氣封裝置及具有該裝置的渦輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及渦輪領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于冷卻渦輪轉(zhuǎn)子的氣封裝置。此夕卜，本實用新型還涉及一種具有上述氣封裝置的渦輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對發(fā)動機動力和效率的需求越來越高，相較于傳統(tǒng)的活塞式發(fā)動機，渦輪發(fā)動機在輸出動力和能源利用率方面均有了飛躍式的提升，所以渦輪發(fā)動機逐漸為人們所重視，尤其是燃氣渦輪發(fā)動機，已然在航空和汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通常燃氣渦輪發(fā)動機中渦輪燃燒室內(nèi)的高溫燃氣經(jīng)渦輪導(dǎo)向器后驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子，且渦輪導(dǎo)向器與渦輪轉(zhuǎn)子之間通過軸連接，同時必須在渦輪導(dǎo)向器與軸之間安裝軸承以確定渦輪導(dǎo)向器的位置，并通過將軸制成空心以實現(xiàn)對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻，實踐證明，上述結(jié)構(gòu)對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻效果欠佳，軸承損耗比較大，且對軸的制作材料要求高，既加大了工藝難度，又增加了生產(chǎn)成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉(zhuǎn)子，以解決現(xiàn)有技術(shù)對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻效果欠佳，且空心軸制造工藝要求過高，生產(chǎn)成本過高，及軸承損耗過大的技術(shù)問題。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉(zhuǎn)子，氣封裝置包括環(huán)形腔體，環(huán)形腔體上設(shè)有用于將冷空氣導(dǎo)入環(huán)形腔體內(nèi)的進氣管接頭；
[0006]環(huán)形腔體包括第一側(cè)面，第一側(cè)面朝向渦輪轉(zhuǎn)子，且第一側(cè)面上設(shè)置噴氣裝置，冷空氣經(jīng)噴氣裝置噴出環(huán)形腔體外，用以冷卻渦輪轉(zhuǎn)子。
[0007]進一步地，噴氣裝置包括設(shè)置于第一側(cè)面上的至少一個引流裝置，引流裝置包括引流基座，引流基座上設(shè)有至少一個引流通道，環(huán)形腔體經(jīng)引流通道與外部連通。
[0008]進一步地，引流通道的噴氣端的出口與渦輪轉(zhuǎn)子的表面相切。
[0009]進一步地，引流通道沿冷空氣噴出的方向縮小呈錐形。
[0010]進一步地，噴氣裝置還設(shè)有堵頭，堵頭可拆卸密封連接于引流通道，用以選通所需的引流通道。
[0011]進一步地，噴氣裝置包括設(shè)置于第一側(cè)面上的至少一個噴氣管，用以控制冷空氣經(jīng)噴氣管噴出的方向。
[0012]進一步地，噴氣裝置包括設(shè)置于第一側(cè)面上的至少一個噴氣孔，環(huán)形腔體通過噴氣孔與外部連通。
[0013]進一步地，氣封裝置本體上設(shè)有至少一個平衡氣管，環(huán)形腔體還包括第二側(cè)面，平衡氣管從第一側(cè)面貫穿至第二側(cè)面。
[0014]進一步地，第一側(cè)面在與渦輪轉(zhuǎn)子中心軸的凸起相對的位置向內(nèi)凹陷，形成用于容置凸起的凹腔。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供了一種渦輪機，包括渦輪殼體、渦輪轉(zhuǎn)子和渦輪導(dǎo)向器，上述氣封裝置裝設(shè)于渦輪導(dǎo)向器的內(nèi)環(huán)上，且置于渦輪導(dǎo)向器與渦輪轉(zhuǎn)子之間，用以實現(xiàn)對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型提供的氣封裝置中，凈化過的冷空氣從進氣管道經(jīng)進氣管接頭進入到環(huán)形腔體內(nèi)，且該冷空氣在環(huán)形腔體內(nèi)平衡壓力后，經(jīng)設(shè)置于第一側(cè)面上的噴氣裝置噴出后，直接吹附于渦輪轉(zhuǎn)子的表面，并將渦輪轉(zhuǎn)子上的大量熱量吸收，進而使其溫度下降，以實現(xiàn)對渦輪轉(zhuǎn)子的冷卻，同時在渦輪轉(zhuǎn)子的表面形成一個冷空氣隔層，該冷空氣隔層將渦輪轉(zhuǎn)子與外部的高溫燃氣隔開，達到了更好的冷卻效果。