CN205823346U - 小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，包括涡轮叶片流道内环、支承环形机匣、空气导流板，涡轮叶片流道内环、空气导流板、支承环形机匣依次首尾连接，形成封严装置的内腔。本实用新型建立了压气机叶轮及涡轮转子与静子之间的二次空气系统流路；与涡轮转子叶片的外缘形成涡轮转子叶片前段径向主流道。空气系统流路能够使盘腔的压力分布满足转子轴向力的设计要求；有效阻止涡轮主流道的高温燃气进入压气机与涡轮盘间腔，降低了压气机和涡轮盘的温度，从而使其结构满足强度指标要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气轮机的零部件，具体涉及一种小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置。
背景技术
目前，大多数小型燃气轮机(即功率为10MW以下的燃气轮机)是在航空发动机的结构基础上改型而成，其压气机、燃烧室和涡轮的主流道基本采用轴流式通道，或者是压气机为轴流+离心、回流燃烧室和轴流式涡轮，它们的封严装置均不能适用于该小型燃气轮机。因此，需要针对该类小型燃气的压气机叶轮与涡轮转子之间的结构特点，设置专用的封严装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，它可以对小型燃气轮机的压气机叶轮与涡轮叶片之间的主流流道气流进行封严。
为解决上述技术问题，本实用新型小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置的技术解决方案为：
包括涡轮叶片流道内环1-1、支承环形机匣1-2、空气导流板1-3，涡轮叶片流道内环1-1、空气导流板1-3、支承环形机匣1-2依次首尾连接，形成封严装置的内腔1-10；空气导流板1-3固定设置于压气机叶轮10的后侧；空气导流板1-3沿燃气轮机的径向延伸；空气导流板1-3的下端具有沿轴向后方延伸的导向部；导向部的尾部形成凹槽，空气导流板1-3通过凹槽固定连接涡轮叶片流道内环1-1的内端；涡轮叶片流道内环1-1的外端与支承环形机匣1-2的后端固定连接；涡轮叶片流道内环1-1形成有缝隙，该缝隙将封严装置内腔1-10与外界连通；空气导流板1-3的上端固定连接支承环形机匣1-2的前端，支承环形机匣1-2的后端抵住燃气轮机的导向喷嘴环5的前端面。
所述支承环形机匣1-2形成朝向封严装置内腔1-10的弧形。
所述涡轮叶片流道内环1-1的内端厚度与空气导流板1-3的凹槽相配合。
所述支承环形机匣1-2上设置若干通气孔。
所述空气导流板1-3的底端与压气机叶轮10上的篦齿形成间隙，组成流路中的篦齿节流元件。
所述空气导流板1-3与支承环形机匣1-2之间为过盈配合。
所述空气导流板1-3与压气机叶轮10形成压气机叶轮后部的二次空气流路；所述涡轮叶片流道内环1-1与涡轮转子9叶片的外缘形成涡轮转子叶片前段径向主流道；所述涡轮叶片流道内环1-1与涡轮转子9形成涡轮盘前二次空气流路。
本实用新型可以达到的技术效果是：
本实用新型建立了压气机叶轮及涡轮转子与静子之间的二次空气系统流路；与涡轮转子叶片的外缘形成涡轮转子叶片前段径向主流道。空气系统流路能够使盘腔的压力分布满足转子轴向力的设计要求；有效阻止涡轮主流道的高温燃气进入压气机与涡轮盘间腔，降低了压气机和涡轮盘的温度，从而使其结构满足强度指标要求。
本实用新型还能够有效阻止压气机出口二次空气进入相关腔室和直接进入涡轮主流道，降低了对主流道性能参数的影响。
本实用新型能够有效确保性能的设计要求，特别是叶片与端壁之间的间隙要求。
本实用新型还能够隔离高温燃气，以避免影响相关零件的强度，从而确保相关零件的强度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1是采用本实用新型小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置的燃气轮机的结构示意图；
图2是本实用新型小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置的示意图；
图3是本实用新型所形成二次空气流路的示意图；
图4是本实用新型的另一实施例的示意图。
图中附图标记说明：
1为齿轮箱， 2为进气室，
3为扩压器机匣， 4为扩压器，
5为导向喷嘴环， 6为包容环，
7为燃烧室， 8为排气组件，
9为涡轮转子， 10为压气机叶轮，
11为进气机匣，
1-1为涡轮叶片流道内环， 1-2为支承环形机匣，
1-3为空气导流板， 1-10为封严装置的内腔。
具体实施方式
本实用新型小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，用于如图1所示的径流式简单循环燃气轮机，该燃气轮机包括压气机、燃烧室7、涡轮，压气机叶轮10设置于进气室2内，进气室2与外界大气相连通；
压气机叶轮10与涡轮转子9同轴固定连接；涡轮转子9的叶片侧设置有燃烧室7；涡轮转子9的叶片与燃烧室7之间固定设置有导向喷嘴环5；压气机叶轮10通过联轴器连接齿轮箱1的输入轴；涡轮转子9的后侧设置有排气组件8；
压气机叶轮10的外圈设置有进气机匣11，进气机匣11与压气机叶轮10之间形成进气流道；进气流道的出口端设置有扩压器4，扩压器4固定设置于扩压器机匣3内；
