涡流器叶片及发动机用涡流器制造技术

本实用新型专利技术涉及涡流器叶片，属于航空发动机技术领域。该涡流器叶片包括本体部分和尾缘部分，其中，所述尾缘部分具有多个沿着所述尾缘部分的长度方向间隔开并均匀分布的凹陷部。该尾缘的凹凸结构有利于产生流向涡从而强化燃料和空气的掺混，同时相比于现有技术还可效避免对叶片槽道造成堵塞和分离损失，并使得叶片重量略微减轻。本实用新型专利技术还涉及一种包括该涡流器叶片的发动机用涡流器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Vortex device for vortex blade and engine

The utility model relates to a vortex blade, which belongs to the technical field of an aeroengine. The vortex blade includes a body portion and a trailing edge portion, wherein the trailing edge portion has a plurality of depressions spaced apart and uniformly distributed along the length direction of the trailing edge portion. The trailing edge of the concave convex structure facilitates the generation of streamwise vortex so as to strengthen the fuel and air mixing, and compared to the existing technology can effectively avoid clogging and separation loss on the blade groove, and the leaf weight reduced slightly. The utility model also relates to an eddy current device for an engine comprising the vortex vane.

【技术实现步骤摘要】

本技术总地涉及航空发动机技术，更具体地涉及涡流器叶片以及包括该涡流器叶片的发动机用涡流器。
技术介绍
涡流器是航空发动机燃烧室的重要零组件，其对于回流区的形成、燃油雾化、油气掺混和气量的分配，起着举足轻重的作用。而随着大气环境问题在世界范围内受到越来越多的关注，各种动力装置的低排放要求也同样提上了议事日程，出现了一大批采用了贫油燃烧燃油喷射装置的低排放燃烧室。这类燃烧室对于油气掺混和匹配的要求更加严格甚至苛刻，对与燃油喷射匹配的涡流器也相应提出了较高的要求。涡流器构造并布置成用于接收来自发动机的燃料喷嘴的流体流，并将空气和燃料混合成空气/燃料混合物。涡流器具有空气动力学外形的多个叶片。为了加强燃料和空气的掺混，有人提出在叶片的尾缘处增加小突片钝体，诱导下游产生小尺度流向多源涡，从而使下游流场变形，加强剪切和湍流脉动来强化局部的油气掺混。然而，这种另外增加小突片钝体的结构会对涡流器叶片槽道的阻塞比造成影响，进而影响涡流器的流量系数，同时钝体引起的分离损失也相对较大。
技术实现思路
因此，提供一种具有良好的燃油雾化和油气掺混性能的改进型涡流器叶片以及包括该涡流器叶片的发动机用涡流器将是有利的。为此，根据本技术的一个方面，提供一种涡流器叶片，其包括本体部分和尾缘部分，其中，所述尾缘部分具有多个沿着所述尾缘部分的长度方向间隔开并均匀分布的凹陷部。在本技术的该方面中，该尾缘的凹凸结构有利于产生流向涡从而强化燃料和空气的掺混，同时相比于现有技术还可效避免对叶片槽道造成堵塞和分离损失，并使得叶片重量略微减轻。优选地，所述尾缘部分的上下表面都具有多个所述凹陷部。进一步优选地，所述尾缘部分还具有多个凸起部，所述凹陷部和凸起部沿所述尾缘部分的长度方向交错排列。再进一步优选地，所述凹陷部和凸起部都具有曲线外轮廓。再又进一步优选地，所述凹陷部和凸起部沿所述尾缘部分的长度方向呈波浪状。仍再进一步优选地，所述凹陷部和凸起部通过冲压或精铸工艺形成。作为替换，所述凹陷部也可以通过在所述叶片上进行去料加工而形成。再进一步优选地，所述凹陷部为楔形。再又进一步优选地，所述凹陷部和所述凸起部沿所述尾缘部分的长度方向呈锯齿状。根据本技术的另一个方面，提供一种发动机用涡流器，其具有多个如上所述的涡流器叶片。通过参考下面所描述的实施方式，本技术的这些方面和其他方面将会得到清晰地阐述。