本發明屬于航空發動機預旋噴嘴，具體涉及一種冷氣管路腔體結構。

背景技術：

1、航空發動機在沙塵、霧霾等惡劣環境長時間運行下，大量的沙灰顆粒會進入發動機內部，使壓氣機葉片磨損導致其氣動性能降低，同時沙灰顆粒會在渦輪內冷通道處沉積，影響葉片傳熱性能，降低葉片使用壽命，對渦輪部件產生嚴重影響。高壓冷卻空氣經過管路腔體后，由預旋噴嘴改變氣流的旋轉方向，經由預旋腔體進入到渦輪腔處，減少對渦輪的沖擊效應。目前的實驗研究主要針對于顆粒在渦輪葉片內外表面的沉積特性，而沙灰顆粒在冷氣腔中的內冷通道的沉積率較少，使得大部分沙灰顆粒進入到渦輪內部葉片上，影響渦輪的傳熱效率，降低渦輪的使用壽命。

2、目前的渦輪葉片沒有抑制內部灰塵沉積的有效措施，灰塵沉積問題日益凸顯。因此需要一種結構來減少進入渦輪葉片上的顆粒沉積，提高渦輪葉片的傳熱性能。

3、本發明通過在渦輪內冷通道之前的預旋噴嘴的前腔體的通道處增設不同數量，不同結構的擋板，將沙灰顆粒盡可能的阻擋，沉積在擋板上，進而減少進入渦輪葉片上的顆粒沉積，提高渦輪葉片的傳熱性能。

技術實現思路

1、本發明旨在提供一種冷氣管路腔體結構，通過在渦輪內冷通道之前的預旋噴嘴的前腔體的通道處增設不同數量的擋板，將沙灰顆粒盡可能的阻擋，沉積在擋板上，進而減少進入渦輪葉片上的顆粒沉積，提高渦輪葉片的傳熱性能。

2、為實現上述目的，本發明采用以下具體技術方案：一種冷氣管路腔體結構，包括前腔體、預旋噴嘴、預旋噴嘴后腔和擋板；

3、所述前腔體一端與冷氣管路相連，另一端設置有預旋噴嘴，所述前腔體內部為空腔結構；

4、所述預旋噴嘴安裝在前腔體與預旋噴嘴后腔之間，預旋噴嘴呈彎曲的葉片結構；

5、所述預旋噴嘴后腔為筒狀腔體結構，一端與預旋噴嘴連接；

6、所述擋板為平板狀，垂直安裝在前腔體中，用于阻擋沙灰顆粒使其沉積。

7、進一步的，所述前腔體的進氣端上設置有沖擊孔；氣流從沖擊孔進入前腔體內。

8、進一步的，所述預旋噴嘴內部設有導流槽，導流槽的進氣端與前腔體對接，導流槽的出氣端與預旋噴嘴后腔相連，將軸向流動的冷氣轉變為旋轉氣流，減少對渦輪的沖擊。

9、進一步的，所述擋板包括第一擋板，第一擋板設置于前腔體的空腔內遠離沖擊孔的一側；第一擋板可拆卸的固定在前腔體的內壁上；第一擋板半徑為186mm。

10、進一步的，所述擋板包括第一擋板和第二擋板，第一擋板和第二擋板位于前腔體的空腔內遠離沖擊孔的一側；第二擋板設置于第一擋板的遠離沖擊孔的一側；第二擋板半徑為188mm。

11、進一步的，所述擋板包括第一擋板、第二擋板和第三擋板，第一擋板和第二擋板設置于前腔體的空腔內遠離沖擊孔的一側，第三擋板設置于前腔體的空腔內并與沖擊孔同側，通過可拆卸方式固定在前腔體的內壁上；第三擋板半徑為200mm。

12、本發明能夠取得以下技術效果：

13、本發明在預旋噴嘴前的前腔體設置擋板結構，能夠顯著增加顆粒在前腔體內的沉積。顆粒在擋板處沉積后，進入渦輪葉片的顆粒數量減少，從而降低了葉片的磨損和沉積，延長了葉片的使用壽命。

14、本發明設置擋板后，通過改變氣流的流動復雜性和增加過程中的阻力，能夠改變氣流的流動方向，減少顆粒在葉片上的沉積。

15、本發明將擋板設置在可拆卸結構處。這樣的設計便于在實驗結束后或發動機維護時，輕松拆卸擋板，對沉積的沙灰顆粒進行清理，保證裝置的持續有效運行。

技術特征：

1.一種冷氣管路腔體結構，其特征在于，包括前腔體(4)、預旋噴嘴(5)、預旋噴嘴后腔(6)和擋板；

2.根據權利要求1所述的冷氣管路腔體結構，其特征在于，所述前腔體(4)的進氣端上設置有沖擊孔(7)；氣流從沖擊孔(7)進入前腔體(4)內。

3.根據權利要求1所述的冷氣管路腔體結構，其特征在于，所述預旋噴嘴(5)內部設有導流槽，導流槽的進氣端與前腔體(4)對接，導流槽的出氣端與預旋噴嘴后腔(6)相連，將軸向流動的冷氣轉變為旋轉氣流，減少對渦輪的沖擊。

4.根據權利要求2所述的冷氣管路腔體結構，其特征在于，所述擋板包括第一擋板(1)，第一擋板(1)設置于前腔體(4)的空腔內遠離沖擊孔(7)的一側；第一擋板(1)可拆卸的固定在前腔體(4)的內壁上。

5.根據權利要求2所述的冷氣管路腔體結構，其特征在于，所述擋板包括第一擋板(1)和第二擋板(2)，第一擋板(1)和第二擋板(2)位于前腔體(4)的空腔內遠離沖擊孔(7)的一側；第二擋板(2)設置于第一擋板(1)的遠離沖擊孔(7)的一側。

6.根據權利要求2所述的冷氣管路腔體結構，其特征在于，所述擋板包括第一擋板(1)、第二擋板(2)和第三擋板(3)，第一擋板(1)和第二擋板(2)設置于前腔體(4)的空腔內遠離沖擊孔(7)的一側，第三擋板(3)設置于前腔體(4)的空腔內并與沖擊孔(7)同側，第一擋板(1)、第二擋板(2)和第三擋板(3)可拆卸的固定在前腔體(4)的內壁上。

技術總結
本發明屬于航空發動機預旋噴嘴技術領域，具體涉及一種冷氣管路腔體結構。包括前腔體、預旋噴嘴、預旋噴嘴后腔和擋板；前腔體一端與冷氣管路相連，另一端設置有預旋噴嘴，所述前腔體內部為空腔結構；預旋噴嘴安裝在前腔體與預旋噴嘴后腔之間，預旋噴嘴呈彎曲的葉片結構；預旋噴嘴后腔為筒狀腔體結構，一端與預旋噴嘴連接，另一端與渦輪前腔體相連；擋板為平板狀，垂直安裝在前腔體中，用于阻擋沙灰顆粒使其沉積。本發明在預旋噴嘴前的前腔體設置擋板結構，能夠顯著增加顆粒在前腔體內的沉積。顆粒在擋板處沉積后，進入渦輪葉片的顆粒數量減少，從而降低了葉片的磨損和沉積，延長了葉片的使用壽命。

技術研發人員：張魏,張嘉航,李廣超,王巖,趙志奇,趙長宇,何洪斌,徐喆軒,符昊
受保護的技術使用者：沈陽航空航天大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24