[发明专利]一种用于涡轮盘多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构

说明书

本发明涉及一种用于涡轮盘多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构，渐缩型圆柱孔位于轮缘密封结构转动部分的内齿上，渐缩型圆柱孔下方为内盘腔区域，渐缩型圆柱孔上方为外盘腔区域，渐缩型圆柱孔在内齿上壁为小直径圆孔，渐缩型圆柱孔在内齿下壁为大直径圆孔，渐缩型圆柱孔连通着内外盘腔区域。渐缩型圆柱孔沿周向不均匀分布，渐缩型圆柱孔在燃气入侵现象发生严重的位置分布数量较多。在内齿上进行进行打孔，使得内盘腔输送的冷气可以通过内齿的渐缩型圆柱孔进行喷射，加大燃气入侵在外盘腔的流动阻力，进而减小燃气入侵的程度，同时内齿也可以阻挡燃气进一步的入侵，提高涡轮盘的热稳定性。

技术领域

本发明属于燃气轮机/航空发动机涡轮技术领域，涉及一种用于涡轮盘多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构，具体是一种具有呈不均匀分布的多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构。

背景技术

燃气轮机/航空发动机主要部件包括压气机、燃烧室和涡轮。压气机通过对进口的来流空气进行压缩而获得高温高压的压缩空气。燃烧室通过对该高温高压的压缩空气进行燃烧从而得到高温高压的燃烧气体。高温高压的燃烧气体再通过涡轮并对其进行做功。因此为了防止涡轮部件中的动盘与静盘间的相互摩擦，需要在动盘与静盘之间保留一定的间隙。但是在涡轮动叶的高速转动下，动静叶之间发生干涉，造成周向压力的不均匀性，从而会形成轮缘密封间隙处的燃气入侵现象；同时由于涡轮动盘的旋转，摩擦泵效应会不断的将动盘附近的冷气泵出，从而导致盘腔内的压力下降，当通过摩擦泵效应，泵出的流量大于通入的冷气量时，会在轮缘密封间隙处也发生燃气入侵现象。研究表明燃气入侵现象的发生会致使涡轮盘过热失效从而威胁整个发动机的安全可靠运行。目前主要从压气机侧引入冷气来来冷却涡轮盘以及先进的轮缘密封结构加大燃气入侵阻力来解决燃气入侵现象的发生。

通过在轮缘密封间隙处安装封严结构，可以增加高温燃气入侵的流动阻力，从而遏制燃气入侵现象，对于提高涡轮盘的安全性能具有显著效果。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于涡轮盘多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构，是一种具有呈不均匀分布的多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构，该径向轮缘密封结构可以在大冷气量工况下较好的组织利用冷气，同时根据实际燃气入侵发生的位置，喷射角度可以发生改变，从而增加燃气入侵在轮缘密封间隙处的流动阻力，减少燃气向盘腔的入侵的程度，降低涡轮盘温度，提高轮盘的热稳定性。

技术方案

一种用于涡轮盘多排渐缩型圆柱孔状的径向轮缘密封结构，位于涡轮盘的静子盘7与转子盘8之间的轮缘密封结构；其特征在于：所述轮缘密封结构2转动部分的内齿4上设有渐缩型圆柱孔3，渐缩型圆柱孔下方为内盘腔区域，渐缩型圆柱孔上方为外盘腔区域，渐缩型圆柱孔在内齿上壁为小直径圆孔，渐缩型圆柱孔在内齿下壁为大直径圆孔，渐缩型圆柱孔连通着内外盘腔区域；所述的渐缩型圆柱孔在内齿上壁的圆孔直径大小为渐缩型圆柱孔在内齿下壁的圆孔直径的3/4，渐缩型圆柱孔在内齿下壁的圆孔直径大小为内齿壁厚度的1/8～1/2。

所述的多排渐缩型圆柱孔的排数为2～3排，每排渐缩型圆柱孔的形状、大小一致，并且每排渐缩型圆柱孔在内齿下壁处的圆心之间的距离为内齿壁厚度的17/40～4/5。

所述的渐缩型圆柱孔在内齿下壁处靠近动盘的圆孔的圆心距动盘的距离为齿壁厚度的3/8～7/8。

所述的渐缩型圆柱孔每排的数量为动叶数的5～8倍，沿周向不均匀分布。

所述的渐缩型圆柱孔在燃气入侵发生严重位置处布置圆柱孔数量至少为动叶数的5倍，在孔密集区域，内齿下壁处的孔心周向间距为孔直径的1.1倍；非孔密集区域，内齿下壁处的孔心周向间距为直径的3倍。

所述的渐缩型圆柱孔的中心线与内齿壁垂直线成-30°～30°，以顺时针方向为正。

有益效果