一种涡轮盘及燃气轮机制造技术

本实用新型专利技术的一个目的在于提供一种涡轮盘，其能够减少盘心热应力。本实用新型专利技术的另一个目的在于提供一种燃气轮机，其包括前述涡轮盘。为实现前述一个目的的涡轮盘，具有涡轮盘盘心，涡轮盘中开设有空腔，空腔开设于靠近涡轮盘盘心的位置。其中，涡轮盘中还开设有至少一个第一引气孔以及至少一个第二引气孔，第一引气孔在涡轮盘轴向上的一侧将空腔与外部连通，第二引气孔在涡轮盘轴向上的另一侧将空腔与外部连通。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮盘及燃气轮机
本技术涉及一种涡轮盘及燃气轮机。
技术介绍
涡轮盘是航空发动机不可缺少的零件，其作为转子的主要构件高速旋转，其可靠性直接影响飞行安全。航空发动机涡轮作为将燃气动能与内能转化为旋转机械功的部件，需承受更高的热负荷。现有航空发动机涡轮盘设计过程中，为降低涡轮盘心应力集中位置的应力、获得更大的破裂裕度，通常会提高涡轮盘轮毂厚度。在发动机工作过程中会经历起动、停车等瞬态过程，相对发动机飞行剖面，该类瞬态过程历时较短、发动机内部温度变化剧烈。在上述瞬态过程中，较大涡轮盘轮毂尺寸导致涡轮盘在短时间内无法完全加热，从而在轮毂产生较大的温度梯度。该温度梯度沿轮盘径向分布，导致涡轮盘在不同半径处变形不协调从而在盘心产生较大应力。该应力与轮盘中心孔边应力叠加后将进一步影响涡轮盘使用寿命，影响飞行安全，提高维护成本。亟需提供一种涡轮盘，能够减少盘心热应力。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种涡轮盘，其能够减少盘心热应力。本技术的另一个目的在于提供一种燃气轮机，其包括前述涡轮盘。为实现前述一个目的的涡轮盘，具有涡轮盘盘心，所述涡轮盘中开设有空腔，所述空腔开设于靠近所述涡轮盘盘心的位置；其中，所述涡轮盘中还开设有至少一个第一引气孔以及至少一个第二引气孔，所述第一引气孔在所述涡轮盘轴向上的一侧将所述空腔与外部连通，所述第二引气孔在所述涡轮盘轴向上的另一侧将所述空腔与外部连通。在一个或多个实施方式中，所述涡轮盘包括轮缘部、轮毂部以及位于所述轮缘部与所述轮毂部之间的轮盘辐板，所述空腔开设于所述轮毂部中或所述轮毂部与所述轮盘辐板的相接处。在一个或多个实施方式中，多个所述第一引气孔为环绕所述涡轮盘周向均匀开设。在一个或多个实施方式中，多个所述第二引气孔为环绕所述涡轮盘周向均匀开设。在一个或多个实施方式中，多个所述第一引气孔以及多个所述第二引气孔在所述涡轮盘的周向相互错开分布。在一个或多个实施方式中，所述第一引气孔、所述第二引气孔的数量分别为6个，相邻两所述第一引气孔与所述第二引气孔在所述涡轮盘的周向相互错开30°。在一个或多个实施方式中，所述涡轮盘由增材制造成型，所述第一引气孔与所述第二引气孔中的一方可用作清粉吹气孔，另一方可用作清粉排气孔。在一个或多个实施方式中，所述轮缘部中开设有多个榫槽。在一个或多个实施方式中，所述轮盘辐板在所述涡轮盘轴向上的两侧分别设置有安装边，所述安装边上具有多个螺栓孔。为实现前述另一目的的燃气轮机，包括如前所述的涡轮盘。本技术的进步效果包括以下之一或组合：1)通过在涡轮盘中开设有空腔、至少一个第一引气孔以及至少一个第二引气孔。第一引气孔在涡轮盘轴向上的一侧将空腔与外部连通，第二引气孔在涡轮盘轴向上的另一侧将空腔与外部连通。使得在轮盘工作过程中轮盘前后腔压压差将通过第一引气孔和/或第二引气孔向空腔中引入加热气流，从而自内向外加热盘心处，使盘心获得较均匀温度场以降低盘心热应力，提高涡轮盘使用寿命，降低维护成本；2)通过在轮毂部中开设空腔，可减少轮毂部对盘心位置的约束，减少涡轮盘心由于与轮毂部变形不一致导致的应力，进一步降低盘心危险位置应力；3)通过第一引气孔和/或第二引气孔能够实现对增材制造成型的涡轮盘中的空腔中残留粉末进行清除；4)开设空腔能够减少涡轮盘的整体质量，进而降低发动机油耗，提高工作效率；5)本涡轮盘结构简单，易于加工制造。