【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机，特别地，涉及一种用于粒子分离器的内壁组件。此外，本专利技术还涉及一种包括上述用于粒子分离器的内壁组件的航空发动机。
技术介绍
1、直升机常常需要在在一些特殊的砂雾迷漫的环境里，比如要在山区、沙漠、冰雪地面和海面上起飞、降落与悬停飞行，大量的砂尘、冰雪等各种外来物或海上盐雾都被吸入发动机，若事先未采取防护措施，尘砂将会对直升机的发动机造成严重损害，压气机叶片磨蚀及由此所产生的发动机性能恶化，致使功率下降、耗油率增加，最终导致发动机的使用寿命大幅缩短。因此，发动机前端需要增设进气防护装置——粒子分离器以保护发动机，在砂尘等工作环境中能够保证其工作稳定性，延长使用寿命。实践证明，安装了粒子分离器的发动机寿命相较于未安装粒子分离器的发动机寿命提高10倍以上。
2、整体式惯性粒子分离器主要由带预旋叶片以及无叶片的结构形式，整体式惯性粒子分离器的工作原理是，利用砂尘粒子在弯曲流道内转弯时产生的惯性力不同，将惯性力更大的固相粒子甩向外围，并从外围的清除流道排出。在这个过程中，粒子分离器拱形内流道迎风面承受了大量砂尘的冲刷，背风面只有少量砂尘碰撞。对于带预旋叶片的粒子分离器，其叶片使进入粒子分离器流道的空气及其中所含外来物获得周向分速。在惯性的作用下，质量较大的外物被抛向流路外壁而进入清除流进而排到机外。相较于带叶片的粒子分离器，无叶片整体式粒子分离器结构相对简单，有较轻的重量和较低的成本，但内部流道会更为陡峭，以提供给粒子更大的离心力而被甩向外围，从而将粒子集中起来由外围的清除流道排出。由于其陡峭的驼峰式
3、为了满足特殊工况下发动机整体结构和功能的设计需要，内流道壁面需要具有防冰功能。现有设计常采用单防冰热气通道的设计，即热气先从组件后端的热气通道进口处进入组件内部，通过内壁组件内部空腔，对流道壁面进行加热后，从组件前端的热气通道出口处进入主流道，虽然满足了功能要求，但存在组件前端胶接面小、整体结构强度较低、引出的热气会对主流产生一定影响等问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于粒子分离器的内壁组件及航空发动机，以解决现有技术中无叶片式粒子分离器的单防冰热气通道的设计换热效果差、结构强度低、引气影响主流的技术问题。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种用于粒子分离器的内壁组件，包括设置于所述粒子分离器的迎风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第一外壁层、设置于所述粒子分离器的背风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第二外壁层、设置于所述内壁组件的内侧的内壁层、设置于所述第一外壁层和所述内壁层之间的夹层、设置于所述内壁组件的第一端的第一安装边以及设置于所述内壁组件的第二端的第二安装边，所述第一外壁层的第一端、所述夹层的第一端以及所述内壁层的第一端安装于所述第一安装边，所述夹层的第二端、所述第一外壁层的第二端分别与所述第二外壁层的第一端衔接，所述第二外壁层的第二端、所述内壁层的第二端分别安装于所述第二安装边；所述第二安装边设置第一引气构造，用于将防冰热气引入所述内壁组件内；所述第二外壁层与所述内壁层之间形成与所述第一引气构造连通的第一引气腔，所述夹层与所述内壁层之间形成与所述第一引气腔连通的第二引气腔，所述夹层与所述第一外壁层之间形成第三引气腔，所述夹层设置第二引气构造，用于将第二引气腔内的防冰热气引至所述第三引气腔，所述第一外壁层和所述第二外壁层的衔接位置形成有第三引气构造，用于将所述第三引气腔内的防冰热气引出至主流道。
3、作为上述技术方案的进一步改进，所述夹层的外表面沿轴向设置有第一支撑肋，多个所述第一支撑肋沿所述夹层的外表面周向均匀分布；所述内壁层的外表面沿轴向设置有第二支撑肋，多个所述第二支撑肋沿所述内壁层的外表面周向均匀分布。
4、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一支撑肋与所述第二支撑肋的周向分布位置匹配，所述第一外壁层、所述夹层、所述内壁层对应所述第一支撑肋和所述第二支撑肋的周向位置穿设固定件。
5、作为上述技术方案的进一步改进，所述第二外壁层的第一端的外表面凸出形成有第一支撑凸台，多个所述第一支撑凸台沿所述第二外壁层的周向均匀分布，所述第一支撑凸台用于支撑所述第一外壁层的第二端内壁，所述第一外壁层的内壁、所述第二外壁层的外壁以及相邻两个所述第一支撑凸台之间围合形成所述第三引气构造。
