阅读说明：本技术 一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构 (Hot-end fuel lubricating oil pipeline structure of turbine engine ) 是由 熊杰 刘驰 欧阳兴宏 宋勇 刘焱敖 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及涡轮发动机技术领域,具体是一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构,用于解决现有技术中不能更好的提高发动机热效率和不能对轴承起到更好的冷却效果的问题。本发明包括滑油回油腔壳体、燃油预热腔壳体和燃油预热腔,还包括从外到内依次嵌套且相互留有间隙的燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管,所述燃油进油管的一端依次与燃油预热腔和供油管相通,所述滑油回油管的一端与滑油回油腔壳体的内部相通,所述滑油进油管的一端位于滑油回油腔壳体的内部并与轴承的上部相对。本发明中燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管从外到内依次嵌套,三条管道中的流体从外到内温度依次降低,所以可以提高对轴承的冷却效果和提升发动机热效率。(The invention relates to the technical field of turbine engines, in particular to a hot-end fuel lubricating oil pipeline structure of a turbine engine, which is used for solving the problems that the heat efficiency of the engine cannot be better improved and a bearing cannot be better cooled in the prior art. The lubricating oil preheating device comprises a lubricating oil return cavity shell, a fuel oil preheating cavity, a fuel oil inlet pipe, a lubricating oil return pipe and a lubricating oil inlet pipe, wherein the fuel oil inlet pipe, the lubricating oil return pipe and the lubricating oil inlet pipe are sequentially nested from outside to inside and leave gaps, one end of the fuel oil inlet pipe is sequentially communicated with the fuel oil preheating cavity and the fuel oil supply pipe, one end of the lubricating oil return pipe is communicated with the inside of the lubricating oil return cavity shell, and one end of the lubricating oil inlet pipe is positioned in the inside of the lubricating oil return cavity shell and is opposite to the upper part of a bearing. According to the invention, the fuel oil inlet pipe, the lubricating oil return pipe and the lubricating oil inlet pipe are sequentially nested from outside to inside, and the temperatures of fluids in the three pipelines are sequentially reduced from outside to inside, so that the cooling effect on the bearing can be improved and the heat efficiency of the engine can be improved.)

一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构

技术领域

本发明涉及涡轮发动机技术领域，更具体的是涉及一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构。

背景技术

发动机涡轮端的轴承需要通过喷射滑油来对其进行冷却、润滑。而润滑油进入后轴承必然要通过发动机的高温区域，一方面，在滑油流经这一区域时，将会与环境进行热交换使得喷射到轴承上的滑油温度升高，从而降低了滑油与轴承之间的温差，使得冷却效果变差，轴承工作温度升高。另一方面，滑油靠近供油管道壁面的温度较高，容易产生滑油结焦，结焦颗粒在流动的滑油冲刷下进入轴承，对于轴承的工作也会产生不利的影响。这两方面都会影响轴承的使用寿命，从而使得发动机的翻修间隔变短。

所以，对于涡轮发动机后端滑油润滑而言，降低其喷射到轴承表面时的温度，提高与轴承表面的温差，可以提高滑油的冷却效果，降低轴承的工作温度，同时也可以降低滑油在管道内表面结焦的概率。其次，燃油通过供油管道进入甩油盘雾化后燃烧释放能量，若进入甩油盘的燃油本身温度能够一定的程度提高，可以有效的提高发动机整机热效率。目前带离心甩油盘的涡轮发动机燃油一般从主轴轴端输入，经轴内供油管后进入离心甩油盘。因此，利用好燃油与滑油的相互作用，提高燃油温度、降低滑油温度，可以起到双赢的作用。

目前，常用的方式是在发动机外部使用燃滑油热交换器，但此种方式对于燃油的升温效果有限，同时经冷却后的滑油在向后轴承流动的过程中，会穿过发动机高温部位，此时润滑油会再次被加热，导致喷射到轴承表面的滑油温度升高的同时，也无法解决高温部位滑油管路结焦问题。因此，我们迫切的需要一种可以提高燃油温度、降低滑油温度的涡轮发动机热端燃滑油管路结构。

