专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，位于微型涡扇发动机的排气出口位置，包含依次连接的外涵机匣、涡轮导向器机匣、整流器、中介机匣、内涵喷管和中心锥，整流器的收缩角度与内涵喷管的收缩角度、整流器的收缩角度与外涵机匣后段收缩角度的差值均在正负5°范围内。本发明能大大减少微型涡扇发动机分别排气时造成的摩擦损失和粘性损失，此外，避免了在高温合金上加工螺纹困难的问题，连接方便，结构简单易行。

权利要求

1.带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，位于涡扇涡扇发动机的排气出口位置，其特征在于，包含外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、整流器、内涵喷管和中心锥；

所述外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、内涵喷管、整流器、中心锥依次连接，其中，所述涡轮导向器机匣的尾部设有第一法兰安装边；中介机匣的尾部设有第二法兰安装边；内涵喷管的前端设有第三法兰安装边；所述整流器呈两端开口的锥面状，且较大开口处设有第四法兰安装边；所述第一至第四法兰安装边上均对应设有若干用于相互固定的安装孔，第一至第四法兰安装边由内至外排列、在各个安装孔处通过螺帽和螺栓相互固定；

所述外涵机匣的收缩角度与中介机匣的收缩角度之差在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与内涵喷管的收缩角度的差值在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与中介机匣的收缩角度的差值在正负5°范围内。

2.根据权利要求1所述的带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，其特征在于，所述整流器的锥面上对应于各个安装孔设有通孔。

3.根据权利要求2所述的带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，其特征在于，所述通孔的大小为螺栓直径的1.2倍至2倍。

4.根据权利要求2所述的带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，其特征在于，所述整流器锥面上的通孔的方向与锥面垂直。

5.根据权利要求1所述的带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，其特征在于，所述外涵机匣的出口位置与中介机匣收缩段的起始位置在同一轴向位置。

说明书

技术领域

本发明涉及微小型涡扇发动机领域，尤其涉及一种带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置。

背景技术

微型涡喷发动机具有重量轻、功率大、能量存储密度高、功重比和推重比高等优点，目前在小型无人机、小型导弹、喷气航模等小型或微型飞行器上得到了广泛的应用。但其耗油率较高，且推力仍不能满足诸如需挂载更多弹药的微型巡航弹等飞行器的动力需求。降低耗油率对微小型发动机有着重要的意义，对于小型无人机而言，意味着可搭载更多的机载设备或更远的航程；对于小型导弹而言，意味着可以提升有效载荷占全弹重量比例，或增大导弹射程。发展微型涡扇发动机正是解决这一难题的有效新方案。涡扇发动机相较于涡喷发动机，具有更低的耗油率、更佳的经济性。

大型涡扇发动机拥有成千上万个大大小小的零部件，若直接将其微型化，则微型涡扇发动机不仅结构过于复杂，且微型化后的零件也难以加工。故需要在微型涡扇发动机的结构设计上寻求新思路，以期使微型发动机的零件数目尽能少、结构尽可能化繁为简、易于加工。一方面要求设计的零件兼顾优良的气动性能和简便的结构形式，另一方面要求涉及装配的安装面(或安装边)数目尽可能少。

由于微型化带来的弊端之一是微型涡扇发动机的某些零件(如风扇、轴等)尺寸相对于整个发动机的尺寸比例较大，而相邻零部件间的装配接触面尺寸相对于其特征尺寸比例也较大。这使得装配面上的某些结构影响了初始设计的气动型面，如安装造成的某些台阶面、安装面上凸起的螺栓、螺母、垫圈等。这些因素影响了微型涡扇发动机的性能，且其带来的不利影响比在大型涡扇发动机上相应的影响严重得多。因此，设计者必须采取措施尽可能避免该类气动损失。

采用内外涵分开排气方案的微型涡扇发动机，涡轮导向器需要与中介机匣后段、内涵喷管装配，三者由于固有径向尺寸差，使得安装面为径向的环形台阶面，位于外涵出口处，外涵喷出的气流经过该尺寸较大的后台阶会产生漩涡，带来严重的粘性损失，使外涵气流的动能减少，进一步造成微型涡扇发动机的推力损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，以减少微型涡扇发动机的排气损失，使其获得更大推力与更低的耗油率，从而增加使用该发动机产品的经济性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，位于涡扇发动机的排气出口位置，包含外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、整流器、内涵喷管和中心锥；

所述外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、内涵喷管、整流器、中心锥依次连接，其中，所述涡轮导向器机匣的尾部设有第一法兰安装边；中介机匣的尾部设有第二法兰安装边；内涵喷管的前端设有第三法兰安装边；所述整流器呈两端开口的锥面状，且较大开口处设有第四法兰安装边；所述第一至第四法兰安装边上均对应设有若干用于相互固定的安装孔，第一至第四法兰安装边由内至外排列、在各个安装孔处通过螺帽和螺栓相互固定；

所述外涵机匣的收缩角度与中介机匣的收缩角度之差在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与内涵喷管的收缩角度的差值在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与中介机匣的收缩角度的差值在正负5°范围内。

作为本发明带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置进一步的优化方案，所述整流器的锥面上对应于各个安装孔设有通孔。

作为本发明带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置进一步的优化方案，所述通孔的大小为螺栓直径的1.2倍至2倍。

作为本发明带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置进一步的优化方案，所述整流器锥面上的通孔的方向与锥面垂直。

