[实用新型]涡轮发动机及涡轮导叶冷却供气装置

说明书

本实用新型旨在提高冷却气体周向分配的均匀性，为此提供一种涡轮发动机及涡轮导叶冷却供气装置，其中涡轮导叶冷却供气装置包括多个引气管和集气腔，所述引气管用于从压气机引入冷却气体，所述集气腔在涡轮机匣的周向安装，具有多个进气口和多个出气口，所述多个进气口与所述多个引气管的末端分别连接，所述多个出气口用于向涡轮机匣内的多个静叶提供冷却气体；所述引气管的末端和所述进气口限定的气体通道的出气方向相对所述出气口的出气方向倾斜。

技术领域

本实用新型涉及涡轮发动机及涡轮导叶冷却供气装置。

背景技术

发动机从压气机叶尖引气到涡轮处对涡轮导向器叶片等部件进行冷却，需要通过若干引气管引出，引气管沿径向连接到涡轮机匣上的集气腔安装座，安装座径向向内连接环形件，形成集气腔。集气腔下游为涡轮导叶，或者为涡轮级间机匣整流叶片，集气腔下游对应涡轮静叶。引气管周向一般均布，涡轮导叶和整流叶片周向均是离散结构，周向分布若干数量。冷气经引气管和安装座进入集气腔，然后进入涡轮导向器叶片或者整流叶片，冷却叶片后进入发动机内部进行进一步冷却。

集气腔的作用是搜集引气管的气流，通过一定程度的稳压后进入下游冷却涡轮叶片或者整流叶片。理想情况下是气流在集气腔中动压完全耗散，气流可以均匀进入下游。但发明人发现因集气腔尺寸有限，引气管周向数量有限，引气管出来气流为射流状态并不能完全耗散；且集气腔下游的涡轮叶片和整流叶片等结构也是周向离散的，且数量一般大于引气管数量，必然会存在正对管路出口的叶片因管路出口射流影响压力高，周向上各叶片冷却流量分配不均匀的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种涡轮导叶冷却供气装置，其能提供均匀分配的冷却气体，以使涡轮静叶受热变形均匀。

本实用新型的另一目的是提供一种涡轮发动机，其包括所述涡轮导叶冷却供气装置。

为实现所述目的，在一实施方式中，涡轮导叶冷却供气装置包括多个引气管和集气腔，所述引气管用于从压气机引入冷却气体，所述集气腔在涡轮机匣的周向安装，具有多个进气口和多个出气口，所述多个进气口与所述多个引气管的末端分别连接，所述多个出气口用于向涡轮机匣内的多个静叶提供冷却气体；所述引气管的末端和所述进气口限定的气体通道的出气方向相对所述出气口的出气方向倾斜。

在一实施方式中，所述出气口的出气方向设置成所述涡轮机匣的径向，所述气体通道的出气方向在所述涡轮机匣的周向倾斜。

在一实施方式中，所述引气管的末端和所述进气口在所述涡轮机匣的周向倾斜设置。

在一实施方式中，所述引气管的末端在所述涡轮机匣的径向设置，而所述进气口在所述涡轮机匣的周向倾斜设置。

在一实施方式中，所述倾斜的角度为大于0°小于90°。

在一实施方式中，所述倾斜的角度为大于等于45°小于90°。

在一实施方式中，所述多个进气口在涡轮机匣的周向以发动机轴心呈中心对称分布。

在一实施方式中，一种涡轮发动机包括压气机和涡轮机，还包括任一所述的涡轮导叶冷却供气装置，所述引气管从所述压气机的叶尖引气到所述涡轮机的所述集气腔。

气流从引气管出来后，经引气管末端和进气口的导流效果，在集气环腔内产生一定的周向运动，消除了叶片受到的冲击，并极大地改善了原来远离引气管进气口的叶片进气压力，消除了因引气径向射流的冲击效应导致的部分叶片冷气流量显著高于其他叶片的情况，降低了周向冷却不均匀性，相应的机匣周向变形不均匀性也可以缓解。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是一种作为比较例的涡轮导叶冷却供气装置。

图2是该比较例的冷却分配示意图。