涡轮流道封严结构以及航空发动机涡轮结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种涡轮流道封严结构以及航空发动机涡轮结构，涉及航空发动机【技术领域】。解决了现有技术存在机匣与叶冠远离涡轮转动轴线的表面径向间隙处泄露流比较严重，导致叶冠封严效果较差的技术问题。该涡轮流道封严结构，包括封严台，其中：封严台固定设置在涡轮流道内的导向器外冠上；在涡轮的径向方向上，封严台与涡轮流道内的带冠叶片的叶冠边缘两者之间存在交错部分且两者之间存在间隙。该航空发动机涡轮结构包括机匣、导向器、带冠叶片以及本实用新型提供的涡轮流道封严结构。本实用新型用于提高涡轮流道的封严效果，以提高涡轮的效率。
【专利说明】涡轮流道封严结构以及航空发动机涡轮结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及航空发动机【技术领域】，尤其涉及一种涡轮流道封严结构以及设置该涡轮流道封严结构的航空发动机涡轮结构。
【背景技术】
[0002]叶轮机械内部的真实流动非常复杂，在空间上表现为流动的三维型，在时间上表现为流动的非定常性。加上流体粘性和可压缩性的影响，叶片机内部存在诸如马蹄涡、通道涡、角涡和间隙涡等复杂涡系，以及激波和附面层相互干扰，动、静叶相互干涉等各种复杂流动现象。
[0003]涡轮动叶叶尖与机匣之间存在较大的叶顶间隙，转子叶片叶顶区域存在周向和轴向主导的压差，周向压差引起压力面的高压燃气通过叶顶间隙流向吸力面，形成叶顶间隙泄露流，泄露流与叶栅通道主流作用形成泄露涡。泄露流减小了叶片的载荷，泄漏的燃气基本不做有用功，泄露涡产生耗散并改变叶栅出气角度，同时，泄露流和泄露涡阻塞主流通道、这些方面都增大了涡轮的气动损失。另外，泄露流和泄露涡还增大了涡轮叶尖附近传热冷却的难度，并较大程度地影响着下游流场的非定常性。
[0004]涡轮机匣与转子叶片叶尖之间的径向间隙对涡轮效率有很大影响，其对发动机性能影响甚大。研究表明，一台先进的双级涡轮发动机，其径向间隙若增加1mm，涡轮效率降低约2.5%，直接导致发动机耗油率增加约2.6%。因此，应尽量减小径向间隙，但间隙太小又会导致转子和机匣刮蹭。
[0005]径向间隙造成的泄露大体上有周向漏气和轴向漏气。
[0006]为降低由于径向间隙造成的周向泄露，展弦比较大的涡轮转子叶片多在叶片顶端带叶冠，叶冠减小了叶片顶部由叶盆流向叶背的周向泄露流，从而降低了泄露损失，提高涡轮效率。带冠叶片(带冠叶片由叶冠、叶身、中间叶根和榫头组成)能有效的降低叶顶泄露流。
[0007]带冠叶片降低了周向压差引起的叶顶泄露损失，但其还是存在叶冠顶表面与机匣之间的间隙，转子叶片叶顶区域的轴向压差仍能推动泄露流动。泄露流从某涡轮级的导向器(导向器是由导向器内外环和导向叶片组成)外环尾缘与转子叶冠前缘之间的轴向间隙流入叶顶容腔，流经叶冠封严齿，从该级转子叶冠尾缘下一级导向器之间的轴向间隙汇入主流，产生熵增导致气动损失，直接降低涡轮级的功率输出。
[0008]在涡轮设计中，气动方案设计出连续的热态子午流道，结构专业经过冷热态换算、单元体划分、零组件设计等工作，得到典型的如图1所示涡轮结构。从图1可以看出，流道的连续性没有得到保证，在涡轮运转过程中，转子叶片叶冠前缘形成面向上游的台阶，这就破坏了流体的流线型特性。泄露流在转子叶顶轴向压差的驱动下，从叶冠尾缘流入主流，主流因此发生分离而产生气动损失。
[0009]由上可见，现有技术至少存在以下技术问题:
[0010]现有技术存在机匣与叶冠远离涡轮转动轴线的表面径向间隙处泄露流比较严重，导致叶冠封严效果较差的技术问题。
实用新型内容
[0011]本实用新型的其中一个目的是提出一种涡轮流道封严结构以及设置该涡轮流道封严结构的航空发动机涡轮结构。解决了现有技术存在机匣与叶冠远离涡轮转动轴线的表面径向间隙处泄露流比较严重，导致叶冠封严效果较差的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0012]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0013]本实用新型提供的涡轮流道封严结构，包括封严台，其中:
[0014]所述封严台固定设置在涡轮流道内的导向器外冠上；
[0015]在涡轮的径向方向上，所述封严台与所述涡轮流道内的带冠叶片的叶冠边缘两者之间存在交错部分且两者之间存在间隙。
[0016]在一个优选或可选地实施例中，所述涡轮流道封严结构还包括凸齿，其中:
[0017]所述凸齿固定设置在所述封严台接近所述涡轮转动轴线的表面或固定设置在所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面，所述凸齿位置介于所述封严台接近所述涡轮转动轴线的表面与所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙内；或者，
