一种隔热结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103061889103061889B(45)授权公告日2014.08.27(21)申请号201310017791.4(22)申请日2013.01.17(73)专利权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A202(72)发明人陈巍(51)Int.Cl.F02C7/24(2006.01)F01D25/08(2006.01)F01D5/18(2006.01)(56)对比文件CN101208497A,2008.06.25,US2011/0048024A1,2011.03.03,JP6-330764A,1994.11.29,US2010/0104433A1,2010.04.29,US2005/0120718A1,2005.06.09,US2010/0095679A1,2010.04.22,审查员张祥权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种隔热结构(57)摘要本发明公开了一种燃气轮机轴系零件隔热结构。所述隔热结构包括隔热板和安装环。所述隔热板与安装环焊接，形成隔热结构组件；该组件由安装环与涡轮导向器按过盈配合连接在一起。该结构形式简单，加工方便，成本低，可有效降低高温燃气向转子轴承等零件的辐射、传导传热；同时，对涡轮叶片根部冷却，保护叶片并降低涡轮叶片向轮盘中心的热传导。CN103061889BCN103689BCN103061889B权利要求书1/1页1.一种隔热结构，用于对燃气轮机轴系零件进行隔热，包括隔热板和安装环，所述燃气轮机的压气机轴向扩压器出口、燃气涡壳、转子机匣均设置在集气壳体内，所述集气壳体内充满所述压气机轴向扩压器出口排出的压缩空气，所述燃气涡壳中包含燃烧室出来的高温燃气，燃气涡壳出口与涡轮导向器进口连接在一起，所述隔热结构位于燃气涡壳与转子机匣在径向方向之间的空间中，其特征在于，所述隔热板为薄壁环形零件，与安装环固定连接在一起；所述安装环与涡轮导向器过盈配合安装在一起；所述安装环包括环状主体以及设置在所述环状主体外圆周壁面上的环状凸台，所述环状凸台上设有轴向气孔；所述隔热板设于燃气涡壳和转子机匣之间，分别与转子机匣、燃气涡壳形成两个狭长的气体隔热带，所述隔热板与燃气涡壳之间的气体经过轴向气孔流向所述涡轮导向器，形成气膜，对涡轮叶片根部形成射流冷却。2.根据权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述环状主体的外圆周壁面上设置至少一排径向旋流孔，所述隔热板与转子机匣之间的气体经过所述径向旋流孔流向所述涡轮导向器，所述径向旋流孔形成的射流可加强对涡轮叶片根部的气膜冷却。3.根据权利要求1或2所述的隔热结构，其特征在于，所述轴向气孔沿所述环状凸台(202)的圆周均布，数量、孔径可变。4.根据权利要求2所述的隔热结构，其特征在于，所述径向旋流孔沿所述环状主体的外圆周壁周向均布，数量、孔径可变。5.根据权利要求2所述的隔热结构，其特征在于，所述轴向气孔和径向旋流孔周向位置夹角可为零或非零；所述旋流孔与所述环状主体的径向及轴向夹角可为零或非零。6.根据权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述隔热板与安装环焊接在一起。7.根据权利要求1所述的隔热结构，其特征在于，所述隔热板和/或燃气涡壳外壁涂抹隔热涂层。2CN103061889B说明书1/3页一种隔热结构技术领域[0001]本发明属于燃气轮机或航空发动机总体结构，轴系零部件隔热结构设计领域。具体地说，是指用在燃气轮机或航空发动机轴系零件隔热结构中的一种结构形式。背景技术[0002]现有技术中燃气轮机或航空发动机的总体结构形式很多，一些燃气轮机或航空发动机的总体结构中压缩空气和燃气涡壳共同存在于一个集气壳体内,使得轴系零件，如转子轴承等零件，处于压缩空气(燃气)的高温环境内。有必要设置隔热结构，降低轴系零件热负荷。常用隔热措施为在轴系零件外侧包裹隔热材料填充层，以阻止热量传递至轴系中央。即便如此，现有的隔热措施在燃气轮机的实际运行中，隔热效果仍非常的不理想，高温燃气向转子轴承等零件的辐射、传导传热仍然较大，涡轮叶片的根部得不到有效的冷却，温度也很高，极大地影响了涡轮叶片的使用寿命。因而，非常有必要对隔热结构进行改进，以降低高温燃气向转子轴承等零件的辐射、传导传热；同时加强对涡轮叶片根部冷却，保护叶片并降低涡轮叶片向轮盘中心的热传导，保证转子工作稳定性、可靠性，延长其使用寿命。发明内容[0003]本发明的目的在于针对现有隔热措施的缺点和不足，基于传统燃气轮机转子隔热措施，提出一种新的隔热结构，以进一步降低轴系零件受热量，加强对涡轮叶片根部冷却，保护叶片并降低涡轮叶片向轮盘中心的热传导，保证转子工作稳定性、可靠性，