发明内容

基于以上问题，本发明提供了一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构，用于解决现有技术中不能对燃油进行预热，从而不能提高发动机热效率；不能降低滑油的温度，从而不能减少滑油结焦、以及不能对轴承起到更好的冷却效果的问题。本发明中燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管从外到内依次嵌套，三条管道中的流体从外到内温度依次降低，利用燃油来做滑油回油管路的冷却介质，来减少滑油的温升，从而可以降低化滑油喷射温度，提高对轴承的冷却效果，降低滑油结焦的概率；同时，燃油预热腔壳体将整个轴承包裹，燃油预热腔的面积比较大，当燃油进入燃油预热腔时，可以对燃油进行很好的预热，从而可以提高燃油进入甩油盘的初始温度，达到更好的雾化燃烧效果，提升发动机热效率。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构，包括轴承，所述轴承上安装有轴承座，所述轴承座上安装有滑油回油腔壳体，所述滑油回油腔壳体外包裹有燃油预热腔壳体，所述燃油预热腔壳体与滑油回油腔壳体间形成燃油预热腔；还包括从外到内依次嵌套且相互留有间隙的燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管，所述燃油进油管的一端与燃油预热腔相通，所述燃油预热腔与供油管相通，所述滑油回油管的一端与滑油回油腔壳体的内部相通，所述滑油进油管的一端位于滑油回油腔壳体的内部并与轴承的上部相对。

工作原理：工作时，燃油进入最外层的燃油进油管，然后流入燃油预热腔壳体内，最后进入发动机轴内的供油管内，滑油进入最内层的滑油进油管，最后将滑油喷射到轴承上，实现润滑和冷却功能，然后滑油在重力作用下流入滑油回油腔壳体底部汇聚，并通过滑油回油管回到滑油箱中。

本发明中燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管从外到内依次嵌套，燃油在最外层的燃油进油管中流动，吸收发动机后端大部分的传导和辐射热量，中间层管道为滑油回油管，最内层为滑油进油管，其温度最低，燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管中的流体从外到内温度依次降低，利用燃油来做滑油回油管路的冷却介质，来减少滑油的温升，从而可以降低化滑油喷射温度，提高对轴承的冷却效果，降低滑油结焦的概率；同时，燃油预热腔壳体将整个轴承包裹，燃油预热腔的面积比较大，当燃油进入燃油预热腔时，可以对燃油进行很好的预热，从而可以提高燃油进入甩油盘的初始温度，达到更好的雾化燃烧效果，提升发动机热效率。

作为一种优选的方式，所述燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管的另一端连接有同一管道转接座，所述管道转接座上依次安装有燃油进油接头、滑油出油接头、滑油进油接头，所述燃油进油接头、滑油出油接头、滑油进油接头依次与燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管连通。

作为一种优选的方式，所述管道转接座内的中部从上到下依次开有燃油管连接孔、滑油回油管连接孔和滑油进油管连接孔，所述燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管依次安装在燃油管连接孔、滑油回油管连接孔和滑油进油管连接孔内。

作为一种优选的方式，所述滑油回油管连接孔内安装有可封闭滑油回油管端面的上密封垫片，所述滑油回油管上开有与滑油出油接头相通的出油口；所述滑油进油管连接孔内安装有可封闭滑油进油管端面的下密封垫片，所述滑油进油管上开有与滑油进油接头相通的进油口，所述燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管的外壁上还安装有多个位于管道转接座内的胶圈。

作为一种优选的方式，所述管道转接座的侧面从上到下依次开有上接头孔、中接头孔和下接头孔，所述燃油进油接头、滑油出油接头、滑油进油接头依次安装在上接头孔、中接头孔和下接头孔内，所述管道转接座内从上到下依次开有上油槽、中油槽和下油槽，所述上油槽连通燃油进油接头和燃油进油管，所述中油槽连通滑油出油接头和滑油回油管，所述下油槽连通滑油进油接头和滑油进油管。

作为一种优选的方式，所述燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管在管道转接座内的长度依次增加。

