[实用新型]一种涡轮导叶供气系统及航空发动机

说明书

本公开涉及一种涡轮导叶供气系统，包括：集气腔，呈环形结构，外周面固定安装于涡轮机匣，内周面沿径向位于多个涡轮导叶的外侧，被配置为容纳冷却气，并将冷却气输送至多个涡轮导叶；多个引气管，被配置为从压气机引出冷却气，并将冷却气输送至集气腔；以及多个安装座，固定连接于涡轮机匣，用于安装集气腔，沿径向连通于引气管和集气腔之间；其中，引气管连通于集气腔的一端具有第一流道，安装座连接于引气管的一端具有第二流道，第一流道和第二流道的流通面积均沿径向向内侧渐增。基于此，本公开实施例能够减少涡轮导叶中部分叶片受到的气流冲击，并沿周向提高涡轮导叶各叶片的冷却流量的均匀性。

技术领域

本公开涉及燃气轮机制造领域，尤其涉及一种涡轮导叶供气系统及航空发动机。

背景技术

航空发动机中的涡轮位于燃烧室的后方，工作在极高的温度下，因此对涡轮中各结构的冷却关系到涡轮的工作安全。通常涡轮的冷却气从压气机引出，再将气流导通至涡轮处对涡轮导向器的叶片及其相关部件进行冷却。

然而相关的涡轮导叶供气系统中，气流的动压难以完全耗散，使得部分叶片受到气流的冲击，且周向上涡轮导叶的各叶片冷却流量分配不均匀，进而导致叶片乃至涡轮机匣变形不均匀，可能引起涡轮叶片的转静子之间出现碰磨情况，影响发动机安全。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种涡轮导叶供气系统及航空发动机，能够减少涡轮导叶中部分叶片受到的气流冲击，并沿周向提高涡轮导叶各叶片的冷却流量的均匀性。

在本公开的一个方面，提供一种涡轮导叶供气系统，包括：

集气腔，呈环形结构，外周面固定安装于涡轮机匣，内周面沿径向位于多个涡轮导叶的外侧，被配置为容纳冷却气，并将冷却气输送至所述多个涡轮导叶；

多个引气管，被配置为从压气机引出冷却气，并将冷却气输送至所述集气腔；以及

多个安装座，固定连接于所述涡轮机匣，用于安装所述集气腔，沿径向连通于所述引气管和所述集气腔之间；

其中，所述引气管连通于所述集气腔的一端具有第一流道，所述安装座连接于所述引气管的一端具有第二流道，所述第一流道和所述第二流道的流通面积均沿径向向内侧渐增。

在一些实施例中，所述引气管与所述安装座互相连接，且所述第一流道的出口和所述第二流道的进口形状相同且面积相等。

在一些实施例中，所述第一流道和所述第二流道均呈圆锥形管道结构，所述圆锥形管道结构在垂直于轴向的截面上的投影呈等腰梯形，所述等腰梯形的两个腰之间的夹角为设定角度，且所述设定角度取值30°～120°。

在一些实施例中，所述第一流道与所述第二流道的所述设定角度大小相等，以使所述第一流道和所述第二流道之间的壁面光滑且连续。

在一些实施例中，多个所述引气管沿周向均匀分布于所述集气腔的外周，且所述引气管连通于所述集气腔的一端沿径向延伸。

在一些实施例中，多个所述涡轮导叶的数量为多个所述引气管的数量的正整数倍，并且所述引气管的中心线经过所述涡轮导叶。

在一些实施例中，所述涡轮导叶供气系统还包括：

多个扩张管，位于所述集气腔的内部，且中心线重合于所述引气管的中心线，所述扩张管流通面积较小的一端固定安装于所述安装座远离所述引气管的一侧，流通面积较大的一端靠近于多个所述涡轮导叶。

在一些实施例中，所述第一流道的出口和所述第二流道的进口形状相同且面积相等，所述第二流道的出口和所述扩张管的进口形状相同且面积相等，所述第一流道、所述第二流道和所述扩张管的流道均呈圆锥形管道结构，所述圆锥形管道结构在垂直于轴向的截面上的投影呈等腰梯形，所述等腰梯形的两个腰之间的夹角为设定角度，所述第一流道、所述第二流道和所述扩张管流道的所述设定角度大小相等。