附图说明本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1示出了涡轮盘一个实施方式下的示意图；图2为图1沿A-A方向剖切所得的剖面示意图；图3示出了增材制造成型后涡轮盘一个实施方式的剖面示意图。具体实施方式下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本技术实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。为解决现有技术中存在的一个或多个方面的问题，本技术提供了一种涡轮盘，如图1示出了涡轮盘一个实施方式下的示意图，图2为图1沿A-A方向剖切所得的剖面示意图。请参见图1以及图2，涡轮盘1具有盘心10，在涡轮盘中开设有空腔11，空腔11开设于靠近涡轮盘盘心10的位置。可以理解的是，图2中所示出的空腔11为其在一个剖面中的示意图，涡轮盘1呈回转体结构，空腔11也是沿涡轮盘周向一周开设的环形空腔。在涡轮盘中还开设有至少一个第一引气孔12以及至少一个第二引气孔13。其中，第一引气孔12在涡轮盘轴向a上的一侧1a将空腔11与外部连通，第二引气孔13在涡轮盘轴向a上的另一侧1b将空腔11与外部连通。在轮盘工作过程中轮盘前后腔压压差将通过第一引气孔12和/或第二引气孔13向空腔11中引入加热气流，从而自内向外加热盘心10处，使盘心11获得较均匀温度场以降低盘心热应力。同时空腔11能够减少涡轮盘的整体质量，进而降低发动机油耗，提高工作效率。虽然本涡轮盘的一个实施例如上所述，但是在本涡轮盘的其他实施例中，本涡轮盘相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。在涡轮盘的一个实施方式中，涡轮盘1包括轮缘部14、轮毂部15以及位于轮缘部14与轮毂部15之间的轮盘辐板16，空腔11是如图所示开设于轮毂部15与轮盘辐板16的相接处。可以理解的是，在另一与图示不同的实施方式中，空腔11可以是仅开设在轮毂部15中。通过在轮毂部15中开设了空腔11，在起到降低盘心热应力作用的同时，空腔11可减少轮毂部15对盘心10位置的约束，减少涡轮盘心10由于与轮毂部15变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮盘，其特征在于，具有涡轮盘盘心，所述涡轮盘中开设有空腔，所述空腔开设于靠近所述涡轮盘盘心的位置；/n其中，所述涡轮盘中还开设有至少一个第一引气孔以及至少一个第二引气孔，所述第一引气孔在所述涡轮盘轴向上的一侧将所述空腔与外部连通，所述第二引气孔在所述涡轮盘轴向上的另一侧将所述空腔与外部连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡轮盘，其特征在于，具有涡轮盘盘心，所述涡轮盘中开设有空腔，所述空腔开设于靠近所述涡轮盘盘心的位置；
其中，所述涡轮盘中还开设有至少一个第一引气孔以及至少一个第二引气孔，所述第一引气孔在所述涡轮盘轴向上的一侧将所述空腔与外部连通，所述第二引气孔在所述涡轮盘轴向上的另一侧将所述空腔与外部连通。


2.如权利要求1所述的涡轮盘，其特征在于，所述涡轮盘包括轮缘部、轮毂部以及位于所述轮缘部与所述轮毂部之间的轮盘辐板，所述空腔开设于所述轮毂部中或所述轮毂部与所述轮盘辐板的相接处。


3.如权利要求1所述的涡轮盘，其特征在于，多个所述第一引气孔为环绕所述涡轮盘周向均匀开设。


4.如权利要求3所述的涡轮盘，其特征在于，多个所述第二引气孔为环绕所述涡轮盘周向均匀开设。


5.如权利要求4所述的涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦英睿，吴德龙，杨玫，王开明，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31