CN203097955U - 一种燃气涡轮发动机的引气组件 - Google Patents

Abstract

一种燃气涡轮发动机的引气组件，包括：第一轮盘，其限定有面向燃气下游的周向凹槽；第二轮盘，其与第一轮盘相邻，第二轮盘的用于与第一轮盘连接的鼓筒上限定有进气孔，第二轮盘还具有周向法兰；支撑环，其具有环形基部、从环形基部向外延伸的第一环形侧壁以及第二环形侧壁，其中，第一环形侧壁适配在周向凹槽内，第二环形侧壁安装在周向法兰上，基部在第一环形侧壁和第二环形侧壁之间还间隔开地限定有多个安装孔；阻尼环，其适配地安装在安装孔内；以及引气管，其适配地安装在阻尼环内。通过本实用新型的引气组件，从引气管流出的空气切向速度和流量系数得以降低，湍流度减小，从而降低了引气入口压力的损耗，保证了引气流量和冷却效率。

Description

一种燃气涡轮发动机的引气组件

技术领域

本实用新型涉及一种燃气涡轮发动机的引气组件。

背景技术

目前，燃气轮机的涡轮前燃气温度达到了1500摄氏度以上，这超过了涡轮部件材料能够承受的工作温度。为此，燃气轮机的涡轮部件需要从压气机部件引入压缩空气作为冷却介质进行冷却，以确保涡轮部件能够正常工作。具体来说，从压气机转子鼓筒壁上开孔，从流道引气径向流经相邻的两级轮盘之间的间隙，然后经过轴向套筒的引导进入涡轮部件进行冷却。然而，从压气机流道中引入内腔的空气湍流度大，损耗了空气动能和冷却引气入口的压力，使得引气冷却的进出口压力差增大，导致流量损失，冷却效率降低，甚至不得不从后面级引气，降低了整个燃气轮机的效率。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型在转子盘之间安装环形排布的径向引气管，从流道引入的空气只能从这些引气管流过，从引气管流出的空气切向速度和流量系数得以降低，湍流度减小，从而降低了引气入口压力的损耗，保证了引气流量和冷却效率。

具体地，本实用新型公开了一种燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，引气组件包括：位于燃气上游的压缩机动子叶片的第一轮盘，其限定有开向燃气下游的周向凹槽；位于燃气下游的压缩机动子叶片的第二轮盘，其与第一轮盘相邻，第二轮盘的用于与第一轮盘连接的鼓筒上限定有进气孔，第二轮盘在周向凹槽的相对侧还具有周向法兰；支撑环，其具有环形基部、从环形基部向外延伸的第一环形侧壁以及与第一环形侧壁相对的第二环形侧壁，其中，第一环形侧壁适配在周向凹槽内，第二环形侧壁安装在周向法兰上，基部在第一环形侧壁和第二环形侧壁之间还间隔开地限定有多个安装孔；阻尼环，其适配地安装在安装孔内；以及引气管，其适配地安装在阻尼环内。

具体地，阻尼环包括基部和从基部竖直向上延伸的圆筒状环本体部，其中，阻尼环的基部抵靠到支撑环的内端面上。

具体地，引气管包括基部和从基部竖直向上延伸的圆筒状管本体部，其中，引气管的基部抵靠到阻尼环的基部上，管本体部套设到阻尼环的环本体部内。

更具体地，支撑环的内端面形成有环形凹槽，其用于容纳阻尼环的基部和引气管的基部。

更具体地，引气组件还包括环形卡圈，其套设在所述支撑环内并且径向地支撑所述引气管。

更具体地，环形卡圈包括基部和从基部向外径向延伸的壁部，壁部定位于阻尼环的基部和引气管的基部的端缘以及支撑环的环形凹槽的槽壁之间，环形卡圈的基部的至少部分外表面抵靠到引气管的基部的下表面上。

更具体地，环形凹槽的底壁、阻尼环的基部的上下表面、以及引气管的基部的上、下表面均为平面。

更具体地，环形卡圈的基部的上、下表面均为弧面。

优选地，阻尼环上限定有减振槽。

更优选地，减振槽为径向的。

优选地，支撑环的基部在第一环形侧壁和第二环形侧壁之间还限定有多个沟槽。

本实用新型充分地考虑了工艺性，有效地降低了制造成本，提高了生产效率。具体地，支撑环和卡圈都是形状简单并易于加工的回转体，例如可易于车床加工成形。引气管和阻尼管的设计还避免了弧形上表面，平面的上表面使得基座的加工和管的加工可以一次在车床上加工成形，这样节省了工序并且降低了加工难度。本实用新型节省了工序，加工更加简便，降低了生产制造的成本。

