[發(fā)明專利]帶雙預(yù)旋通道噴嘴的渦輪盤腔結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210960367.2
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115142905A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙旭洋;張偉;王嘉俊;趙鴻琛;李冬青;張發(fā)生;藍(lán)吉兵;隋永楓
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州汽輪機(jī)股份有限公司
• 主分類號: F01D9/02
• 分類號: F01D9/02;F01D9/06;F01D25/12
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 汪喆

本申請涉及渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶雙預(yù)旋通道噴嘴的渦輪盤腔結(jié)構(gòu)，其包括由渦輪盤和靜子件圍設(shè)形成的渦輪盤腔和預(yù)旋噴嘴，渦輪盤上設(shè)置有分流器以將渦輪盤腔分隔為密封腔和冷卻腔，密封腔的入口處設(shè)置有迷宮密封結(jié)構(gòu)。預(yù)旋噴嘴設(shè)置于渦輪盤腔的進(jìn)氣口內(nèi)，預(yù)旋噴嘴包括與冷卻腔相連通的第一預(yù)旋通道以及與密封腔相連通的第二預(yù)旋通道，第一預(yù)旋通道用于使流經(jīng)的冷卻空氣產(chǎn)生與渦輪盤的轉(zhuǎn)動方向相同的切向速度，第二預(yù)旋通道則使冷卻空氣產(chǎn)生與渦輪盤的轉(zhuǎn)動方向相反的切向速度，從而既能夠提升冷卻空氣的冷卻能力，又能夠避免轉(zhuǎn)子失穩(wěn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶雙預(yù)旋通道噴嘴的渦輪盤腔結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著燃?xì)廨啓C(jī)的不斷升級改進(jìn)，渦輪入口的溫度也在不斷提高，早已超過渦輪葉片材料本身所能承受的溫度，因此需要對高溫部件進(jìn)行冷卻降溫。目前對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻通常采用預(yù)旋進(jìn)氣的方式，以使進(jìn)入渦輪盤腔內(nèi)的冷卻空氣具有與渦輪盤轉(zhuǎn)動方向相同的切向速度；但這樣雖然提高了冷卻能力，但冷卻空氣在流經(jīng)渦輪盤與靜子件之間的迷宮密封結(jié)構(gòu)時(shí)，由于進(jìn)口處的預(yù)旋與渦輪盤轉(zhuǎn)動的影響，冷卻空氣在迷宮密封內(nèi)產(chǎn)生的周向預(yù)旋會對密封交叉剛度產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動同向的切向氣流激振力起到很大的促進(jìn)作用，從而導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)子失穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種帶雙預(yù)旋通道噴嘴的渦輪盤腔結(jié)構(gòu)，以即能夠提高冷卻能力，又能夠避免轉(zhuǎn)子失穩(wěn)。

本發(fā)明提供了一種帶雙預(yù)旋通道噴嘴的渦輪盤腔結(jié)構(gòu)，包括由渦輪盤和靜子件圍設(shè)形成的渦輪盤腔和預(yù)旋噴嘴；所述渦輪盤上設(shè)置有分流器，所述分流器位于所述渦輪盤腔內(nèi)并將所述渦輪盤腔分隔為密封腔和冷卻腔，且所述密封腔的入口處設(shè)置有迷宮密封結(jié)構(gòu)；所述預(yù)旋噴嘴設(shè)置于所述渦輪盤腔的進(jìn)氣口內(nèi)，所述預(yù)旋噴嘴形成有進(jìn)氣流道以及與所述進(jìn)氣流道相連通的第一預(yù)旋通道和第二預(yù)旋通道；所述第一預(yù)旋通道與所述冷卻腔相連通，所述第一預(yù)旋通道用于使流經(jīng)的氣體產(chǎn)生與所述渦輪盤的轉(zhuǎn)動方向相同的切向速度；所述第二預(yù)旋通道與所述密封腔相連通，所述第二預(yù)旋通道用于使流進(jìn)的氣體產(chǎn)生與所述渦輪盤的轉(zhuǎn)動方向相反的切向速度。

進(jìn)一步地，所述預(yù)旋噴嘴呈與所述渦輪盤同軸設(shè)置的環(huán)形；所述預(yù)旋噴嘴與所述靜子件相對的外環(huán)面上設(shè)置有裝配部，所述預(yù)旋噴嘴通過所述裝配部與所述靜子件固定連接。

進(jìn)一步地，所述預(yù)旋噴嘴與所述渦輪盤相對的內(nèi)環(huán)面上設(shè)置有第一密封結(jié)構(gòu)，所述第一密封結(jié)構(gòu)用于對所述預(yù)旋噴嘴與所述渦輪盤之間的徑向間隙進(jìn)行密封。

進(jìn)一步地，所述第一密封結(jié)構(gòu)包括多個(gè)密封齒，多個(gè)所述密封齒沿所述預(yù)旋噴嘴的軸向方向并排設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述預(yù)旋噴嘴朝向所述渦輪盤腔的內(nèi)部的一端的端面為出氣端面，所述出氣端面與所述分流器的一端相對設(shè)置；所述出氣端面于所述第一預(yù)旋通道和所述第二預(yù)旋通道的出氣口之間設(shè)置有第二密封結(jié)構(gòu)，所述第二密封結(jié)構(gòu)用于對所述預(yù)旋噴嘴與所述分流器之間的軸向間隙進(jìn)行密封。

進(jìn)一步地，所述第二密封結(jié)構(gòu)為密封刷；或者，所述第二密封結(jié)構(gòu)為單密封齒。

進(jìn)一步地，所述第一預(yù)旋通道內(nèi)沿其周向間隔地分布有多個(gè)供氣體流通的第一流道；多個(gè)所述第一流道分別與其所在位置處的子午面之間具有第一預(yù)定偏轉(zhuǎn)角度，每個(gè)所述第一流道由其進(jìn)氣端至出氣端的偏轉(zhuǎn)方向與所述渦輪盤的旋轉(zhuǎn)方向相同；

所述第一流道為開設(shè)于所述預(yù)旋噴嘴的本體上的通孔；

或者，所述第一預(yù)旋通道內(nèi)沿其周向間隔地設(shè)置有多個(gè)第一導(dǎo)流部，任意相鄰的兩個(gè)所述第一導(dǎo)流部之間形成所述第一流道。

進(jìn)一步地，所述第二預(yù)旋通道內(nèi)沿其周向間隔地分布有多個(gè)供氣體流通的第二流道；多個(gè)所述第二流道分別與其所在位置處的子午面之間具有第二預(yù)定偏轉(zhuǎn)角度，每個(gè)所述第二流道由其進(jìn)氣端至出氣端的偏轉(zhuǎn)方向與所述渦輪盤的旋轉(zhuǎn)方向相反；

所述第二流道為開設(shè)于所述預(yù)旋噴嘴的本體上的通孔；