本發(fā)明涉及發(fā)動機領(lǐng)域，特別地，涉及一種渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)的燃氣渦輪發(fā)動機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代高性能、低耗油率的渦輪發(fā)動機低壓渦輪導(dǎo)向器往往是多級的，為了減少零件數(shù)量，方便發(fā)動機的裝配，較小型的燃氣渦輪發(fā)動機普遍采用了整體鑄造的導(dǎo)向器結(jié)構(gòu)，整體導(dǎo)向器是通過上、下緣板將所有葉片連接成一體，整體導(dǎo)向器外部設(shè)有沿軸向延伸的安裝凸臺，與渦輪機匣上匹配設(shè)置的凹槽配合，實現(xiàn)周向止動和定心，導(dǎo)向器與導(dǎo)向器互相壓緊，最后是通過排氣機匣的上緣板軸向止動，作用在整體導(dǎo)向器上的軸向力最后也傳導(dǎo)到排氣機匣與渦輪機匣安裝邊的螺栓上。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，沒有考慮動力渦輪轉(zhuǎn)子的軸向包容能力，由于導(dǎo)向器之間互相壓緊，軸向力最終都是通過排氣機匣的安裝邊傳導(dǎo)到螺栓上，當動力渦輪軸發(fā)生斷裂時，轉(zhuǎn)子受氣流作用會向后撞擊，產(chǎn)生的巨大軸向力會隨同導(dǎo)向器一同作用在安裝邊的螺栓上，最終導(dǎo)致螺栓斷裂失效，轉(zhuǎn)子及導(dǎo)向器飛出，造成飛機的損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)及具有其的燃氣渦輪發(fā)動機，以解決現(xiàn)有的渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)存在動力渦輪軸斷裂時轉(zhuǎn)子及導(dǎo)向器飛出，損壞飛機的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)，包括用于間隔設(shè)置于多級渦輪轉(zhuǎn)子之間的渦輪導(dǎo)向器及設(shè)于渦輪導(dǎo)向器外圍的渦輪機匣，渦輪導(dǎo)向器的外周向設(shè)置沿徑向延伸的第一凸臺，渦輪機匣沿周向的內(nèi)壁上設(shè)有用于容納第一凸臺以實現(xiàn)渦輪導(dǎo)向器周向止動及軸徑向定心的凹槽。

進一步地，凹槽在渦輪機匣內(nèi)壁上沿徑向內(nèi)凹，凹槽在渦輪機匣軸向的后端設(shè)有用于防止渦輪導(dǎo)向器軸向飛出的第一止動凸部。

進一步地，渦輪機匣的內(nèi)壁在凹槽入口處設(shè)有用于引導(dǎo)第一凸臺旋轉(zhuǎn)進入凹槽的引導(dǎo)面。

進一步地，第一凸臺為多個，多個第一凸臺在渦輪導(dǎo)向器的周向均勻間隔布置，渦輪機匣上的凹槽與第一凸臺一一對應(yīng)設(shè)置。

進一步地，渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)還包括與渦輪機匣連接的排氣機匣。

進一步地，排氣機匣的周向外壁面設(shè)有沿徑向延伸的第二凸臺，渦輪機匣的內(nèi)壁面上設(shè)有與第二凸臺配合的第二止動凸部。

進一步地，第二凸臺為多個，多個第二凸臺在渦輪導(dǎo)向器的周向均勻間隔布置，渦輪機匣上的第二止動凸部與第二凸臺一一對應(yīng)設(shè)置。

進一步地，渦輪機匣的端部設(shè)有第一安裝邊，排氣機匣的端部設(shè)有第二安裝邊，渦輪機匣與排氣機匣經(jīng)第一安裝邊及第二安裝邊的配合并利用螺栓固定連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括多級渦輪轉(zhuǎn)子，還包括上述的渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)。

