[发明专利]一种发动机涡轮壳体结构

说明书

本发明涉及旋转机械技术领域，提供一种发动机涡轮壳体结构，能够确保高温燃气顺利通过、轴承稳定运转以及涡轮壳体内腔压力有效调节，从而实现涡轮转子安全工作，所述涡轮壳体由涡轮侧壳体、压力机侧壳体以及用于连接涡轮侧壳体和压力机侧壳体的轴承安装座组成，还包括有布置在涡轮壳体内并互不干涉的燃气通道、冷却通道和压力平衡通道；所述燃气通道包括位于一体成型在涡轮壳体外侧壁上并延伸入涡轮壳体的高温燃气流道，且高温燃气流道的两端分别连接于高温燃气进口和高温燃气出口，高温燃气出口开设在涡轮侧壳体的内壁上。本发明实现了涡轮壳体的导流、冷却、平衡压力等功能于一体，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及旋转机械技术领域，具体涉及一种发动机涡轮壳体结构。

背景技术

涡轮壳体是包裹涡轮盘的外壳体，用来引导高温燃气进入涡轮，使涡轮盘高速旋转，达到动力输入的目的。一般来说，发动机上所用的涡轮燃气温度可达到1200K以上，经过壳体材料的导热，涡轮壳体内腔轴承安装座处的温度甚至超过了常规轴承的使用温度，导致轴承高温失效。另外，高温燃气往往具有很高的压力，使得涡轮转子及轴承所受轴向力不匹配，导致轴承过载破坏。

在现有技术中，涡轮壳体结构一般只满足轴流式涡轮设计或者只满足局部进气设计，存在以下缺点：

1、采用局部进气的涡轮设计可使涡轮壳体结构更加紧凑，重量更轻，一般常在小流量下应用，但缺少冷却设计可能会导致轴承温度超过其使用范围，轴承无法正常运转；

2、缺少压力平衡设计可能会导致轴承所受轴向力超过其使用范围，轴承无法正常运转，高温燃气通过涡轮壳体，必然导致涡轮壳体温度上升，往往超过轴承的使用环境温度；

3、另外高温燃气的通过也会导致涡轮壳体内腔压力上升，可能导致轴承所受轴向力超过其使用范围。缺少专门的设计来满足导流、冷却、平衡压力等功能于一体的涡轮壳体，为此，我们提出了一种发动机涡轮壳体结构。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发动机涡轮壳体结构，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，能够确保高温燃气顺利通过、轴承稳定运转以及涡轮壳体内腔压力有效调节，从而实现涡轮转子安全工作，提高发动机的可靠性。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种发动机涡轮壳体结构，所述涡轮壳体由涡轮侧壳体、压力机侧壳体以及用于连接涡轮侧壳体和压力机侧壳体的轴承安装座组成，还包括有布置在涡轮壳体内并互不干涉的燃气通道、冷却通道和压力平衡通道；

所述燃气通道包括位于一体成型在涡轮壳体外侧壁上并延伸入涡轮壳体的高温燃气流道，且高温燃气流道的两端分别连接于高温燃气进口和高温燃气出口，高温燃气出口开设在涡轮侧壳体的内壁上；

所述冷却通道包括多个一体成型在涡轮壳体内部并呈圆弧形的冷却剂分配管，且冷却剂分配管的两端分别连接于冷却剂分配管进口和冷却剂分配管出口，冷却剂分配管进口贯通连接有位于涡轮壳体外侧壁上的冷却剂进口，且冷却剂分配管出口贯通连接有位于涡轮壳体外侧壁上的冷却剂出口；

所述压力平衡通道包括一体成型在涡轮壳体内部并呈L形的压力平衡流道，压力平衡流道的两端分别连接于压力平衡孔进口和压力平衡孔出口，压力平衡孔进口开设在涡轮侧壳体的内壁上，且压力平衡孔出口开设在涡轮壳体外侧壁上。

优选的，所述冷却剂出口包括与冷却剂分配管出口相连通的第一弓形通道和与第一弓形通道的另一端贯通连接的第一圆柱形通道。

优选的，所述冷却剂进口包括与冷却剂分配管进口相连通的第二弓形通道和与第二弓形通道的另一端贯通连接的第二圆柱形通道。