[0018]所述凸齿固定设置在所述封严台远离所述涡轮转动轴线的表面或固定设置在所述带冠叶片的叶冠边缘接近所述涡轮转动轴线的表面，所述凸齿位置介于所述封严台远离所述涡轮转动轴线的表面与所述带冠叶片的叶冠边缘接近所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙内。
[0019]在一个优选或可选地实施例中，所述封严台固定设置在所述导向器外冠接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述凸齿固定设置在所述封严台上，且所述凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸。
[0020]在一个优选或可选地实施例中，所述凸齿的外轮廓尺寸朝接近所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向逐渐缩小。
[0021]在一个优选或可选地实施例中，所述导向器外冠接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域与所述带冠叶片的叶冠边缘之间在所述涡轮的轴向方向上存在间隙。
[0022]在一个优选或可选地实施例中，所述导向器包括第一导向器以及第二导向器，所述封严台包括第一封严台以及第二封严台，其中:
[0023]所述凸齿包括固定设置在所述第一封严台上的第一凸齿以及固定设置在所述第二封严台上的第二凸齿；
[0024]所述第一封严台设置在所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述第一凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠前缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸；
[0025]所述第二封严台设置在所述第二导向器外冠前缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述第二凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠后缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸。[0026]在一个优选或可选地实施例中，所述第二导向器外冠前缘与所述带冠叶片的叶冠后缘之间的间隙形成导流通道。
[0027]在一个优选或可选地实施例中，所述第二导向器外冠前缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域与所述带冠叶片的叶冠后缘之间的间隙以及所述第二凸齿与所述带冠叶片的叶冠后缘远离所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙相连通并形成导流通道。
[0028]在一个优选或可选地实施例中，所述第二导向器外冠前缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域设置有第一导流坡口，所述带冠叶片的叶冠后缘设置有第二导流坡口，所述第一导流坡口与所述第二导流坡口均位于所述导流通道的出流口处。
[0029]在一个优选或可选地实施例中，所述带冠叶片的叶冠前缘接近所述涡轮转动轴线的表面与所述涡轮转动轴线之间的间距不小于所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边接近所述涡轮转动轴线的表面在所述涡轮流道的上端壁理想流向方向上的延长面与所述涡轮转动轴线之间的间距。
[0030]在一个优选或可选地实施例中，所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域与所述带冠叶片的叶冠前缘之间的间隙以及所述第一凸齿与所述带冠叶片的叶冠前缘远离所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙相连通并形成阻流通道；所述阻流通道能阻止叶顶容腔外的气流从所述阻流通道流入所述叶顶容腔。
[0031]在一个优选或可选地实施例中，所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域设置有第一逆流坡口，所述带冠叶片的叶冠前缘设置有第二逆流坡口，所述第一逆流坡口与所述第二逆流坡口均位于所述阻流通道背离所述叶顶容腔的端口处。
[0032]在一个优选或可选地实施例中，所述第一导向器、所述第一封严台与所述第一凸齿三者为一体式结构，所述第二导向器、所述第二封严台与所述第二凸齿三者为一体式结构。