附图说明本技术的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过以下结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件:图1为根据本技术第一方面的第一优选实施方式的涡流器叶片的示意性立体图，示出了尾缘具有间错的凹陷部；图2为根据本技术第二方面的第一优选实施方式的径向涡流器的示意性立体图，其包含图1中所示的涡流器叶片；图3为根据本技术第二方面的第二优选实施方式的轴向涡流器的示意性立体图，其包含图1中所示的涡流器叶片；图4为根据本技术第一方面的第二优选实施方式的涡流器叶片的示意性立体图，其中叶片具有波瓣形尾缘；图5为根据本技术第一方面的第三优选实施方式的涡流器叶片的示意性立体图，其中叶片具有交错尾缘。附图标记说明10 叶片11上表面12下表面I本体部分2尾缘部分21凹陷部22凸起部5流向涡100径向涡流器200轴向涡流器30涡流器外壁40涡流器内壁60叶片通道具体实施方式下面将结合附图描述本技术的优选实施方式。如图1所示，根据本技术第一方面的第一优选实施方式的涡流器叶片10包括本体部分I和尾缘部分2。其中，尾缘部分2具有多个沿着其长度方向交错排列的凹陷部21和凸起部22。在本实施方式中，这些凹陷部21是通过在叶片10的上表面11和下表面12上进行去料加工而形成。而这些凸起部22并非相对尾缘部分2的上下表面向外突起而是平齐，而只是相对凹陷部21而言向外突起，即这些凹陷部21和凸起部22并非位于同一平面上。这样的尾缘的处理即交错凹凸不平有利于产生流向涡从而强化燃料和空气的掺混，同时相比于现有技术还可效避免对叶片槽道造成堵塞和分离损失，并使得叶片重量略微减轻。当然，在其他实施方式中，凸起部22也可以相对叶片的上下表面突出。如在图4所示的涡流器叶片的第二实施方式中，尾缘部分2上的凹陷部21相对叶片10的上下表面凹进，而凸起部22相对于所述叶片的上下表面突出。在叶片10的该第二实施方式中，叶片10呈波纹板状，具体说，凹陷部21和凸起部22都具有曲线外轮廓，这些交错排列的凹陷部和凸起部沿尾缘部分2的长度方向呈波浪状。如图4所示，凹陷部21和凸起部22可通过对叶片10的尾缘部分2进行挤压成形。另外，凹陷部21和凸起部22也可以如图5所示那样形成。在该图5所示的叶片10的第三实施方式中，以叶片10的上表面11为例，凹陷部21通过在所述叶片10上进行去料加工而形成楔形，而凸起部22位于每两个相邻的凹陷部21之间，相对叶片10的上表面11未作任何处理，凹陷部21和凸起部22在尾缘部分2的上表面11上如此排列:凹陷部-凸起部-凹陷部-凸起部-凹陷部，以此类推。在叶片10的尾缘部分2的下表面12上，凹陷部21和凸起部22却是如此排列:凸起部-凹陷部-凸起部-凹陷部-凸起部。换句话说，从叶片上表面看被称作凹陷部的部分，从叶片下表面看时会被称作凸起部，即凹陷部21的一个表面是相对叶片的上表面凹进(即去除一个楔形部分)，另一个表面则与叶片的下表面齐平，而凸起部22的一个表面相对叶片的上表面齐平，其另一个表面相对叶片的下表面凹进(即去除一个楔形部分)。通过这样的设置，如图5所示，凹陷部和凸起部沿尾缘部分2的长度方向呈锯齿状，也可以说呈交错楔形布置。从图1所示的叶片10的第一实施方式到图4、图5所示的第二、第三实施方式，叶片10的尾缘部分2的上下表面都沿叶片长度方向交错排列有凹陷部21和凸起部22。这样的设置，更有利于形成流向涡流5。优选地，上表面11上的凹陷部21正好对应下表面12上的凸起部22，而上表面11上的凸起部22正好对应下表面12上的凹陷部21，如图4、图5所示。参见图2和图3，其分别示出了根据本技术第二方面的第一和第二优选实施方式的径向涡流器100和轴向涡流器200。涡流器由多个如图1中所示的涡流器叶片10、涡流器外壁30以及涡流器内壁40组成。流体流经涡流器叶片通道60，形成旋转的涡流；同时由于叶片尾缘部分的凹凸处理，沿涡流器叶片10的叶展(即叶宽)方向形成局部流向涡流5 (见图1)。针对叶片尾缘部分2的处理可以通过机械加工或者精铸等工艺形成。需要注意的是，诱导局部流向涡5的尾缘处理方式可以是如图1所示的支板形式，但不仅限于支板形式，如图4所示的波纹板、图5所示的锯齿等形式。总之，通过对叶片式涡流器叶片尾缘部分进行处理，使其表面凹凸交错排列诱导流向涡的产生。这样，既可以加强对流体的剪切，有利于燃油雾化和油气掺混；又可以通过不同构型的尾缘处理，得到沿叶高方向，不同的涡流器流动性能，如旋流数、速度型等；还可以通过不同构型的尾缘处理，得到沿叶高方向，不同的油气匹配性能，如油气比等。本技术中所述具体实施案例仅为本技术的较佳实施案例而已，并非用来限定本技术的实施范围。即凡依本技术申请专利范围的内容所作的等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡流器叶片，包括本体部分和尾缘部分，其特征在于，所述尾缘部分具有多个沿着所述尾缘部分的长度方向间隔开并均匀分布的凹陷部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭德三，范仁钰，李彬，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：