附图说明

为了解释本实用新型，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中：

图1示意性地示出了本实用新型的燃气涡轮发动机的引气组件在发动机轴线方向上的截面图；

图2示意性地示出了本实用新型的燃气涡轮发动机的引气组件在基本垂直于发动机轴向方向上的截面图；

图3示意性地示出了本实用新型的燃气涡轮发动机的引气组件的支撑环、阻尼环、引气管和环形卡圈配合在一起的透视图；

图4示意性地示出了本实用新型的燃气涡轮发动机的引气组件中的支撑环、阻尼环、引气管和环形卡圈配合在一起的局部放大图。

不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。

具体实施方式

在以下的实施方式的详细描述中，参照构成该描述的一部分的附图进行说明。附图以示例的方式展示出特定的实施方式，本实用新型被实现在这些实施方式中。所示出的实施方式不是为了穷尽根据本实用新型的所有实施方式。可以理解，其他的实施方式可以被利用，结构性或逻辑性的改变能够在不脱离本实用新型的范围的前提下被做出。对于附图，方向性的术语，例如“下”、“上”、“下游”、“上游”、“竖直”、“径向”、“外”、“内”等，是参照所描述的附图的方位而使用的。由于本实用新型的实施方式的组件能够被以多种方位实施，这些方向性术语是用于说明的目的，而不是限制的目的。因此，以下的具体实施方式并不是作为限制的意义，并且本实用新型的范围由所附的权利要求书所限定。

参见图1-图4，本实用新型公开了一种燃气涡轮发动机的引气组件100，其中，该引气组件100包括：

位于燃气上游的压缩机动子叶片的第一轮盘102；

位于燃气下游的压缩机动子叶片的第二轮盘104，其与第一轮盘102相邻；

其中，第二轮盘104的用于与第一轮盘102连接的鼓筒106上限定有进气孔108，第一轮盘102限定有开向第二轮盘104的周向凹槽110，第二轮盘104在周向凹槽110的相对侧还具有周向法兰112；

引气组件100还包括：

支撑环114，其具有环形基部114a、从环形基部114a向外延伸的第一环形侧壁114b以及与该第一环形侧壁114b相对的第二环形侧壁114c，其中，第一环形侧壁114b适配在周向凹槽110内，第二环形侧壁114c安装在周向法兰112上，基部114a在第一环形侧壁114b和第二环形侧壁114c之间还间隔开地限定有多个安装孔；

阻尼环116，其适配地安装在安装孔内；

引气管118，其适配地安装在阻尼环116内；以及

环形卡圈120，其套设在支撑环114内并且径向地支撑该引气管118。

具体地，支撑环114整体呈轮状，多个安装孔均匀地分布在支撑环114的基部114a上，优选地，具有12个安装孔。第二环形侧壁114c上形成有多个安装凸台114d，诸如螺栓的紧固件通过安装凸台将第二环形侧壁114c安装在周向法兰112上。该支撑环114的内端面形成有环形凹槽。另外，如图3所示，该基部114a在第一环形侧壁114b和第二环形侧壁114之间还具有多个周向上均匀布置的沟槽114e以用于减轻支撑环114的整体重量。

该阻尼环116包括基部116a和从该基部116a向上基本竖直延伸的圆筒状环本体部116b，在该环本体部116b上限定有多个径向延伸的槽116c。该引气管118也包括基部118a和从该基部118a向上延伸的圆筒状管本体部118b。引气管118的管本体部118b的长度大于阻尼环116的环本体部116b，并且该引气管118的管本体部118b的外径基本等于(或略大于)该阻尼环116的环本体部116b的内径。环形卡圈120包括基部120a和从该基部120a向外径向延伸的壁部120b。

当将阻尼环116和引气管118安装到支撑环114上时，先将引气管118的管本体部118b套设在阻尼环116的环本体部116b内并使得引气管118的基部118a的径向外端面抵靠到阻尼环116的基部116a的径向内端面上，接着，将套设有引气管118的阻尼环116穿过支撑环114的安装孔并使得阻尼环116的基部116a的径向外端面抵靠到支撑环114的环形凹槽的壁面上，然后，将环形卡圈120的壁部120b定位于支撑环114的环形凹槽的径向壁面以及阻尼环116的基部116a和引气管118的基部118a的端缘之间，同时，该环形卡圈120的基部120a的至少部分外表面抵靠在该支撑环114和该引气管118的基部118a的下表面上。

