气封装置及具有该装置的涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涡轮领域，特别地，涉及一种用于冷却涡轮转子的气封装置。此夕卜，本实用新型还涉及一种具有上述气封装置的涡轮机。
【背景技术】
[0002]随着人们对发动机动力和效率的需求越来越高，相较于传统的活塞式发动机，涡轮发动机在输出动力和能源利用率方面均有了飞跃式的提升，所以涡轮发动机逐渐为人们所重视，尤其是燃气涡轮发动机，已然在航空和汽车领域得到广泛应用。通常燃气涡轮发动机中涡轮燃烧室内的高温燃气经涡轮导向器后驱动涡轮转子，且涡轮导向器与涡轮转子之间通过轴连接，同时必须在涡轮导向器与轴之间安装轴承以确定涡轮导向器的位置，并通过将轴制成空心以实现对涡轮转子的冷却，实践证明，上述结构对涡轮转子的冷却效果欠佳，轴承损耗比较大，且对轴的制作材料要求高，既加大了工艺难度，又增加了生产成本。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种气封装置，用于冷却涡轮转子，以解决现有技术对涡轮转子的冷却效果欠佳，且空心轴制造工艺要求过高，生产成本过高，及轴承损耗过大的技术问题。
[0004]本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]提供了一种气封装置，用于冷却涡轮转子，气封装置包括环形腔体，环形腔体上设有用于将冷空气导入环形腔体内的进气管接头；
[0006]环形腔体包括第一侧面，第一侧面朝向涡轮转子，且第一侧面上设置喷气装置，冷空气经喷气装置喷出环形腔体外，用以冷却涡轮转子。
[0007]进一步地，喷气装置包括设置于第一侧面上的至少一个引流装置，引流装置包括引流基座，引流基座上设有至少一个引流通道，环形腔体经引流通道与外部连通。
[0008]进一步地，引流通道的喷气端的出口与涡轮转子的表面相切。
[0009]进一步地，引流通道沿冷空气喷出的方向缩小呈锥形。
[0010]进一步地，喷气装置还设有堵头，堵头可拆卸密封连接于引流通道，用以选通所需的引流通道。
[0011]进一步地，喷气装置包括设置于第一侧面上的至少一个喷气管，用以控制冷空气经喷气管喷出的方向。
[0012]进一步地，喷气装置包括设置于第一侧面上的至少一个喷气孔，环形腔体通过喷气孔与外部连通。
[0013]进一步地，气封装置本体上设有至少一个平衡气管，环形腔体还包括第二侧面，平衡气管从第一侧面贯穿至第二侧面。
[0014]进一步地，第一侧面在与涡轮转子中心轴的凸起相对的位置向内凹陷，形成用于容置凸起的凹腔。
[0015]根据本实用新型的另一方面，还提供了一种涡轮机，包括涡轮壳体、涡轮转子和涡轮导向器，上述气封装置装设于涡轮导向器的内环上，且置于涡轮导向器与涡轮转子之间，用以实现对涡轮转子的冷却。
[0016]本实用新型具有以下有益效果:
[0017]本实用新型提供的气封装置中，净化过的冷空气从进气管道经进气管接头进入到环形腔体内，且该冷空气在环形腔体内平衡压力后，经设置于第一侧面上的喷气装置喷出后，直接吹附于涡轮转子的表面，并将涡轮转子上的大量热量吸收，进而使其温度下降，以实现对涡轮转子的冷却，同时在涡轮转子的表面形成一个冷空气隔层，该冷空气隔层将涡轮转子与外部的高温燃气隔开，达到了更好的冷却效果。通过本实用新型气封装置对涡轮转子进行冷却，不仅解决了空心轴制造工艺要求过高，生产成本过高，及轴承损耗过大的技术问题，而且获得了更佳的冷却效果。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0020]图1是本实用新型优选实施例气封装置的装配结构示意图；
[0021]图2是图1中所示的气封装置左视图；
[0022]图3是图1中所示引流装置的结构示意图。
[0023]图例说明:
[0024]1、涡轮转子；3、第一侧面；4、第二侧面；5、进气管接头；6、引流装置；61、引流基座；62、引流通道；7、平衡气管。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0026]实施例一
[0027]参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种气封装置，用于冷却涡轮转子1，气封装置包括环形腔体，环形腔体上设有用于将冷空气导入环形腔体内的进气管接头5 ;环形腔体包括第一侧面3和第二侧面4，第一侧面3朝向涡轮转子I，且第一侧面3上设置喷气装置，冷空气经喷气装置喷出环形腔体外，用以冷却涡轮转子I ο本实施例中，净化过的冷空气从进气管道经进气管接头5进入到环形腔体内，且该冷空气在环形腔体内平衡压力后，经设置于第一侧面3上的喷气装置喷出，并直接吹附于涡轮转子I的表面，并将涡轮转子I上的大量热量吸收，进而使其温度下降，以实现对涡轮转子I的冷却，同时在涡轮转子I的表面形成一个冷空气隔层，该冷空气隔层将涡轮转子I与外部的高温燃气隔开，极大增加了热能从外部高温燃气传递至涡轮转子I的难度，且有效避免高温燃气对涡轮转子I表面的侵蚀。通过本实用新型气封装置对涡轮转子I进行冷却，不仅解决了空心轴制造工艺要求过高，生产成本过高，及轴承损耗过大的技术问题，而且获得了更佳的冷却效果，同时允许涡轮燃烧室的燃气温度再度提高，以期获得更高的驱动性能。
[0028]另外，冷空气的进气管道与进气管接头5的连接方式及气封装置与涡轮导向器内环的连接方式均可以采用固接或可拆卸连接，其中，固接可通过焊接、铆接或者一体成型等方式实现，可拆卸连接可通过键连接、销连接、螺纹连接或过盈连接等方式实现。
[0029]可选地，参照图2和图3，喷气装置包括设置于第一侧面3上的至少一个引流装置6，引流装置6包括引流基座61，引流基座61上设有引流通道62，环形腔体经引流通道62与外部连通。相较于直接在第一侧面3上直接开孔的方式，通过在引流装置6内设置引流通道62，可有效控制冷空气喷出的方向，而若涡轮转子I局部被冷却后，会产生温度梯度，同时产生不平衡的热应力，进而导致涡轮转子I发生形变，所以引流装置6可以设置多个，并均匀分布于第一侧面3上，使得涡轮转子I的多个部份可同时得到冷却，有效确保了涡轮转子I的冷却效果，并提高了涡轮转子I的使用寿命，间接降低了成本。
[0030]可选地，引流通道62