燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構的製作方法

2023-06-14 06:49:11 2

專利名稱：燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃氣渦輪發動機，具體地涉及一種燃氣渦輪發動 機渦輪導向器連接結構。
背景技術：
燃氣渦輪發動機核心部件包括壓氣機、燃燒室和渦輪三個部分， 渦輪由靜子和轉子兩部分組成，轉子部分為工作輪，靜子部分包括渦 輪導向器。渦輪導向器雖然是靜止件，但它處在高溫燃氣流中工作， 工作條件十分惡劣，在高溫狀態下，材料的機械性能下降很快。此外， 由於零件和燃氣流直接接觸，燃氣中的游離氧對葉片表面有著強烈的 氧化腐蝕作用。由於燃氣氣流溫度場的不均勻性，渦輪導向器及其相 鄰的各零件的受熱是不均勻的，再加上各個零件的尺寸、材料也不盡 相同，這些差異導致各個零件變形也不同。
現有渦輪導向器連接結構中， 一般通過渦輪導向器的外緣板上的 兩個掛鈎將導向器安裝在燃燒室機匣的環槽上，這種掛鈎安裝結構約 束了徑向位移，使其與燃燒室機匣的變形保持一致，但允許導向器外 緣板有沿發動機軸向的變形。導向器內緣板後安裝邊徑向插入渦輪內 機匣的槽中，前安裝邊的端面支靠在燃燒室內機匣的端面上，這樣導 向器內緣板軸向位移受到了約束，但其徑向可以自由變形。這類傳統 的連接結構均考慮到了渦輪導向器與機匣之間的變形協調問題，但是
只考慮了理想的軸向變形和徑向變形情況。而實際上由於燃氣氣流溫 度場是不均勻的，而且零件,加工尺寸也有差異，因此各個零件的變形 不可能只存在理想的軸向變形和徑向變形，必然還存在其他方向的變 形。這樣，傳統的連接結構將無法很好對這些變形進行補償。

發明內容
本發明的目的在於克服上述連接結構變形大，安裝不穩定的缺 點，提供一種連接結構穩定，封閉效果好，能補償各種形式的變形不 協調的燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構。
本發明包括導向器及其內、外緣板，燃燒室內、外機匣，渦輪內、 外機匣、安裝環和套管，其特徵在於所述的導向器包括有吊耳，該吊
耳上的軸向定位孔與固定在渦輪外機匣上的鉸鏈通過套管連接；所述 的安裝環前部的徑向槽與燃燒室外機匣上的法蘭配合連接，安裝環後 部的軸向環槽與導向器凸緣配合；所述的內緣板上設有杆狀軸頸，杆 狀軸頸下方設有鉸鏈，渦輪內機匣上設有柱形槽，杆狀軸頸上的鉸鏈 通過套管置於該柱形槽內。
為了更好地實現上述目的，所述的鉸鏈為球形。所述的導向器內 緣板後端面輔助支靠在渦輪內機匣上。
本發明較現有渦輪導向器連接結構相比，導向器徑向、軸向的位 移均可得到補償，不會產生過大的熱應力，同時這種導向器安裝配合 緊密，可以很好的實現氣體封閉，減少高溫燃氣的洩漏。


