽，通过接油环收集的接触式封严组件泄露的滑油受转子离心力作用沿着甩油槽向接油槽方向流动。
16、在本申请优选实施方式中，所述甩油槽为多个，多个所述甩油槽在周向上均布。
17、在本申请优选实施方式中，所述甩油槽的截面为大长宽比设计，所述大长宽比设计为周向宽度大于轴向深度的结构。
18、本申请提供的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构能够实现航空发动机/燃气轮机的涡轮盘后腔排气流路和滑油流路的有效分隔，防止泄露的滑油直接接触涡轮转子高温部件，同时分隔结构设计为柔性随型导流结构，使盘后排气通道截面积收缩，使冷却气流得到加速且均匀的冷却热端转子件如盘、挡板的表面，有效降低盘后腔气流沿流动过程的温度升高，提高盘后冷却效果，提高发动机安全性。
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1.一种油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述盘后冷却结构包括：涡轮盘、后挡板、封严环组件、导流板、安装螺栓、涡轮轴、篦齿环及接触式封严组件；
2.如权利要求1所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述导流板为柔性薄壁结构，从而使所述导流板具有卸荷协调变形能力，所述导流板的柔性薄壁结构型面及尺寸根据所述涡轮盘和后挡板构成的弧形转子壁面形状确定，所述导流板与转子之间的间隔距离根据转静子极限状态的变形确定。
3.如权利要求2所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述导流板具有内安装边和外安装边，所述内安装边通过安装螺栓装配在封严环组件前侧，所述外安装边为双凸台花边结构，所述双凸台花边结构包括轴向前后设置第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台在周向上均具有相对应的豁口而形成花边结构。
4.如权利要求3所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述第一凸台相比于第二凸台更靠近所述涡轮盘，更靠近涡轮盘的第一凸台的高度大于远离涡轮盘的第二凸台的高度。
5.如权利要求3或4所述的油气分离的发动
6.如权利要求5所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述封严环组件的外径端头配置为截面呈工字形的端头结构，所述端头结构的两侧形成凹槽而分别与后挡板和内流道板形成气路咬嘴封严；
7.如权利要求6所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述封严环组件的内径端配置有接油槽，所述接油槽的轴向长度根据安装螺栓的装配要求及篦齿环甩油路线的最远位置和最近位置确定，所述接油槽上设有漏油孔，用于使通过接触式封严组件泄露的滑油沿着漏油孔进入盘后腔的滑油流通通道中。
8.如权利要求7所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述篦齿环的内径端部设有轴向倾斜延伸且为整环结构的接油环，所述接油环的端部具有指向轴心方向的挡口，所述挡口的端面与接触式封严组件的端面至少部分的重叠；
9.如权利要求8所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述甩油槽为多个，多个所述甩油槽在周向上均布。
10.如权利要求8所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述甩油槽的截面为大长宽比设计，所述大长宽比设计为周向宽度大于轴向深度的结构。
...【技术特征摘要】
1.一种油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述盘后冷却结构包括：涡轮盘、后挡板、封严环组件、导流板、安装螺栓、涡轮轴、篦齿环及接触式封严组件；
2.如权利要求1所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述导流板为柔性薄壁结构，从而使所述导流板具有卸荷协调变形能力，所述导流板的柔性薄壁结构型面及尺寸根据所述涡轮盘和后挡板构成的弧形转子壁面形状确定，所述导流板与转子之间的间隔距离根据转静子极限状态的变形确定。
3.如权利要求2所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述导流板具有内安装边和外安装边，所述内安装边通过安装螺栓装配在封严环组件前侧，所述外安装边为双凸台花边结构，所述双凸台花边结构包括轴向前后设置第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台在周向上均具有相对应的豁口而形成花边结构。
4.如权利要求3所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述第一凸台相比于第二凸台更靠近所述涡轮盘，更靠近涡轮盘的第一凸台的高度大于远离涡轮盘的第二凸台的高度。
5.如权利要求3或4所述的油气分离的发动机涡轮盘后冷却结构，其特征在于，所述封严环组件的外径端头设有径向延伸的插头花边结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：程荣辉，刘美，董越，崔䶮，詹月心，刘云龙，吴小军，袁昌，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：
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