6、作为上述技术方案的进一步改进，所述内壁层的外表面对应所述夹层和所述第二外壁层的衔接位置凸出形成有第二支撑凸台，多个所述第二支撑凸台沿所述内壁层的周向均匀分布，所述第二支撑凸台用于支撑所述夹层的第二端内壁，所述夹层的内壁、所述内壁层的外壁以及相邻两个所述第二支撑凸台之间围合形成气流通道，使所述第一引气腔和所述第二引气腔连通。
7、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一支撑凸台与所述第二支撑凸台的位置匹配，所述第一外壁层、所述第二外壁层、所述夹层以及所述内壁层对应所述第一支撑凸台的位置穿设固定件。
8、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一外壁层的厚度为0.75-0.85mm，所述夹层的厚度为1.2-1.5mm，所述内壁层的厚度为1.2-1.5mm。
9、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一引气腔的横截面积由第二端至第一端方向逐渐缩小。
10、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一安装边、所述第二安装边以及所述第一外壁层使用金属材料制成，所述夹层、所述内壁层、所述第二外壁层使用复合材料制成。
11、根据本专利技术的另一方面，还提供了一种航空发动机，包括粒子分离器，其包括上述用于粒子分离器的内壁组件。
12、本专利技术具有以下有益效果：
13、本内壁组件设置于粒子分离器的流道内型面的驼峰状位置，第一安装边和第二安装边分别与内型面衔接，通过分别设置位于迎风流道面的第一外壁层和位于背风流道面的第二外壁层，能够根据不同的抗冲击需求和减重需求等基于不同的材料制造，保证功能应用的同时优化整体重量，基于外壁结构分体设置为第一外壁层和第二外壁层，在内壁层和第一外壁层之间设置夹层并于夹层设置第二引气构造，由第二安装边的第一引气构造由压气机引入热气至第一引气腔、第二引气腔，再由夹层的第二引气构造导向第一外壁层和夹层之间的第三引气腔，夹层的设置分隔压缩了第一外壁层和内壁层之间的空间，提高气流流速，加强了对流换热，提高换热效果，且第二引气腔内热气经第二引气构造进入第三引气腔内时同时对第一外壁层产生射流冲击，进一步提高第一外壁层的防冰效果，针对性优化其防冰能力，有效改善作为主要受冲击区域且易结冰位置的第一外壁层的抗击能力和防冰能力；引气经本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，包括设置于所述粒子分离器的迎风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第一外壁层(2)、设置于所述粒子分离器的背风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第二外壁层(5)、设置于所述内壁组件的内侧的内壁层(4)、设置于所述第一外壁层(2)和所述内壁层(4)之间的夹层(3)、设置于所述内壁组件的第一端的第一安装边(1)以及设置于所述内壁组件的第二端的第二安装边(7)，所述第一外壁层(2)的第一端、所述夹层(3)的第一端以及所述内壁层(4)的第一端安装于所述第一安装边(1)，所述夹层(3)的第二端、所述第一外壁层(2)的第二端分别与所述第二外壁层(5)的第一端衔接，所述第二外壁层(5)的第二端、所述内壁层(4)的第二端分别安装于所述第二安装边；所述第二安装边(7)设置第一引气构造(13)，用于将防冰热气引入所述内壁组件内；所述第二外壁层(5)与所述内壁层(4)之间形成与所述第一引气构造(13)连通的第一引气腔，所述夹层(3)与所述内壁层(4)之间形成与所述第一引气腔连通的第二引气腔，所述夹层(3)与所述第一外壁层(
2.根据权利要求1所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述夹层(3)的外表面沿轴向设置有第一支撑肋(9)，多个所述第一支撑肋(9)沿所述夹层(3)的外表面周向均匀分布；所述内壁层(4)的外表面沿轴向设置有第二支撑肋(11)，多个所述第二支撑肋(11)沿所述内壁层(4)的外表面周向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一支撑肋(9)与所述第二支撑肋(11)的周向分布位置匹配，所述第一外壁层(2)、所述夹层(3)、所述内壁层(4)对应所述第一支撑肋(9)和所述第二支撑肋(11)的周向位置穿设固定件。
4.根据权利要求1所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第二外壁层(5)的第一端的外表面凸出形成有第一支撑凸台(12)，多个所述第一支撑凸台(12)沿所述第二外壁层(5)的周向均匀分布，所述第一支撑凸台(12)用于支撑所述第一外壁层(2)的第二端内壁，所述第一外壁层(2)的内壁、所述第二外壁层(5)的外壁以及相邻两个所述第一支撑凸台(12)之间围合形成所述第三引气构造(14)。