作为一种优选的方式，所述燃油预热腔壳体内还设有导流槽。

作为一种优选的方式，所述滑油回油腔壳体上安装有与燃油预热腔壳体内部相通的燃油进油嘴，所述燃油进油嘴与供油管连接。

作为一种优选的方式，所述滑油进油管上位于滑油回油腔壳体内的一端安装有滑油喷油嘴，所述滑油喷油嘴与轴承的上部相对。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明中燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管从外到内依次嵌套，三条管道中的流体从外到内温度依次降低，利用燃油来做滑油回油管路的冷却介质，来减少滑油的温升，从而可以降低化滑油喷射温度，提高对轴承的冷却效果，降低滑油结焦的概率；同时，燃油预热腔壳体将整个轴承包裹，燃油预热腔的面积比较大，当燃油进入燃油预热腔时，可以对燃油进行很好的预热，从而可以提高燃油进入甩油盘的初始温度，达到更好的雾化燃烧效果，提升发动机热效率。

(2)本发明工作时，燃油通过燃油进油接头进入上油槽中，并通过上油槽进入最外层的燃油进油管，然后从燃油进油管流入燃油预热腔壳体内，最后通过燃油进油嘴进入发动机轴内的供油管内；滑油通过滑油进油接头进入中油槽中，并从中油槽进入最内层的滑油进油管，滑油再通过滑油喷油嘴喷射到轴承上，实现润滑和冷却功能，然后滑油在重力作用下流入滑油回油腔壳体底部汇聚，并通过滑油回油管回到下油槽中，并从下油槽进入滑油出油接头，最后滑油从滑油出油接头流回滑油箱中。

(3)本发明中燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管的另一端连接有同一管道转接座，上述三种油管在管道转接座内的长度依次增加。如此针对管道系统的出入口结构设计，在有限的空间范围内实现燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管的主体部分嵌套，而出入口部分各自独立，在发动机外端设计了共用的管道转接座，使得嵌套的燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管可以实现独立的进回油，而在发动机内部，上述三条管路可以独立完成滑油回油、滑油喷射、燃油输入等功能，并最大化的实现燃油预热并改善轴承热环境的作用。

(4)本发明中燃油预热腔壳体内还设有导流槽，从滑油进油管流入的滑油跟随导流槽更容易流入燃油进油嘴中，导流槽优选为螺旋导流槽。

附图说明

图1为本发明的正面剖视结构简图；

图2为本发明燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管与滑油回油腔壳体、燃油预热腔壳体连接的正面局部剖视结构简图；

图3为本发明燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管与管道转接座连接的正面剖视结构简图；

图4为本发明燃油进油接头、滑油出油接头、滑油进油接头与管道转接座连接的正面剖视结构简图；

图5为本发明管道转接座的正面剖视结构简图；

附图标记：1滑油回油腔壳体，2轴承座，3滑油喷油嘴，4燃油进油嘴，5燃油预热腔壳体，51燃油预热腔，52导流槽，6轴承，7燃油进油管，8滑油回油管，81出油口，9滑油进油管，91进油口，10管道转接座，101下接头孔，102下油槽，103中接头孔，104中油槽，105上接头孔，106上油槽，107燃油管连接孔，108滑油回油管连接孔，109滑油进油管连接孔，11滑油进油接头，12滑油出油接头，13燃油进油接头，14下密封垫片，15上密封垫片，16胶圈，17供油管。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1-5所示，一种涡轮发动机热端燃滑油管路结构，包括轴承6，轴承6上安装有轴承座2，轴承座2上安装有滑油回油腔壳体1，滑油回油腔壳体1外包裹有燃油预热腔壳体5，燃油预热腔壳体5与滑油回油腔壳1体间形成燃油预热腔51；还包括从外到内依次嵌套且相互留有间隙的燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9，燃油进油管7的一端与燃油预热腔51相通，燃油预热腔51与供油管17相通，滑油回油管8的一端与滑油回油腔壳体1的内部相通，滑油进油管9的一端位于滑油回油腔壳体1的内部并与轴承6的上部相对。

工作原理：工作时，燃油进入最外层的燃油进油管7，然后流入燃油预热腔壳体5内，最后进入发动机轴内的供油管17内，滑油进入最内层的滑油进油管9，最后将滑油喷射到轴承6上，实现润滑和冷却功能，然后滑油在重力作用下流入滑油回油腔壳体1底部汇聚，并通过滑油回油管8回到滑油箱中。