[0033]本实用新型提供的航空发动机涡轮结构，包括机匣、导向器、带冠叶片以及本实用新型任一技术方案提供的涡轮流道封严结构，所述带冠叶片包括叶冠、叶身、中间叶根和榫头。
[0034]基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:
[0035]本实用新型提供的涡轮流道封严结构，该结构通过设置封严台、凸齿的方式使封严台与凸齿尤其是凸齿在涡轮流道内形成了阻挡，降低了流入和流出叶冠的泄露流，减少了涡轮流道远离涡轮转动轴线的区域流出的泄露流对涡轮内主流流体的扰动，进一步增强了封严效果，有利于流体在流道远离涡轮转动轴线的区域的流线性流动，同时也减小了泄露流和二次气动损失，由于可以有效减小了叶冠远离涡轮转动轴线的表面与机匣径向间隙处的泄露流，强化了叶冠封严效果，所以解决了现有技术存在机匣与叶冠远离涡轮转动轴线的表面径向间隙处泄露流比较严重，导致叶冠封严效果较差的技术问题，提高了涡轮流道远离涡轮转动轴线的区域区域流体的流线型特性，能进一步提高涡轮效率。【专利附图】
【附图说明】
[0036]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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:
[0037]图1为现有技术中涡轮内涡轮流道远离涡轮转动轴线的区域主要部件之间位置关系的剖视示意图；
[0038]图2为本实用新型实施例1所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0039]图3为本实用新型实施例2所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0040]图4为本实用新型实施例3的较优实施方式所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0041]图5为本实用新型实施例3的优选实施方式所提供的涡轮流道封严结构的又一张局部剖视示意图；
[0042]图6为本实用新型实施例3的优选实施方式所提供的涡轮流道封严结构的又一张局部剖视示意图；
[0043]图7为本实用新型实施例4所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0044]图8为本实用新型实施例5 —种实施方式所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0045]图9为本实用新型实施例5另一种实施方式所提供的涡轮流道封严结构的一张局部剖视示意图；
[0046]附图标记:1、机匣；2、导向器；2a、第一导向器；2b、第二导向器；21、导向器外冠后缘远离涡轮转动轴线的安装边；22、导向器外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边；220、第一封严台；221、第一凸齿；201、导向器外冠接近涡轮转动轴线的安装边远离涡轮转动轴线的表面；202、导向器外冠接近涡轮转动轴线的安装边接近涡轮转动轴线的表面；223、第一逆流坡口 ；24、导向叶片；26、导向器内冠；27、导向器外冠前缘远离涡轮转动轴线的安装边；28、导向器外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边；280、第二封严台；281、第二凸齿；282、第一导流坡口 ；3、转子叶片；30、叶冠；31、叶冠前缘；313、第二逆流坡口 ；32、叶冠后缘；33、叶身；35、中间叶根；37、榫头；303A、封严齿；303B、封严齿；311、叶冠前缘远离涡轮转动轴线的表面；312、叶冠前缘接近涡轮转动轴线的表面；321、第二导流破口 ；322、叶冠后缘接近涡轮转动轴线的表面；4、蜂窝器；5、易磨层；6、转子外环；7、叶顶容腔；80、箭头；801、涡轮流道；99、涡轮。
【具体实施方式】
[0047]下面可以参照附图图1?图9以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓:可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
[0048]本实用新型实施例提供了一种可以有效地减小叶冠远离涡轮转动轴线的表面与机匣径向间隙处泄露流的涡轮流道封严结构以及设置该涡轮流道封严结构的航空发动机涡轮结构。
[0049]下面结合图2?图9对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0050]实施例1:
[0051]如图2所示，本实用新型实施例所提供的涡轮流道封严结构，包括封严台(优选为包括第一封严台220以及第二封严台280)，