進一步地，多級渦輪轉(zhuǎn)子包括沿軸向依次布置的一級渦輪轉(zhuǎn)子、二級渦輪轉(zhuǎn)子及三級渦輪轉(zhuǎn)子，渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)包括：設(shè)于一級渦輪轉(zhuǎn)子前的第一渦輪導(dǎo)向器、一級渦輪轉(zhuǎn)子與二級渦輪轉(zhuǎn)子之間的第二渦輪導(dǎo)向器、設(shè)于二級渦輪轉(zhuǎn)子與三級渦輪轉(zhuǎn)子之間的第二渦輪導(dǎo)向器及設(shè)于三級渦輪轉(zhuǎn)子之后的排氣機匣。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)及具有其的燃氣渦輪發(fā)動機，通過在渦輪導(dǎo)向器的外周向設(shè)置沿徑向延伸的第一凸臺，在渦輪機匣沿周向的內(nèi)壁上設(shè)置用于容納凸臺以實現(xiàn)渦輪導(dǎo)向器周向止動及軸徑向定心的凹槽，且該凹槽與第一凸臺的配合起到了對渦輪導(dǎo)向器進行軸向包容的結(jié)構(gòu)，從而有效防止渦輪轉(zhuǎn)子飛出渦輪機匣打壞飛機，造成更大的安全事故。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中渦輪轉(zhuǎn)子軸向飛出時包容的示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例中渦輪機匣上凹槽處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例中渦輪機匣與渦輪導(dǎo)向器裝配的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例中渦輪導(dǎo)向器裝配入位后的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明：

1、渦輪導(dǎo)向器；8、第一渦輪導(dǎo)向器；11、第二渦輪導(dǎo)向器；12、第三渦輪導(dǎo)向器；13、第一凸臺；

2、渦輪機匣；21、凹槽；22、第一止動凸部；23、引導(dǎo)面；

24、第二止動凸部；25、第一安裝邊；

3、排氣機匣；31、第二凸臺；32、第二安裝邊；

4、螺栓；

5、一級渦輪轉(zhuǎn)子；

6、二級渦輪轉(zhuǎn)子；

7、三級渦輪轉(zhuǎn)子。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

參照圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)，包括用于間隔設(shè)置于多級渦輪轉(zhuǎn)子之間的渦輪導(dǎo)向器1及設(shè)于渦輪導(dǎo)向器1外圍的渦輪機匣2，渦輪導(dǎo)向器1的外周向設(shè)置沿徑向延伸的第一凸臺13，渦輪機匣2沿周向的內(nèi)壁上設(shè)有用于容納第一凸臺13以實現(xiàn)渦輪導(dǎo)向器1周向止動及軸徑向定心的凹槽21。本實施例通過在渦輪導(dǎo)向器的外周向設(shè)置沿徑向延伸的第一凸臺，在渦輪機匣沿周向的內(nèi)壁上設(shè)置用于容納凸臺以實現(xiàn)渦輪導(dǎo)向器周向止動及軸徑向定心的凹槽，且該凹槽與第一凸臺的配合起到了對渦輪導(dǎo)向器進行軸向包容的結(jié)構(gòu)，從而有效防止渦輪轉(zhuǎn)子飛出渦輪機匣打壞飛機，造成更大的安全事故。

本實施例中，渦輪導(dǎo)向器采用整體導(dǎo)向器，該整體導(dǎo)向器通過上、下緣板將葉片連接成一體，且整體導(dǎo)向器外周向設(shè)置沿徑向延伸的多個第一凸臺13，并通過渦輪機匣2上的凹槽21配合，實現(xiàn)渦輪導(dǎo)向器的周向止動及軸徑向定心。本實施例中，凹槽21在渦輪機匣2內(nèi)壁上沿徑向內(nèi)凹，凹槽21在渦輪機匣2軸向的后端設(shè)有用于防止渦輪導(dǎo)向器1軸向飛出的第一止動凸部22。渦輪導(dǎo)向器上的第一凸臺13與渦輪機匣上的第一止動凸部22之間留有一定的軸向間隙，每級渦輪導(dǎo)向器在氣流沖擊下互相壓緊。本實施例中，渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)還包括與渦輪機匣2連接的排氣機匣3。

渦輪機匣2的端部設(shè)有第一安裝邊25，排氣機匣3的端部設(shè)有第二安裝邊32，渦輪機匣2與排氣機匣3經(jīng)第一安裝邊25及第二安裝邊32的配合固定連接。本實施例中，第一安裝邊25與第二安裝邊32上對應(yīng)設(shè)置螺栓孔，二者經(jīng)螺栓4緊固連接。

