[发明专利]涡轮导向器连接结构及具有其的燃气涡轮发动机

说明书

本发明公开了一种涡轮导向器连接结构及具有其的燃气涡轮发动机，该涡轮导向器连接结构包括用于间隔设置于多级涡轮转子之间的涡轮导向器及设于涡轮导向器外围的涡轮机匣，涡轮导向器的外周向设置沿径向延伸的第一凸台，涡轮机匣沿周向的内壁上设有用于容纳第一凸台以实现涡轮导向器周向止动及轴径向定心的凹槽。通过在涡轮导向器的外周向设置沿径向延伸的第一凸台，在涡轮机匣沿周向的内壁上设置用于容纳凸台以实现涡轮导向器周向止动及轴径向定心的凹槽，且该凹槽与第一凸台的配合起到了对涡轮导向器进行轴向包容的结构，从而有效防止涡轮转子飞出涡轮机匣打坏飞机，造成更大的安全事故。

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别地，涉及一种涡轮导向器连接结构。此外，本发明还涉及一种包括上述涡轮导向器连接结构的燃气涡轮发动机。

背景技术

现代高性能、低耗油率的涡轮发动机低压涡轮导向器往往是多级的，为了减少零件数量，方便发动机的装配，较小型的燃气涡轮发动机普遍采用了整体铸造的导向器结构，整体导向器是通过上、下缘板将所有叶片连接成一体，整体导向器外部设有沿轴向延伸的安装凸台，与涡轮机匣上匹配设置的凹槽配合，实现周向止动和定心，导向器与导向器互相压紧，最后是通过排气机匣的上缘板轴向止动，作用在整体导向器上的轴向力最后也传导到排气机匣与涡轮机匣安装边的螺栓上。

现有技术方案中，没有考虑动力涡轮转子的轴向包容能力，由于导向器之间互相压紧，轴向力最终都是通过排气机匣的安装边传导到螺栓上，当动力涡轮轴发生断裂时，转子受气流作用会向后撞击，产生的巨大轴向力会随同导向器一同作用在安装边的螺栓上，最终导致螺栓断裂失效，转子及导向器飞出，造成飞机的损坏。

发明内容

本发明提供了一种涡轮导向器连接结构及具有其的燃气涡轮发动机，以解决现有的涡轮导向器连接结构存在动力涡轮轴断裂时转子及导向器飞出，损坏飞机的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种涡轮导向器连接结构，包括用于间隔设置于多级涡轮转子之间的涡轮导向器及设于涡轮导向器外围的涡轮机匣，涡轮导向器的外周向设置沿径向延伸的第一凸台，涡轮机匣沿周向的内壁上设有用于容纳第一凸台以实现涡轮导向器周向止动及轴径向定心的凹槽。

进一步地，凹槽在涡轮机匣内壁上沿径向内凹，凹槽在涡轮机匣轴向的后端设有用于防止涡轮导向器轴向飞出的第一止动凸部。

进一步地，涡轮机匣的内壁在凹槽入口处设有用于引导第一凸台旋转进入凹槽的引导面。

进一步地，第一凸台为多个，多个第一凸台在涡轮导向器的周向均匀间隔布置，涡轮机匣上的凹槽与第一凸台一一对应设置。

进一步地，涡轮导向器连接结构还包括与涡轮机匣连接的排气机匣。

进一步地，排气机匣的周向外壁面设有沿径向延伸的第二凸台，涡轮机匣的内壁面上设有与第二凸台配合的第二止动凸部。

进一步地，第二凸台为多个，多个第二凸台在涡轮导向器的周向均匀间隔布置，涡轮机匣上的第二止动凸部与第二凸台一一对应设置。

进一步地，涡轮机匣的端部设有第一安装边，排气机匣的端部设有第二安装边，涡轮机匣与排气机匣经第一安装边及第二安装边的配合并利用螺栓固定连接。

根据本发明的另一方面，还提供一种燃气涡轮发动机，包括多级涡轮转子，还包括上述的涡轮导向器连接结构。

进一步地，多级涡轮转子包括沿轴向依次布置的一级涡轮转子、二级涡轮转子及三级涡轮转子，涡轮导向器连接结构包括：设于一级涡轮转子前的第一涡轮导向器、一级涡轮转子与二级涡轮转子之间的第二涡轮导向器、设于二级涡轮转子与三级涡轮转子之间的第二涡轮导向器及设于三级涡轮转子之后的排气机匣。

本发明具有以下有益效果：