[0052]其中:封严台固定设置在涡轮流道801内的导向器2外冠上，在涡轮的径向方向上，封严台与涡轮流道801内的带冠叶片的叶冠30边缘两者之间存在交错部分且两者之间存在间隙。
[0053]图2中仅以封严台相对于涡轮流道801内的带冠叶片的叶冠30边缘位于更远离涡轮转动轴线的位置为例。本实用新型提供的涡轮流道封严结构，该结构通过设置封严台的方式使封严台在涡轮流道801内形成了阻挡，降低了流入和流出叶冠30的泄露流，减少了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域(图2中以顶部区域为例)对流体的扰动，增强了封严效果，有利于流体在涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域的流线性流动，同时也减小了泄露流和二次气动损失，所以有效减小了叶冠30远离涡轮转动轴线的表面与机匣径向间隙处的泄露流，强化了叶冠30封严效果，提高了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域流体的流线型特性，能提高涡轮99效率。
[0054]实施例2:
[0055]如图3所示，本实施例与实施例1其不同点在于:
[0056]本实施例中，轮流道封严结构还包括凸齿，凸齿优选如图3所示包括第一凸齿221以及第二凸齿281。本实施例中凸齿固定设置在封严台接近涡轮转动轴线的表面，凸齿的位置介于封严台接近涡轮转动轴线的表面与带冠叶片的叶冠30边缘远离涡轮转动轴线的表面之间的间隙内。封严台优选为固定设置在导向器2外冠接近涡轮转动轴线的安装边的端部，凸齿优选为如图3所示固定设置在封严台上，且凸齿朝接近带冠叶片的叶冠30边缘远离涡轮转动轴线的表面的方向延伸。
[0057]该涡轮流道封严结构通过设置封严台、凸齿的方式使封严台与凸齿(尤其是凸齿)在涡轮流道801内形成了阻挡，降低了流入和流出叶冠30的泄露流，减少了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域对流体的扰动，进一步增强了封严效果，更有利于流体在涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域的流线性流动，同时也减小了泄露流和二次气动损失，所以更为有效减小了叶冠30远离涡轮转动轴线的表面与机匣径向间隙处的泄露流，更加强化了叶冠30封严效果，提高了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的流体的流线型特性，能进一步提高涡轮99效率。
[0058]实施例3:[0059]如图4所不,本实施例与实施例2基本相同,其不同点在于:本实施例中凸齿的外轮廓尺寸朝接近带冠叶片的叶冠30边缘远离涡轮转动轴线的表面的方向逐渐缩小。该结构的凸齿根部与封严台之间的连接面积较大，凸齿结构强度更高。
[0060]作为一种优选或可选地实施方式，导向器2外冠接近涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域(图4中该区域位于封严台下方)与带冠叶片的叶冠30边缘之间在涡轮99的轴向方向上存在间隙。
[0061]该间隙可以形成曲折的气流通道，曲折的气流通道可以在泄露流流过凸齿之后改变泄露流的方向，减小泄露流对主流造成的影响。
[0062]作为一种优选或可选地实施方式，导向器2包括第一导向器2a以及第二导向器2b，封严台包括第一封严台220以及第二封严台280，其中:
[0063]凸齿包括设置在第一封严台220上的第一凸齿221以及设置在第二封严台280上的第二凸齿281。
[0064]第一封严台220设置在第一导向器2a外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部，第一凸齿221朝接近带冠叶片的叶冠前缘31远离涡轮转动轴线的表面311的方向延伸。
[0065]第二封严台280设置在第二导向器2b外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部，第二凸齿281朝接近带冠叶片的叶冠后缘32远离涡轮转动轴线的表面的方向延伸。
[0066]第一导向器2a以及第二导向器2b为相邻的两个导向器2，且第一导向器2a以及第二导向器2b分别设置在同一带冠叶片的叶冠30的前方和后方。
[0067]第一封严台220、第一凸齿221、第二封严台280以及第二凸齿281分别从带冠叶片的叶冠30的前方和后方两个方向上阻挡了泄露流。
[0068]此处，第一凸齿221与带冠叶片的叶冠前缘31远离涡轮转动轴线的表面311两者之间的间隙以及第二凸齿281与带冠叶片的叶冠后缘32远离涡轮转动轴线的表面之间的间隙均越小越好，目的是为了防止主流道中的流体泄露。