5.根据权利要求4所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述内壁层(4)的外表面对应所述夹层(3)和所述第二外壁层(5)的衔接位置凸出形成有第二支撑凸台，多个所述第二支撑凸台沿所述内壁层(4)的周向均匀分布，所述第二支撑凸台用于支撑所述夹层(3)的第二端内壁，所述夹层(3)的内壁、所述内壁层(4)的外壁以及相邻两个所述第二支撑凸台之间围合形成气流通道，使所述第一引气腔和所述第二引气腔连通。
6.根据权利要求5所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一支撑凸台(12)与所述第二支撑凸台的位置匹配，所述第一外壁层(2)、所述第二外壁层(5)、所述夹层(3)以及所述内壁层(4)对应所述第一支撑凸台(12)的位置穿设固定件。
7.根据权利要求1-6任一项所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一外壁层(2)的厚度为0.75-0.85mm，所述夹层(3)的厚度为1.2-1.5mm，所述内壁层(4)的厚度为1.2-1.5mm。
8.根据权利要求1-6任一项所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一引气腔的横截面积由第二端至第一端方向逐渐缩小。
9.根据权利要求1-6任一项所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一安装边(1)、所述第二安装边(7)以及所述第一外壁层(2)使用金属材料制成，所述夹层(3)、所述内壁层(4)、所述第二外壁层(5)使用复合材料制成。
10.一种航空发动机，其特征在于，包括粒子分离器，应用有权利要求1-9任一项所述的用于粒子分离器的内壁组件。
...【技术特征摘要】
1.一种用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，包括设置于所述粒子分离器的迎风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第一外壁层(2)、设置于所述粒子分离器的背风流道面并与所述粒子分离器的内流道对应位置的形状匹配的第二外壁层(5)、设置于所述内壁组件的内侧的内壁层(4)、设置于所述第一外壁层(2)和所述内壁层(4)之间的夹层(3)、设置于所述内壁组件的第一端的第一安装边(1)以及设置于所述内壁组件的第二端的第二安装边(7)，所述第一外壁层(2)的第一端、所述夹层(3)的第一端以及所述内壁层(4)的第一端安装于所述第一安装边(1)，所述夹层(3)的第二端、所述第一外壁层(2)的第二端分别与所述第二外壁层(5)的第一端衔接，所述第二外壁层(5)的第二端、所述内壁层(4)的第二端分别安装于所述第二安装边；所述第二安装边(7)设置第一引气构造(13)，用于将防冰热气引入所述内壁组件内；所述第二外壁层(5)与所述内壁层(4)之间形成与所述第一引气构造(13)连通的第一引气腔，所述夹层(3)与所述内壁层(4)之间形成与所述第一引气腔连通的第二引气腔，所述夹层(3)与所述第一外壁层(2)之间形成第三引气腔，所述夹层(3)设置第二引气构造(10)，用于将第二引气腔内的防冰热气引至所述第三引气腔，所述第一外壁层(2)和所述第二外壁层(5)的衔接位置形成有第三引气构造(14)，用于将所述第三引气腔内的防冰热气引出至主流道。
2.根据权利要求1所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述夹层(3)的外表面沿轴向设置有第一支撑肋(9)，多个所述第一支撑肋(9)沿所述夹层(3)的外表面周向均匀分布；所述内壁层(4)的外表面沿轴向设置有第二支撑肋(11)，多个所述第二支撑肋(11)沿所述内壁层(4)的外表面周向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的用于粒子分离器的内壁组件，其特征在于，所述第一支撑肋(9)与所述第二支撑肋(11)的周向分布位置匹配，所述第一外壁层(2)、所述夹层(3)、所述内壁层(4)对应所述第一支撑肋(9)和所述第二支撑肋(11)的周向位置穿设固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓诗雨，胡颂军，牛佳佳，刘媛，谢买祥，易立，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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