本发明中燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9从外到内依次嵌套，燃油在最外层的燃油进油管7中流动，吸收发动机后端大部分的传导和辐射热量，中间层管道为滑油回油管8，最内层为滑油进油管9，其温度最低，燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9中的流体从外到内温度依次降低，利用燃油来做滑油回油管8路的冷却介质，来减少滑油的温升，从而可以降低化滑油喷射温度，提高对轴承6的冷却效果，降低滑油结焦的概率；同时，燃油预热腔壳体5将整个轴承6包裹，燃油预热腔51的面积比较大，当燃油进入燃油预热腔51时，可以对燃油进行很好的预热，从而可以提高燃油进入甩油盘的初始温度，达到更好的雾化燃烧效果，提升发动机热效率。

实施例2：

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，本实施例给出了燃油进油管、滑油回油管和滑油进油管另一端连接的一种优选机构。即燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9的另一端连接有同一管道转接座10，管道转接座10上依次安装有燃油进油接头13、滑油出油接头12、滑油进油接头11，燃油进油接头13、滑油出油接头12、滑油进油接头11依次与燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9连通。

优选的，管道转接座10内的中部从上到下依次开有燃油管连接孔107、滑油回油管连接孔108和滑油进油管连接孔109，燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9依次安装在燃油管连接孔107、滑油回油管连接孔108和滑油进油管连接孔109内。

优选的，滑油回油管连接孔108内安装有可封闭滑油回油管8端面的上密封垫片15，滑油回油管8上开有与滑油出油接头12相通的出油口81；滑油进油管9连接孔内安装有可封闭滑油进油管9端面的下密封垫片14，滑油进油管9上开有与滑油进油接头11相通的进油口91，燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9的外壁上还安装有多个位于管道转接座10内的胶圈16。胶圈16、上密封垫片15和下密封垫片14可以保证燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9在管道转接座10内进出油的相互独立性。

优选的，管道转接座10的侧面从上到下依次开有上接头孔105、中接头孔103和下接头孔101，燃油进油接头13、滑油出油接头12、滑油进油接头11依次安装在上接头孔105、中接头孔103和下接头孔101内，管道转接座10内从上到下依次开有上油槽106、中油槽104和下油槽102，上油槽106连通燃油进油接头13和燃油进油管7，中油槽104连通滑油出油接头12和滑油回油管8，下油槽102连通滑油进油接头11和滑油进油管9。

优选的，滑油回油腔壳体1上安装有与燃油预热腔壳体5内部相通的燃油进油嘴4，燃油进油嘴4与供油管17连接。

优选的，滑油进油管9上位于滑油回油腔壳体1内的一端安装有滑油喷油嘴3，滑油喷油嘴3与轴承6的上部相对。

本实施例中：工作时，燃油通过燃油进油接头13进入上油槽106中，并通过上油槽106进入最外层的燃油进油管7，然后从燃油进油管7流入燃油预热腔壳体5内，最后通过燃油进油嘴4进入发动机轴内的供油管17内；滑油通过滑油进油接头11进入中油槽104中，并从中油槽104进入最内层的滑油进油管9，滑油再通过滑油喷油嘴3喷射到轴承6上，实现润滑和冷却功能，然后滑油在重力作用下流入滑油回油腔壳体1底部汇聚，并通过滑油回油管8回到下油槽102中，并从下油槽102进入滑油出油接头12，最后滑油从滑油出油接头12流回滑油箱中。

优选的，燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9在管道转接座10内的长度依次增加。如此针对管道系统的出入口结构设计，在有限的空间范围内实现燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9的主体部分嵌套，而出入口部分各自独立，在发动机外端设计了共用的管道转接座10，使得嵌套的燃油进油管7、滑油回油管8和滑油进油管9可以实现独立的进回油，而在发动机内部，上述三条管路可以独立完成滑油回油、滑油喷射、燃油输入等功能，并最大化的实现燃油预热并改善轴承6热环境的作用。

优选的，燃油预热腔壳体5内还设有导流槽52，从滑油进油管9流入的滑油跟随导流槽52更容易流入燃油进油嘴4中，导流槽52优选为螺旋导流槽52。

其余部分与实施例1相同，故在此不作赘述。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。