作为本发明带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置进一步的优化方案，所述外涵机匣的出口位置与中介机匣收缩段的起始位置在同一轴向位置。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.排气损失小、结构简单、质量轻；

2.增加了整流器，能避免气流流经后台阶造成的漩涡损失；此外，内涵喷管、微型发动机中介机匣、整流器及外涵机匣收缩角度的差值在正负5°的范围内变化，使气流可以较平滑向下游过渡，从而减少了气流的摩擦损失；

3.在整流器的锥面上开设了通孔，气流可以在整流器与内涵喷管构成的空腔内产生涡流，通过内部的气流循环从而加强了内涵喷管表面的热交换，有利于壁面的冷却；

4.采用分布式连接方式将中介机匣、涡轮导向器机匣、内涵喷管及整流器进行连接，避免了螺栓连接四件装置难以紧固的问题，结构简单可靠。

附图说明

图1是带整流器的微型涡扇发动机分开排气装置示意图；

图2是整流器装置示意图；

图3是分布式连接方式示意图

图中，1-外涵机匣，2-中介机匣，3-涡轮导向器机匣，4-整流器，5-内涵喷管，6-中心锥。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1和图3所示，本发明公开了一种带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置，位于涡扇发动机的排气出口位置，包含外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、整流器、内涵喷管和中心锥；

所述外涵机匣、中介机匣、涡轮导向器机匣、内涵喷管、整流器、中心锥依次连接，其中，所述涡轮导向器机匣的尾部设有第一法兰安装边；中介机匣的尾部设有第二法兰安装边；内涵喷管的前端设有第三法兰安装边；

如图2所示，所述整流器呈两端开口的锥面状，且较大开口处设有第四法兰安装边；所述第一至第四法兰安装边上均对应设有若干用于相互固定的安装孔，第一至第四法兰安装边由内至外排列、在各个安装孔处通过螺帽和螺栓相互固定；

所述外涵机匣的收缩角度与中介机匣的收缩角度之差在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与内涵喷管的收缩角度的差值在正负5°范围内；

所述整流器的锥角与中介机匣的收缩角度的差值在正负5°范围内。

所述整流器的锥面上对应于各个安装孔设有通孔，该通孔的大小为螺栓直径的1.2倍至2倍，方向与锥面垂直。

所述外涵机匣的出口位置与中介机匣收缩段的起始位置在同一轴向位置。

在内涵喷管与中介机匣、涡轮导向器机匣连接的过程中，大多数情况下会在中介机匣的轴向后段产生后台阶，并且很难避免，从而造成较大的气流粘性损失。如图1所示，在中介机匣的轴向后端，增加整流器，并调整整流器的收缩角度与外涵机匣的收缩角度γ、整流器的收缩角度与内涵喷管的收缩角度α在正负5°范围内变化，由此能够避免了气流流经后台阶造成的粘性损失，并且气流可以以较少的损失平滑向下游过过渡，从而减少摩擦损失以及和主流的掺混损失。外涵机匣的收缩角度与中介机匣的收缩角度在正负5°范围内变化。将中介机匣、涡轮导向器机匣、内涵喷管及整流器这四件装置通过法兰安装边依次进行连接。

所述外涵机匣的轴向后端有一收缩角度，且收缩角度的大小θ与中介机匣的收缩角度γ在正负5°范围内变化。若考虑到加工的方便，可以将外涵机匣拆分成收缩段和平直段，分开加工完成后，再通过焊接连接成一整体。

所述中介机匣的法兰安装边上周向均布着一定数目的通孔，用于螺栓固定。其收缩段的起始位置与外涵机匣的出口在同一轴向位置A—A处。中介机匣的定心可以通过将安装边搭接在涡轮导向器机匣上来实现。

所述涡轮导向器机匣采用的是高温合金材料，如果采用铸造加工，可以与涡轮的静子铸造为一个整体件。在其轴向尾部有一法兰安装边，用于与中介机匣、整流器、内涵喷管的法兰安装边进行连接，在法兰安装边上均布与中介机匣数目相同的通孔，可以在通孔周围焊接相同数目的螺母，这样的好处是可以避免在高温合金上难以攻螺纹的特点，且方便易行。涡轮导向器机匣在法兰安装边的轴向后端可以保留一定距离的平直段，用于中介机匣、整流器、内涵喷管的定心。

所述整流器的锥角与内涵喷管的收缩角度α在正负5°范围内变化，即|β-α|≤5°。为了安装螺栓，在整流器的锥面上加工有与安装边上通孔数目一致的通孔。兼顾气动性能，避免较大的流动损失，锥面上通孔的大小在螺栓直径的1.2～2倍范围之内选取。锥面上通孔的大小和位置得保证螺栓能正常安装。在整流器的锥面上开设了通孔，气流可以在整流器与内涵喷管构成的空腔内产生涡流，通过内部的气流循环，从而加强了内涵喷管外表面的热交换，有利于冷却。锥面上通孔的方向设置为与锥面垂直，这种方式有利于加工。

所述内涵喷管锥面上的收缩角度α以及中心锥的设计依据已有的大涵道比涡扇发动机的相关技术来完成。中心锥与内涵喷管之间的连接可以采用螺栓进行连接，为了防止漏气，可以在用于连接内涵喷管和中心锥的螺栓外面加一套筒，但其直径不能过大以免影响气流流路，内径可取为螺栓直径的1.2～1.4倍。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

带有整流器的微型涡扇发动机分开排气装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。