经上述组装完毕后，呈现出如图3所示的组装件200，接着，再将该组装件200安装到相邻的第一轮盘102和第二轮盘104之间。具体地，将该第一环形侧壁114b与周向凹槽110适配，同时，将第二环形侧壁114c上的安装凸台114d与第二轮盘104上的法兰对齐并以诸如螺栓的紧固件连接在一起。

优选地，该支撑环114的环形凹槽的底壁、阻尼环116的基部116a的径向上下表面、以及引气管118的基部118a的径向上表面均为平面。更优选地，引气管118的基部118a的径向下表面为弧面。

当前述燃气涡轮发动机工作时，从发动机进气道进入发动机的空气经由风扇进入到压气机中以供压缩，压气机的压缩空气经由第二轮盘104上的进气孔108进入到由第一轮盘102和第二轮盘104共同限定的腔体，接着，通过引气管118流出上述引气组件100，然后在套筒122的引导下流向燃气轮机的下游。藉此，可以对压气机后面级的轮盘以及热端的涡轮部件等下游的部件进行冷却。在引气过程中，引气组件100的阻尼环116的槽116c可以吸收吸气管118的振动能量以发挥其减振作用。同时，由于第一轮盘102和第二轮盘104均为压气机转子轮盘，故在发动机工作时，压气机转子绕轴线L旋转，阻尼环116和引气管118会在离心力下作用到支撑环114的内端面上，而且，环形凹槽的底壁、阻尼环116的基部116a上、下表面以及引气管118的基部118a的上、下表面均为平面，故引气管118、阻尼环116会密封性较好地压紧到环形凹槽的底壁上，这样，在发动机工作状态下，环形卡圈120并不发挥支撑作用。在发动机非工作状态下，由于没有离心力的作用，阻尼管116和引气管118需要环形卡圈120在径向上提供支撑。

本领域技术人员应当可以理解，如果阻尼环116与支撑环114之间紧配合的话，环形卡圈120是可以省略的。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在实用新型的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

本实用新型不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。示出以及描述的实施方式(的部分)的所有组合明确地理解为并入该说明书之内并且明确地理解为落入本实用新型的范围内。而且，在如权利要求书概括的本实用新型的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本实用新型的范围。

Claims (11)

1.一种燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述引气组件包括：

位于燃气上游的压缩机动子叶片的第一轮盘，其限定有开向燃气下游的周向凹槽；

位于燃气下游的压缩机动子叶片的第二轮盘，其与所述第一轮盘相邻，所述第二轮盘的用于与所述第一轮盘连接的鼓筒上限定有进气孔，所述第二轮盘在所述周向凹槽的相对侧还具有周向法兰；

支撑环，其具有环形基部、从所述环形基部向外延伸的第一环形侧壁以及与所述第一环形侧壁相对的第二环形侧壁，其中，所述第一环形侧壁适配在所述周向凹槽内，所述第二环形侧壁安装在所述周向法兰上，所述基部在所述第一环形侧壁和所述第二环形侧壁之间还间隔开地限定有多个安装孔；

阻尼环，其适配地安装在所述安装孔内；以及

引气管，其适配地安装在所述阻尼环内。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述阻尼环包括基部和从所述基部竖直向上延伸的圆筒状环本体部，其中，所述阻尼环的基部抵靠到所述支撑环的内端面上。

3.根据权利要求2所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述引气管包括基部和从所述基部竖直向上延伸的圆筒状管本体部，其中，所述引气管的基部抵靠到所述阻尼环的基部上，所述管本体部套设到所述阻尼环的环本体部内。

4.根据权利要求3所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述支撑环的内端面形成有环形凹槽，其用于容纳所述阻尼环的基部和所述引气管的基部。

5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述引气组件还包括环形卡圈，其套设在所述支撑环内并且径向地支撑所述引气管。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述环形卡圈包括基部和从所述基部向外径向延伸的壁部，所述壁部定位于所述阻尼环的基部和所述引气管的基部的端缘以及所述支撑环的环形凹槽的径向槽壁之间，所述环形卡圈的基部的至少部分外表面抵靠到所述引气管的基部的下表面上。

7.根据权利要求6所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述环形凹槽的底壁、所述阻尼环的基部的上下表面、以及所述引气管的基部的上、下表面均为平面。

8.根据权利要求7所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述环形卡圈的基部的上、下表面均为弧面。

9.根据权利要求1-8任一项所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述阻尼环上限定有减振槽。

10.根据权利要求9所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述减振槽为径向的。

11.根据权利要求1-8任一项所述的燃气涡轮发动机的引气组件，其特征在于，所述支撑环的基部在所述第一环形侧壁和所述第二环形侧壁之间还限定有多个沟槽。

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