扩压器机匣3的外圈固定连接包容环6。
如图2所示，组合式封严装置包括涡轮叶片流道内环1-1、支承环形机匣1-2、空气导流板1-3，涡轮叶片流道内环1-1、空气导流板1-3、支承环形机匣1-2依次首尾连接，形成封严装置的内腔1-10；
空气导流板1-3固定设置于压气机叶轮10的后侧，空气导流板1-3与压气机叶轮10形成压气机叶轮后部的二次空气流路；压气机叶轮10上的篦齿与空气导流板1-3的底端形成间隙，组成流路中的篦齿节流元件，能够有效控制压气机叶轮10根部出口气流的泄漏量，减少泄漏和掺混，从而降低对主流道气动参数的影响；
空气导流板1-3沿燃气轮机的径向(图中的上下方向)延伸；空气导流板1-3的下端具有沿轴向后方延伸的导向部；导向部的尾部形成凹槽，空气导流板1-3通过凹槽固定连接涡轮叶片流道内环1-1的内端；
涡轮叶片流道内环1-1的外端与支承环形机匣1-2的后端固定连接；涡轮叶片流道内环1-1形成有缝隙，该缝隙将封严装置内腔1-10与外界连通以形成气流流动，从而避免封严装置内腔1-10形成死腔；
涡轮叶片流道内环1-1的内端厚度与空气导流板1-3的凹槽相配合；
涡轮叶片流道内环1-1与涡轮转子9叶片的外缘形成涡轮转子叶片前段径向主流道，涡轮叶片流道内环1-1与涡轮转子9形成涡轮盘前二次空气流路，能够隔绝高温燃气对压气机的影响，有效保证了零件的使用强度；
空气导流板1-3的上端固定连接支承环形机匣1-2的前端，支承环形机匣1-2的后端抵住导向喷嘴环5的前端面；支承环形机匣1-2形成朝向封严装置内腔1-10的弧形，从而对压气机出口的高压二次气流进行导向；支承环形机匣1-2能够阻隔压气机出口的二次空气流进入封严装置内腔1-10，有效保证扩压器与导向喷嘴环5的相对位置；
空气导流板1-3与支承环形机匣1-2之间为过盈配合，以阻止压气机出口的高压二次气流漏入封严装置内腔1-10，降低相关零件由于压力载荷而引起的变形不协调的问题。
本实用新型所形成二次空气流路如图3所示，压气机出口的高压二次气流在弧形的支承环形机匣1-2的导向作用下，形成回流区；
压气机叶轮10后侧泄漏的少量空气经空气导流板1-3与压气机叶轮所形成的二次空气流路沿径向向燃气轮机的内部流动，然后经篦齿节流元件沿轴向向后流动，之后向封严装置内腔1-10及涡轮叶片流道内环1-1与涡轮转子9之间所形成的涡轮盘前二次空气流路流动，最后排入涡轮主流道，从而有效阻止压气机出口气流经二次空气系统流路泄漏。
如图4所示为本实用新型的另一实施例，支承环形机匣1-2上设置若干通气孔，该通气孔能够将压气机出口的高压二次气流引入封严装置内腔1-10，从而阻止高温燃气进入该腔，有效降低该腔相连接的零件温度，使其强度得到有益的改善。
Claims (7)
1.一种小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：包括涡轮叶片流道内环(1-1)、支承环形机匣(1-2)、空气导流板(1-3)，涡轮叶片流道内环(1-1)、空气导流板(1-3)、支承环形机匣(1-2)依次首尾连接，形成封严装置的内腔(1-10)；
空气导流板(1-3)固定设置于压气机叶轮(10)的后侧；空气导流板(1-3)沿燃气轮机的径向延伸；空气导流板(1-3)的下端具有沿轴向后方延伸的导向部；导向部的尾部形成凹槽，空气导流板(1-3)通过凹槽固定连接涡轮叶片流道内环(1-1)的内端；
涡轮叶片流道内环(1-1)的外端与支承环形机匣(1-2)的后端固定连接；涡轮叶片流道内环(1-1)形成有缝隙，该缝隙将封严装置内腔(1-10)与外界连通；
空气导流板(1-3)的上端固定连接支承环形机匣(1-2)的前端，支承环形机匣(1-2)的后端抵住燃气轮机的导向喷嘴环(5)的前端面。
2.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述支承环形机匣(1-2)形成朝向封严装置内腔(1-10)的弧形。
3.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述涡轮叶片流道内环(1-1)的内端厚度与空气导流板(1-3)的凹槽相配合。
4.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述支承环形机匣(1-2)上设置若干通气孔。
5.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述空气导流板(1-3)的底端与压气机叶轮(10)上的篦齿形成间隙，组成流路中的篦齿节流元件。
6.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述空气导流板(1-3)与支承环形机匣(1-2)之间为过盈配合。
7.根据权利要求1所述的小型燃气轮机的压气机与涡轮转子间的组合式封严装置，其特征在于：所述空气导流板(1-3)与压气机叶轮(10)形成压气机叶轮后部的二次空气流路；所述涡轮叶片流道内环(1-1)与涡轮转子(9)叶片的外缘形成涡轮转子叶片前段径向主流道；所述涡轮叶片流道内环(1-1)与涡轮转子(9)形成涡轮盘前二次空气流路。
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2016
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