一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111441828A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010169362.9(22)申请日2020.03.12(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人黄恩亮龚建波郭磊张坤雷志军李国庆杨光伟杜宇飞(74)专利代理机构北京锺维联合知识产权代理有限公司11579代理人原春香(51)Int.Cl.F01D5/08(2006.01)F01D9/04(2006.01)F01D11/04(2006.01)F01D25/16(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种带预旋喷嘴和导流盘的发动机涡轮盘腔结构(57)摘要本发明公开了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，高压低温二股气流通过预旋喷嘴环进入预旋气流腔后分成两股：一股通过导流盘周向均布的预旋冷气接收孔沿导流盘后侧的径向导流板进入涡轮盘榫槽底部的轴向通气孔；一股通过导流盘上的封严篦齿环，经导流盘前侧上方的倾斜导流板预旋增压后，与来自导向器安装边周向均布的冷气冲击孔的冷气汇合后，通过涡轮转静子间隙进入主流道。本发明的发动机涡轮盘腔结构能够降低冷却空气的相对总温，加强冷气与涡轮盘对流换热，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。CN111441828ACN111441828A权利要求书1/2页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。4.根据权利要求3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，所述第一径向进气孔的孔径小于所述所述第二径向进气孔的孔径。5.根据权利要求3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，所述大弯管安装边在径向上位于大弯管内环的内侧，所述大弯管内环的后端与涡轮导向器内2CN111441828A权利要