[发明专利]一种具有预旋喷嘴的高效涡轮盘腔供气结构

说明书

本发明公开了一种具有预旋喷嘴的高效涡轮盘腔供气结构，包括有可旋转的中间轴，还包括有进气缸，进气缸套接在中间轴外且与中间轴之间留有间隙，所述进气缸靠近中间轴一侧设置有出气槽，所述出气槽内卡合连接有预旋喷嘴。通过设置预旋喷嘴来控制冷却空气的流向，具有很好的导向作用，避免在冷气传递过程中产生过多的空气紊流，减少了能量的损失，并且预旋喷嘴可以加速冷却空气流速，冷气还可以在预旋喷嘴中获得与中间轴同向的旋转方向，能够提高冷却效果，大幅延长设备使用寿命，同时卡合连接便于拆装更换、清洁维修，提高系统运行稳定性，保证预旋喷嘴的功能完整性，有益于冷气的顺畅流通。

技术领域

本发明涉及燃气涡轮盘领域，尤其涉及一种具有预旋喷嘴的高效涡轮盘腔供气结构。

背景技术

随着涡轮盘技术领域的发展，涡轮盘的转速的高速提升，带来了高效的技术提升，不过也随之衍生出能源有效利用以及设备的持续化利用问题，涡轮盘在工作过程中会受到大量的热量传递，在高温、高压、高转速的工作状态下，涡轮盘各个零件的机械寿命受到了较为严重的影响，因此现在针对于涡轮盘工作过程中的各类降温措施得到了重视与发展。

例如公开号“CN113638777A”，公开了“一种涡轮外环卡箍、涡轮外环的冷却结构、涡轮及发动机”，包括顶圆和支点；所述支点设置于所述顶圆下方；所述涡轮外环卡箍为带有缺口的环形结构；所述顶圆，用于承受冷却气冲击冷却，并对冷却气进行分流；所述支点为定位点，用于支撑涡轮外环卡箍。涡轮外环的冷却结构包括机匣、涡轮外环、涡轮外环卡箍和封严片。涡轮包括涡轮外环的冷却结构。发动机包括涡轮。但是在实际应用中，冷却空气由于没有良好的导向装置，会产生紊流、对流消耗部分能量，冷却空气的利用效率较低，且涡轮装置中各个部件距离燃气的位置不一致会导致各部件的受热情况不同，没有导向装置引导会降低冷却空气的利用效率以及冷却效果。

发明内容

针对背景技术中提到的现有技术存在冷却空气没有导向装置导向，存在对流紊流，影响冷却效率以及冷却质量的问题，本发明提供了一种具有预旋喷嘴的高效涡轮盘腔供气结构，通过设置预旋喷嘴来控制冷却空气的流向，使冷却空气朝向热量较高部位传递，避免产生过多的空气紊流，减少能量损失，并且预旋喷嘴可以加速冷却空气流速，提高冷却效果，同时卡合连接便于拆装更换、清洁维修，提高系统运行稳定性，保证预旋喷嘴的功能完整性，有益于冷气的顺畅流通。

本发明的第二发明目的是使预旋喷嘴的进气、出气更为流畅，更贴合冷气流动特性，减少不同气路冷气之间的相互干扰。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种具有预旋喷嘴的高效涡轮盘腔供气结构，包括有可旋转的中间轴，还包括有进气缸，进气缸套接在中间轴外且与中间轴之间留有间隙，所述进气缸靠近中间轴一侧设置有出气槽，所述出气槽内卡合连接有预旋喷嘴。在供气系统内设置的预旋喷嘴位于进气缸与中间轴之间，在冷气进入到进气缸中后，通过设置在出气槽内的预旋喷嘴将冷气传输至中间轴与进气缸中的间隙处，该间隙一直延伸贯通整个涡轮盘装置，因此冷气能够沿着间隙一直传递到各个涡轮盘内部，因此该间隙也是整个装置的冷却通路，尤其对动叶这类直接接触燃气的部位，进行有效降温，避免内部装置受到过高温度减少使用寿命，同时预旋喷嘴内设置有多个喷嘴通道，用于传递冷气，由于进气缸是固定的，而中间轴是围绕旋转轴心进行旋转的，因此预旋喷嘴内部的喷嘴通道朝向偏向旋转方向，可以将冷气更贴合中心轴表面进行传递，喷嘴通道在工作过程中具有很好的导向作用，同时预旋喷嘴进气口的口径一般大于出气口的口径，对冷气有加速效果。

作为优选，所述进气缸靠近涡轮盘一端连接有密封缸，所述预旋喷嘴设置在进气缸和密封缸之间。密封缸相较于进气缸更加靠近涡轮盘，将预旋喷嘴设置在进气缸与密封缸之间，可以有效减少加速的冷气在传输过程中的损耗行程，将预旋喷嘴设置在进气缸与密封缸之间方便后续对预旋喷嘴进行更换。