[0069]作为一种优选或可选地实施方式，第二导向器2b外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部接近涡轮转动轴线的区域(图4中该区域位于第二封严台280下方)与带冠叶片的叶冠后缘32之间的间隙以及第二凸齿281与带冠叶片的叶冠后缘32远离涡轮转动轴线的表面之间的间隙相连通并形成导流通道。导流通道的最大延伸方向优选为与涡轮流道801上端壁理想流向相平行。导流通道可以改变泄露流的方向，进而减少泄露流对涡轮99内主流的影响。
[0070]图4中还可见:叶冠后缘接近涡轮转动轴线的表面322，叶冠后缘接近涡轮转动轴线的表面322优选为平面。
[0071]作为一种优选或可选地实施方式，第二导向器2b外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部接近涡轮转动轴线的区域(图4中该区域位于第二封严台280下方)设置有第一导流坡口 282，带冠叶片的叶冠后缘32设置有第二导流坡口 321，第一导流坡口 282与第二导流坡口 321均位于导流通道的出流口处。坡口可以对泄露流的流向起到较为理想的导向作用。第一导流坡口 282优选为与第二导向器2b外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边接近涡轮转动轴线的表面平滑过渡连接。第二导流坡口 321优选为与带冠叶片的叶冠后缘32远离涡轮转动轴线的表面平滑过渡连接。作为一种优选或可选地实施方式，第一导向器2a、第一封严台220与第一凸齿221三者为一体式结构。第二导向器2b、第二封严台280与第二凸齿281三者为一体式结构。
[0072]—体式结构的各部件之间连接强度更为可靠。当然，导向器2与封严台之间、封严台与凸齿之间也可以采用其他固定连接的方式进行连接。
[0073]作为一种优选或可选地实施方式，带冠叶片的叶冠前缘接近涡轮转动轴线的表面312与涡轮转动轴线之间的间距不小于第一导向器2a外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边接近涡轮转动轴线的表面在涡轮流道801的上端壁理想流向方向(该方向为图4所示箭头80所指示的方向)上的延长面与涡轮转动轴线之间的间距。
[0074]上述位置关系中，带冠叶片与第一导向器2a之间的位置关系为涡轮工作过程中的理想状态，当涡轮处于静态时，带冠叶片的叶冠前缘接近涡轮转动轴线的表面312与涡轮转动轴线之间的间距一般会小于第一导向器2a外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边接近涡轮转动轴线的表面222在涡轮流道801的上端壁理想流向方向(该方向为图4所示箭头80所指示的方向)上的延长面与涡轮转动轴线之间的间距。
[0075]作为一种优选或可选地实施方式，第一导向器2a外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部接近涡轮转动轴线的区域(图4中该区域位于第一封严台220下方)与带冠叶片的叶冠前缘之间的间隙以及第一凸齿221与带冠叶片的叶冠前缘远离涡轮转动轴线的表面之间的间隙相连通并形成阻流通道；阻流通道能阻止叶顶容腔7外的气流从阻流通道流入如图6所示叶顶容腔7。
[0076]与导流通道的作用相反，阻流通道的可以为叶顶容腔7外的泄露流提供阻力，避免其从阻流通道流入叶顶容腔7，从而可以有效减小叶冠30与机匣径向间隙处的泄露流，强化叶冠30封严效果，提高了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域流体的流线型特性，进而提闻润轮99效率。
[0077]作为一种优选或可选地实施方式，第一导向器2a外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边的端部接近涡轮转动轴线的区域(该区域位于第一封严台220下方)设置有如图6所示第一逆流坡口 223，带冠叶片的叶冠前缘设置有第二逆流坡口 313，第一逆流坡口 223与第二逆流坡口 313均位于阻流通道背离叶顶容腔7的端口处。
[0078]第一逆流坡口 223具体可以为如图4所示曲面，也可以如图6所示为曲面与平面的结合。当然，第一逆流坡口 223与第二逆流坡口 313的具体形状可以根据封严效果的需要设置。第一逆流坡口 223与第二逆流坡口 313可以阻止叶顶容腔7外的气流从阻流通道流入叶顶容腔7。
[0079]下面结合图4和图5集中说明本实施例3提供的优选技术方案:
[0080]如图4和图5所示，高能流体(例如:高温燃气)在涡轮流道801内远离涡轮转动轴线的区域沿着箭头80所指示的方向流动。