通過本實用新型氣封裝置對渦輪轉(zhuǎn)子進行冷卻，不僅解決了空心軸制造工藝要求過高，生產(chǎn)成本過高，及軸承損耗過大的技術(shù)問題，而且獲得了更佳的冷卻效果。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例氣封裝置的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1中所示的氣封裝置左視圖；
[0022]圖3是圖1中所示引流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖例說明:
[0024]1、渦輪轉(zhuǎn)子；3、第一側(cè)面；4、第二側(cè)面；5、進氣管接頭；6、引流裝置；61、引流基座；62、引流通道；7、平衡氣管。
【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0026]實施例一
[0027]參照圖1，本實用新型的優(yōu)選實施例提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉(zhuǎn)子1，氣封裝置包括環(huán)形腔體，環(huán)形腔體上設(shè)有用于將冷空氣導(dǎo)入環(huán)形腔體內(nèi)的進氣管接頭5 ;環(huán)形腔體包括第一側(cè)面3和第二側(cè)面4，第一側(cè)面3朝向渦輪轉(zhuǎn)子I，且第一側(cè)面3上設(shè)置噴氣裝置，冷空氣經(jīng)噴氣裝置噴出環(huán)形腔體外，用以冷卻渦輪轉(zhuǎn)子I ο本實施例中，凈化過的冷空氣從進氣管道經(jīng)進氣管接頭5進入到環(huán)形腔體內(nèi)，且該冷空氣在環(huán)形腔體內(nèi)平衡壓力后，經(jīng)設(shè)置于第一側(cè)面3上的噴氣裝置噴出，并直接吹附于渦輪轉(zhuǎn)子I的表面，并將渦輪轉(zhuǎn)子I上的大量熱量吸收，進而使其溫度下降，以實現(xiàn)對渦輪轉(zhuǎn)子I的冷卻，同時在渦輪轉(zhuǎn)子I的表面形成一個冷空氣隔層，該冷空氣隔層將渦輪轉(zhuǎn)子I與外部的高溫燃氣隔開，極大增加了熱能從外部高溫燃氣傳遞至渦輪轉(zhuǎn)子I的難度，且有效避免高溫燃氣對渦輪轉(zhuǎn)子I表面的侵蝕。通過本實用新型氣封裝置對渦輪轉(zhuǎn)子I進行冷卻，不僅解決了空心軸制造工藝要求過高，生產(chǎn)成本過高，及軸承損耗過大的技術(shù)問題，而且獲得了更佳的冷卻效果，同時允許渦輪燃燒室的燃氣溫度再度提高，以期獲得更高的驅(qū)動性能。
[0028]另外，冷空氣的進氣管道與進氣管接頭5的連接方式及氣封裝置與渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)的連接方式均可以采用固接或可拆卸連接，其中，固接可通過焊接、鉚接或者一體成型等方式實現(xiàn)，可拆卸連接可通過鍵連接、銷連接、螺紋連接或過盈連接等方式實現(xiàn)。
[0029]可選地，參照圖2和圖3，噴氣裝置包括設(shè)置于第一側(cè)面3上的至少一個引流裝置6，引流裝置6包括引流基座61，引流基座61上設(shè)有引流通道62，環(huán)形腔體經(jīng)引流通道62與外部連通。相較于直接在第一側(cè)面3上直接開孔的方式，通過在引流裝置6內(nèi)設(shè)置引流通道62，可有效控制冷空氣噴出的方向，而若渦輪轉(zhuǎn)子I局部被冷卻后，會產(chǎn)生溫度梯度，同時產(chǎn)生不平衡的熱應(yīng)力，進而導(dǎo)致渦輪轉(zhuǎn)子I發(fā)生形變，所以引流裝置6可以設(shè)置多個，并均勻分布于第一側(cè)面3上，使得渦輪轉(zhuǎn)子I的多個部份可同時得到冷卻，有效確保了渦輪轉(zhuǎn)子I的冷卻效果，并提高了渦輪轉(zhuǎn)子I的使用壽命，間接降低了成本。
[0030]可選地，引流通道62