圖l為本發明的結構示意圖。
圖中1、導向器，2、外緣板，3、燃燒室外機匣，4、 4\ 4"安 裝環，5、渦輪外機匣，6、 6、鉸鏈，7、 7、套管，8、內緣板，9、燃 燒室內機匣，10、渦輪內機匣，11、 ir徑向槽，12、法蘭，13、軸 向環槽，14、 14、導向器凸緣，15、吊耳，16、定位孔，18、圓柱表 面，19、環槽，20、杆狀軸頸，21、柱形槽，22、安裝座，23、後端 面。.
具體實施例方式
本發明的燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構，包括連接導向器 l的內、外緣板8、 2，燃燒室內、外機匣9、 3，安裝環4、 4、、 4"， 渦輪內、外機匣IO、 5，鉸鏈6、 6、和套管7、 7、。
安裝環4前部的徑向槽11與燃燒室外機匣3上的法蘭12配合連 接，軸向約束，徑向自由。安裝環4後部的軸向環槽13與導向器凸 緣14配合，軸向自由，徑向約束。這樣導向器1和燃燒室外機匣3 之間的軸向和徑向都是自由的。
導向器外緣板2後部吊耳15上的軸向定位孔16與固定在渦輪外 機匣5上的鉸鏈6通過套管7連接。其鉸鏈為球形，這樣導向器1的 徑向位移通過鉸鏈6約束於渦輪外機匣5，但軸向的定位孔16與套 管7之間可以沿軸向滑動。也就是說，渦輪導向器l相對於渦輪外機 匣5徑向被約束，而軸向是自由的。但由於鉸鏈頭的作用，渦輪導向 器1可以相對於渦輪外機匣5有任意方向輕微的擺動。
安裝環4、凸緣徑向插入燃燒室內機匣9上的徑向槽ir中，安裝環
4'與安裝環4"之間通過圓柱表面18配合，導向器內緣板8前部的凸
緣14、徑向插入安裝環4"上的徑向環槽19中。這樣，導向器1與燃 燒室內機匣9之間的軸向和徑向均互相不約束。
導向器內緣板8下方設有與導向器1 一體的杆狀軸頸20，杆狀 軸頸20下方為球形的鉸鏈6、。渦輪內機匣10上設有安裝座22，安 裝座22上開有徑向的柱形槽21，鉸鏈6'通過2個對半的套筒7'與柱 形槽21配合。導向器內緣板8後端面23輔助支靠在渦輪內機匣10 上。這樣導向器1軸向位移約束在渦輪內機匣10上，而徑向則互不 約束。同時由於鉸鏈6、的作用，導向器1可以相對於渦輪內機匣10 有任意方向輕微的擺動。
綜合渦輪導向器1的全部定位約束關係，其徑向位移僅約束於 渦輪外機匣5，軸向位移僅約束於渦輪內機匣10，而且渦輪導向器l 與渦輪外機匣5和渦輪內機匣10之間均有鉸鏈頭6、 6、連接，以適應 可能的任意方向的擺動。這樣就保證了渦輪導向器1很好地安裝在燃 燒室內、外機匣9、 3以及渦輪內、外機匣10、 5之間，使氣體不會 互相摻混，同時又可以適應零件在各個工作狀態下因溫度變化而引起 的變形差異，起到減小導向器熱應力的作用。
權利要求
1、一種燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構，包括導向器(1)，內、外緣板(8、2)，燃燒室內、外機匣(9、3)，渦輪內、外機匣(10、5)、安裝環(4、4`、4``)和套管(7、7`)，其特徵在於所述的導向器(1)包括有吊耳(15)，該吊耳(15)上的軸向定位孔(16)與固定在渦輪外機匣(5)上的鉸鏈(6)通過套管(7)連接；所述的安裝環(4)前部的徑向槽(11)與燃燒室外機匣(3)上的法蘭(12)配合連接，安裝環(4)後部的軸向環槽(13)與導向器凸緣(14)配合；所述的導向器內緣板(8)上設有杆狀軸頸(20)，杆狀軸頸(20)下部為球形鉸鏈(6`)，渦輪內機匣(10)上設有柱形槽(21)，鉸鏈(6`)通過套管(7`)置於該柱形槽(21)內。
2、 根據權利要求1所述連接結構，其特徵在於所述的安裝環(4') 與安裝環(4")之間通過圓柱表面(18)配合，安裝環(4、)的凸緣 徑向插入燃燒室內機匣(9)上的徑向槽(ID中，導向器內緣板(8) 前部的凸緣(14、)徑向插入安裝環(4")上的徑向環槽(19)中。
3、 根據權利要求1所述連接結構，其特徵在於所述的導向器內 緣板(8)後端面(23)輔助支靠在渦輪內機匣(10)上。
4、 根據權利要求1所述連接結構，其特徵在於所述的鉸鏈(6、 6')為球形。
全文摘要
本發明涉及燃氣渦輪發動機渦輪導向器連接結構，包括導向器及其內、外緣板，燃燒室機匣，渦輪機匣、導向器內機匣、安裝環和套管。其要點是導向器上的吊耳的軸向定位孔通過套管與固定在渦輪外機匣上的鉸鏈連接；安裝環前部的徑向槽與燃燒室外機匣上的法蘭配合連接，安裝環後部的軸向環槽與導向器凸緣配合；內緣板上的杆狀軸頸下方的鉸鏈通過套管置於該柱形槽內。本發明導向器徑向、軸向的位移均可得到補償，不會產生過大的熱應力，安裝配合緊密，可以很好的實現氣體封閉，減少高溫燃氣的洩漏。
文檔編號F01D25/24GK101338688SQ200810032080
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月15日 優先權日2008年8月15日
發明者晟 付, 鑫 李, 陳競煒 申請人:中國航空動力機械研究所