【技术实现步骤摘要】
一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构
本专利技术属于航空发动机和燃气轮机
，涉及涡轮部件盘腔二次空气系统冷却封严结构，尤其涉及一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构，通过合理设计预旋喷嘴几何参数、在导流盘不同位置布置不同形式的导流片，能够降低冷却空气的相对总温、减小流动损失，并对轮缘封严气体进行预旋增压，提高封严效果，减少封严气体与主流掺混损失。同时，结构简单，加工、装拆方便，以满足高性能涡轮的要求。
技术介绍
随着航空发动机推重比要求提高，现代发动机涡轮前进口温度越来越高，已大大超出了金属所能承受的温度能力。目前工程中主要通过从压气机引入低温气流，通过篦齿等封严结构进入涡轮盘腔，由低半径的涡轮盘心向高半径盘缘流动以冷却涡轮盘，最后从涡轮转静子根部排入主流道以封严转静子根部，防止主流高温燃气倒灌进入涡轮盘腔。在传统的燃气轮机、航空发动机的涡轮盘腔结构设计中，往往存在以下四个问题：①冷气沿上述流路的流动往往经过不规则的盘腔、篦齿等封严结构发展，沿程温升和压力损失较大，大大影响了冷却和封严效果；②涡轮盘旋...
【技术保护点】
1.一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构，包括涡轮盘及设置在所述涡轮盘前的导流盘、预旋喷嘴环，其特征在于，/n所述导流盘通过其中心孔紧固且密封地设置在所述涡轮盘的前端轮毂上，所述导流盘的后侧与所述涡轮盘的前侧之间围成的空间形成涡轮盘腔；/n所述预旋喷嘴环的外边缘固定且密封地设置在高压转子轴承座安装边的内侧壁上，所述预旋喷嘴环的后侧与所述导流盘的前侧之间围成的空间形成预旋气流腔；/n所述预旋喷嘴环低半径处的壁面上沿周向均匀设置有多个预旋喷嘴，各所述预旋喷嘴的一侧与气源连通、另一侧与所述预旋气流腔连通，所述气源中的高压低温二股气流通过各所述预旋喷嘴膨胀加速并产生一与所述涡...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构，包括涡轮盘及设置在所述涡轮盘前的导流盘、预旋喷嘴环，其特征在于，
所述导流盘通过其中心孔紧固且密封地设置在所述涡轮盘的前端轮毂上，所述导流盘的后侧与所述涡轮盘的前侧之间围成的空间形成涡轮盘腔；
所述预旋喷嘴环的外边缘固定且密封地设置在高压转子轴承座安装边的内侧壁上，所述预旋喷嘴环的后侧与所述导流盘的前侧之间围成的空间形成预旋气流腔；
所述预旋喷嘴环低半径处的壁面上沿周向均匀设置有多个预旋喷嘴，各所述预旋喷嘴的一侧与气源连通、另一侧与所述预旋气流腔连通，所述气源中的高压低温二股气流通过各所述预旋喷嘴膨胀加速并产生一与所述涡轮盘旋转方向基本相同的周向速度，从而形成预旋冷气进入所述预旋气流腔；
所述导流盘低半径处的壁面上沿周向均匀设置有多个预旋冷气接收孔，各所述预旋冷气接收孔的一侧与所述预旋气流腔连通、另一侧与所述涡轮盘腔连通，所述预旋气流腔中的预旋冷气通过各所述预旋冷气接收孔进入所述涡轮盘腔；
所述导流盘的后侧壁面上沿周向均匀设置有多个沿径向延伸的径向导流板，且每一所述径向导流板在径向上位于所述预旋冷气接收孔的径向外侧与所述涡轮盘的叶片榫槽的径向内侧之间，且所述涡轮盘的叶片榫槽位置处设置有轴向通气孔，且所述导流盘的后侧壁面的外边缘以密封的方式抵接在所述涡轮盘的前侧壁面上，且二者的抵接位置在径向上位于所述涡轮盘的叶片榫槽的径向外侧；
所述导流盘的前侧壁面的外边缘处设置有与所述涡轮盘的旋转方向基本相同的倾斜导流板，用以对封严气体进行预旋增压。
2.根据上述权利要求所述的带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构，其特征在于，所述高压转子轴承座安装边的内侧壁上还固定且密封地设置一第一环形前挡板，所述第一环形前挡板与所述高压转子轴承座安装边的内侧壁、预旋喷嘴环的前侧壁之间围成的空间形成为第一集气腔，所述高压转子轴承座安装边的壁面上沿周向均匀设置有多个第一径向进气孔，各所述第一径向进气孔用以向所述第一集气腔引入高压低温二股气流，各所述预旋喷嘴的一侧与所述第一集气腔连通、另一侧与所述预旋气流腔连通，所述第一集气腔形成为所述气源。
3.根据权利要求2所述的带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构，其特征在于，所述高压转子轴承座安装边在径向上位于大弯管安装边的内侧，所述高压转子轴承座安装边的外侧壁与所述大弯管安装边的内侧壁之间设置一第二环形前挡板，所述第二环形前挡板与所述高压转子轴承座安装边的外侧壁、大弯管安装边的内侧壁之间围成的空间形成为第二集气腔，所述大弯管安装边的壁面上沿周向均匀设置有多个第二径向进气孔，各所述第二径向进气孔用以向所述第二集气腔通入高压低温二股气流，各所述第一径向进气孔的一侧均与所述第二集气腔连通、另一侧均与所述第一集气腔连通，用以将所述第二集气腔中的高压低温二股气流通入所述第一集气腔中。
技术研发人员：黄恩亮，龚建波，郭磊，张坤，雷志军，李国庆，杨光伟，杜宇飞，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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