[0081]导向器外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边22具有第一封严台220，第一封严台220上设置有第一凸齿221，导向器外冠前缘缘接近涡轮转动轴线的安装边28具有第二封严台280，第二封严台280上设置有第二凸齿281和第一导流坡口 282。
[0082]转子叶片3的叶顶有叶冠30，叶冠前缘31与导向器外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边22形成转静配合。叶冠后缘32与导向器外冠前缘接近涡轮转动轴线的安装边28形成转静配合，减小了转静件之间流道的轴向间隙。[0083]叶冠前缘远离涡轮转动轴线的表面311与第一凸齿221形成趋近于气密封的结构，叶冠前缘接近涡轮转动轴线的表面312与导向器外冠后缘接近涡轮转动轴线的安装边22接近涡轮转动轴线的表面配合促进了流体的流线型流动。叶冠后缘32远离涡轮转动轴线的表面具有第二导流破口 321，第一导流坡口 282和第二导流坡口 321形成导流通道，能有效降低泄露流入射方向对主流的影响。
[0084]实施例4:
[0085]如图7所不，本实施例与实施例2基本相同,其不同点在于:本实施例中凸齿221固定设置在带冠叶片的叶冠30边缘远离涡轮转动轴线的表面，此时，凸齿221朝接近封严台220接近涡轮转动轴线的表面的方向延伸。图7中仅以叶冠30边缘远离涡轮转动轴线的表面在涡轮的径向方向上位于封严台220接近涡轮转动轴线的表面的上方为例。
[0086]实施例5:
[0087]如图8和图9所示，本实施例与实施例1基本相同，其不同点在于:本实施例中封严台(图8中封严台包括第一封严台220以及第二封严台280)相对于涡轮流道内的带冠叶片的叶冠30边缘位于更接近涡轮转动轴线的的位置。
[0088]图9中仅以第一封严台220为例，图9中仅第一封严台220相对于在涡轮流道内的带冠叶片的叶冠30边缘位于更接近涡轮转动轴线的位置，如图8中第二封严台280相对于涡轮流道内的带冠叶片的叶冠30边缘也位于更接近涡轮转动轴线的位置。
[0089]作为一种优选的实施方式，凸齿(图9中仅以第一凸齿221为例)固定设置在封严台远离涡轮转动轴线的表面，凸齿位置介于封严台远离涡轮转动轴线的表面与带冠叶片的叶冠30边缘接近涡轮转动轴线的表面之间的间隙内。
[0090]上述方案也可以有效减小了叶冠30与机匣径向间隙处的泄露流，强化了叶冠30封严效果，提高了涡轮流道801远离涡轮转动轴线的区域流体的流线型特性，能提高涡轮效率。
[0091]需要说明的是:上述实施例1?4中凸齿与封严台的结构以及凸齿与封严台的相对位置关系均可以应用或等同变换后应用于本实施例5之中，例如:凸齿也可以固定设置在带冠叶片的叶冠边缘接近涡轮转动轴线的表面上。
[0092]本实用新型实施例提供的航空发动机涡轮结构，包括如图4所示机匣1、导向器2、带冠叶片即转子叶片3以及本实用新型任一技术方案提供的涡轮流道封严结构，带冠叶片即转子叶片3包括叶冠30、叶身33、中间叶根35和榫头37。该航空发动机涡轮结构还可以包括蜂窝器4、易磨层5和转子外环6等其他部件。
[0093]上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
[0094]如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0095]同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
[0096]另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
[0097]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种涡轮流道封严结构，其特征在于，包括封严台，其中: 所述封严台固定设置在涡轮流道内的导向器外冠上； 在涡轮的径向方向上，所述封严台与所述涡轮流道内的带冠叶片的叶冠边缘两者之间存在交错部分且两者之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述涡轮流道封严结构还包括凸齿，其中: 所述凸齿固定设置在所述封严台接近所述涡轮转动轴线的表面或固定设置在所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面，所述凸齿位置介于所述封严台接近所述涡轮转动轴线的表面与所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙内；或者， 所述凸齿固定设置在所述封严台远离所述涡轮转动轴线的表面或固定设置在所述带冠叶片的叶冠边缘接近所述涡轮转动轴线的表面，所述凸齿位置介于所述封严台远离所述涡轮转动轴线的表面与所述带冠叶片的叶冠边缘接近所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙内。
