[发明专利]一种采用两路供气冷却涡轮机转子盘叶根安装槽的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一般领域的涡轮机转子盘，这种转子盘在其周缘提供有叶根的安装 槽。本发明特别涉及到一种可以有效冷却这种安装槽的装置。

背景技术

按照已知方式，涡轮机转子盘，诸如各级低压涡轮中的转子盘，在其周缘都设 有多个用于涡轮动叶片叶根安装的轴向槽。

涡轮机工作时，装有叶片的低压涡轮的流动部分会以很高温度传递气体。因此， 转子盘中叶根的安装槽会直接处于热气中，为此，必须对这些叶根安装槽进行冷却， 以避免对转子盘带来任何损坏。

为此，已知的方法是将一部分在低压涡轮流动部分外部流动的空气引出，通过 冷却管路将其引向转子盘内的安装槽中。实际上，每个转子盘的环形凸缘是从转子 盘的上游径向面向上游延伸，并在环形凸缘的周围，安装了固定环。转子盘凸缘和 固定环是这样布置的，即在二者之间形成环形空间，构成了冷却空气扩散腔。该扩 散腔在其上游端经由多个小孔获得冷却空气，这些小孔有规律地分布在转子盘旋转 轴的周围，而在其下游端，该扩散空腔则向转子盘的每个槽的底部打开。在涡轮的 气体流动部分外部流动的空气就通过这些小孔进入到冷却管路的扩散腔室，在所述 腔室内扩散，然后在转子盘内各个槽之间通风，从而对其进行冷却。

然而，这种类型的冷却管路并不能够对转子盘内所有槽进行完全均匀地冷却， 这对转子盘的良好运行是有害的，因此而对转子盘的寿命也是不利的。人们可以很 容易地了解到，采用这种布置形式，与冷却管路的空气流速小孔直接对准的槽可以 得到良好冷却，而在角度上与冷却管路的空气流速小孔相偏离的那些槽就不能得到 理想冷却。

发明内容

本发明旨在提出一种装置来解决上述缺陷，这种装置可以改善转子盘中各个槽 的冷却状况，从而提高转子盘的使用寿命。

一种可对涡轮机转子盘中各个槽进行冷却的装置可以实现这个目的，该装置包 括：

转子盘，其包括：

在其周缘设有多个实际上为轴向的安装槽，这些槽有规律地分布在转子盘旋 转轴的周缘；

环形凸缘，自转子盘上游径向面向上游延伸；

多个叶片，每个叶片的叶根部分装入转子盘内对应的安装槽内；

固定环，其一端与转子盘的上游径向面相抵安装，其环形凸缘则自转子盘的 所述上游径向面向上游延伸，并且它位于转子盘凸缘的周围，同时与其相互配合形 成了环形空间，构成了冷却空气扩散腔室，这个扩散腔室在其下游端向在槽上游端 的每个转子盘槽的底部打开；

多个进气小孔，有规律地分布在转子盘旋转轴的周围，并在其上游端向扩散 腔室打开；

该装置的特征在于，与转子盘上游径向面相抵安装的固定环的端部包括多个 开口，该开口分布在转子盘旋转轴的周围并在其上游端向转子盘内每个槽的底部轴 向打开。

这样，转子盘内的叶根安装槽就可以获得来自向扩散腔室上游端打开的进气小 孔的空气，同时也可获得来自向各个槽底部直接打开的进气开口的空气。这种转子 盘内各个叶根安装槽的双路供气使得转子盘内所有这些槽都能够完全均匀冷却，从 而有助于延长转子盘的使用寿命。

在有利的设置中，与转子盘上游径向面相抵安装的固定环的端部还包括多个径 向向外延伸的齿，每个齿都设计用来与叶根的对应齿形成轴向配合。这些齿的使用 可以将叶片轴向固定。此外，空气还可以经由槽上游端在两个相邻齿之间流过而向 转子盘内的槽供气。转子盘内各个槽的冷却从而得到了加强。

本发明还提供了一种涡轮机，所述涡轮机包括至少一种如上所述用来冷却转子 盘内叶根安装槽的装置。

附图说明

下面结合附图对本发明进行介绍，本发明的其它特性和优点就会显现出来，但 本发明并不仅限于所述实施例。附图包括：

图1为安装了构成本发明实施方式的装置的涡轮机的低压涡轮的局部纵向剖面 图；

图2为剖面图，沿图1所示II-II线剖开；

图3A和图3B为图1所示装置的后视图，示出了该装置的安装方法。

具体实施方式

图1为装有构成本发明实施方式的装置的航空涡轮机的低压涡轮的局部纵向剖 面图。

当然，本发明可以应用于任何其它类型的涡轮机装置(航空涡轮机或地面涡轮 机)，这种涡轮机装置的转子盘都带有叶根轴向安装槽。