氣封裝置及具有該裝置的渦輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及渦輪領域，特別地，涉及一種用于冷卻渦輪轉子的氣封裝置。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】
[0002]隨著人們對發動機動力和效率的需求越來越高，相較于傳統的活塞式發動機，渦輪發動機在輸出動力和能源利用率方面均有了飛躍式的提升，所以渦輪發動機逐漸為人們所重視，尤其是燃氣渦輪發動機，已然在航空和汽車領域得到廣泛應用。通常燃氣渦輪發動機中渦輪燃燒室內的高溫燃氣經渦輪導向器后驅動渦輪轉子，且渦輪導向器與渦輪轉子之間通過軸連接，同時必須在渦輪導向器與軸之間安裝軸承以確定渦輪導向器的位置，并通過將軸制成空心以實現對渦輪轉子的冷卻，實踐證明，上述結構對渦輪轉子的冷卻效果欠佳，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，又增加了生產成本。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉子，以解決現有技術對渦輪轉子的冷卻效果欠佳，且空心軸制造工藝要求過高，生產成本過高，及軸承損耗過大的技術問題。
[0004]本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉子，氣封裝置包括環形腔體，環形腔體上設有用于將冷空氣導入環形腔體內的進氣管接頭；
[0006]環形腔體包括第一側面，第一側面朝向渦輪轉子，且第一側面上設置噴氣裝置，冷空氣經噴氣裝置噴出環形腔體外，用以冷卻渦輪轉子。
[0007]進一步地，噴氣裝置包括設置于第一側面上的至少一個引流裝置，引流裝置包括引流基座，引流基座上設有至少一個引流通道，環形腔體經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，噴氣裝置包括設置于第一側面上的至少一個噴氣管，用以控制冷空氣經噴氣管噴出的方向。
[0012]進一步地，噴氣裝置包括設置于第一側面上的至少一個噴氣孔，環形腔體通過噴氣孔與外部連通。
[0013]進一步地，氣封裝置本體上設有至少一個平衡氣管，環形腔體還包括第二側面，平衡氣管從第一側面貫穿至第二側面。
[0014]進一步地，第一側面在與渦輪轉子中心軸的凸起相對的位置向內凹陷，形成用于容置凸起的凹腔。
[0015]根據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、渦輪轉子和渦輪導向器，上述氣封裝置裝設于渦輪導向器的內環上，且置于渦輪導向器與渦輪轉子之間，用以實現對渦輪轉子的冷卻。
[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進氣管接頭進入到環形腔體內，且該冷空氣在環形腔體內平衡壓力后，經設置于第一側面上的噴氣裝置噴出后，直接吹附于渦輪轉子的表面，并將渦輪轉子上的大量熱量吸收，進而使其溫度下降，以實現對渦輪轉子的冷卻，同時在渦輪轉子的表面形成一個冷空氣隔層，該冷空氣隔層將渦輪轉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子進行冷卻，不僅解決了空心軸制造工藝要求過高，生產成本過高，及軸承損耗過大的技術問題，而且獲得了更佳的冷卻效果。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。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，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型優選實施例氣封裝置的裝配結構示意圖；
[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構示意圖。
[0023]圖例說明:
[0024]1、渦輪轉子；3、第一側面；4、第二側面；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，本實用新型的優選實施例提供了一種氣封裝置，用于冷卻渦輪轉子1，氣封裝置包括環形腔體，環形腔體上設有用于將冷空氣導入環形腔體內的進氣管接頭5 ;環形腔體包括第一側面3和第二側面4，第一側面3朝向渦輪轉子I，且第一側面3上設置噴氣裝置，冷空氣經噴氣裝置噴出環形腔體外，用以冷卻渦輪轉子I ο本實施例中，凈化過的冷空氣從進氣管道經進氣管接頭5進入到環形腔體內，且該冷空氣在環形腔體內平衡壓力后，經設置于第一側面3上的噴氣裝置噴出，并直接吹附于渦輪轉子I的表面，并將渦輪轉子I上的大量熱量吸收，進而使其溫度下降，以實現對渦輪轉子I的冷卻，同時在渦輪轉子I的表面形成一個冷空氣隔層，該冷空氣隔層將渦輪轉子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子I的難度，且有效避免高溫燃氣對渦輪轉子I表面的侵蝕。通過本實用新型氣封裝置對渦輪轉子I進行冷卻，不僅解決了空心軸制造工藝要求過高，生產成本過高，及軸承損耗過大的技術問題，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向器內環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，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。
[0029]可選地，參照圖2和圖3，噴氣裝置包括設置于第一側面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上設有引流通道62，環形腔體經引流通道62與外部連通。相較于直接在第一側面3上直接開孔的方式，通過在引流裝置6內設置引流通道62，可有效控制冷空氣噴出的方向，而若渦輪轉子I局部被冷卻后，會產生溫度梯度，同時產生不平衡的熱應力，進而導致渦輪轉子I發生形變，所以引流裝置6可以設置多個，并均勻分布于第一側面3上，使得渦輪轉子I的多個部份可同時得到冷卻，有效確保了渦輪轉子I的冷卻效果，并提高了渦輪轉子I的使用壽命，間接降低了成本。
[0030]可選地，引流通道62