3.根据权利要求2所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述封严台固定设置在所述导向器外冠接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述凸齿固定设置在所述封严台上，且所述凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述凸齿的外轮廓尺寸朝接近所述带冠叶片的叶冠边缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向逐渐缩小。
5.根据权利要求3所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述导向器外冠接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域与所述带冠叶片的叶冠边缘之间在所述涡轮的轴向方向上存在间隙。
6.根据权利要求5所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述导向器包括第一导向器以及第二导向器，所述封严台包括第一封严台以及第二封严台，其中: 所述凸齿包括固定设置在所述第一封严台上的第一凸齿以及固定设置在所述第二封严台上的第二凸齿； 所述第一封严台设置在所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述第一凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠前缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸； 所述第二封严台设置在所述第二导向器外冠前缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部，所述第二凸齿朝接近所述带冠叶片的叶冠后缘远离所述涡轮转动轴线的表面的方向延伸。
7.根据权利要求6所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述第二导向器外冠前缘与所述带冠叶片的叶冠后缘之间的间隙形成导流通道。
8.根据权利要求7所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述第二导向器外冠前缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域设置有第一导流坡口，所述带冠叶片的叶冠后缘设置有第二导流坡口，所述第一导流坡口与所述第二导流坡口均位于所述导流通道的出流口处。
9.根据权利要求6所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述带冠叶片的叶冠前缘接近所述涡轮转动轴线的表面与所述涡轮转动轴线之间的间距不小于所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边接近所述涡轮转动轴线的表面在所述涡轮流道的上端壁理想流向方向上的延长面与所述涡轮转动轴线之间的间距。
10.根据权利要求6- 9任一所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域与所述带冠叶片的叶冠前缘之间的间隙以及所述第一凸齿与所述带冠叶片的叶冠前缘远离所述涡轮转动轴线的表面之间的间隙相连通并形成阻流通道；所述阻流通道能阻止叶顶容腔外的气流从所述阻流通道流入所述叶顶容腔。
11.根据权利要求10所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述第一导向器外冠后缘接近所述涡轮转动轴线的安装边的端部接近所述涡轮转动轴线的区域设置有第一逆流坡口，所述带冠叶片的叶冠前缘设置有第二逆流坡口，所述第一逆流坡口与所述第二逆流坡口均位于所述阻流通道背离所述叶顶容腔的端口处。
12.根据权利要求6-9任一所述的涡轮流道封严结构，其特征在于，所述第一导向器、所述第一封严台与所述第一凸齿三者为一体式结构，所述第二导向器、所述第二封严台与所述第二凸齿三者为一体式结构。
13.一种航空发动机涡轮结构，其特征在于，包括机匣、导向器、带冠叶片以及权利要求1 - 12任一所述涡轮流道封严结构，所述带冠叶片包括叶`冠、叶身、中间叶根和榫头。
【文档编号】F01D11/08GK203584475SQ201320812074
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】蒋登宇, 罗华玲 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司