本實施例中，排氣機匣3的周向外壁面設(shè)有沿徑向延伸的第二凸臺31，渦輪機匣2的內(nèi)壁面上設(shè)有與第二凸臺31配合的第二止動凸部24。

實際工作過程中，每級渦輪導(dǎo)向器在氣流沖擊下互相壓緊，最后貼緊到排氣機匣3上，且渦輪導(dǎo)向器與排氣機匣3所受到的氣動力均通過安裝邊傳遞到螺栓4上。

當渦輪轉(zhuǎn)子上的軸發(fā)生斷裂時，轉(zhuǎn)子在氣動力的作用下軸向飛出，撞擊到渦輪導(dǎo)向器上(參見圖2中d、e、f區(qū)域)，產(chǎn)生的沖擊力通過渦輪導(dǎo)向器、排氣機匣最后都傳遞到安裝邊的螺栓上，由于多級轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的沖擊力非常大，往往會導(dǎo)致螺栓斷裂或螺紋失效(參見圖2中g(shù)區(qū)域)，從而導(dǎo)致排氣框架向后飛出，與此同時，渦輪導(dǎo)向器上的第一凸臺以及排氣機匣上的第二凸臺被渦輪機匣上的第一止動凸部、第二止動凸部擋住(圖2中a、b、c)，由于軸向的止動凸部較為厚實，每級渦輪導(dǎo)向器上的凸臺幾乎同時與止動凸部撞擊，巨大的撞擊力在止動凸部的阻擋下得到抑制，從而有效防止了渦輪轉(zhuǎn)子及渦輪導(dǎo)向器的軸向飛出。

本實施例中，渦輪機匣2上的槽型結(jié)構(gòu)如圖3、4所示，包括與渦輪導(dǎo)向器上的第一凸臺13配合的凹槽21、用于引導(dǎo)第一凸臺13旋轉(zhuǎn)的引導(dǎo)面23及第一止動凸部22；渦輪導(dǎo)向器安裝時先將渦輪導(dǎo)向器平放入渦輪機匣中，渦輪導(dǎo)向器的第一凸臺13與渦輪機匣上的引導(dǎo)面23貼合，再將渦輪導(dǎo)向器旋轉(zhuǎn)一定角度(如圖4所示，向箭頭方向旋轉(zhuǎn))，轉(zhuǎn)到一定角度后，渦輪導(dǎo)向器上的第一凸臺便達到凹槽21位置，再落入到凹槽21中(如圖5所示)。

排氣機匣3的安裝方式與渦輪導(dǎo)向器類似，只是軸向的第二止動凸部24位置沒有引導(dǎo)面，直接將排氣機匣3安裝到渦輪機匣中，安裝邊貼合后，將排氣機匣3旋轉(zhuǎn)一定角度，使排氣機匣3的安裝邊上的螺栓孔與渦輪機匣安裝邊上的螺栓孔對齊，與此同時，排氣機匣3上的第二凸臺31也旋轉(zhuǎn)到渦輪機匣的凹槽中，被渦輪機匣上的第二止動凸部24擋住。

優(yōu)選地，第一凸臺13為多個，多個第一凸臺13在渦輪導(dǎo)向器1的周向均勻間隔布置，渦輪機匣2上的凹槽21與第一凸臺13一一對應(yīng)設(shè)置。通過多組第一凸臺與第一止動凸部的配合，增強了軸向包容的可靠性。

優(yōu)選地，第二凸臺31為多個，多個第二凸臺31在渦輪導(dǎo)向器1的周向均勻間隔布置，渦輪機匣2上的第二止動凸部24與第二凸臺31一一對應(yīng)設(shè)置。通過多組第二凸臺與第二止動凸部的配合，增強了軸向包容的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括多級渦輪轉(zhuǎn)子，還包括上述實施例的渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)。本實施例中，多級渦輪轉(zhuǎn)子包括沿軸向依次布置的一級渦輪轉(zhuǎn)子5、二級渦輪轉(zhuǎn)子6及三級渦輪轉(zhuǎn)子7，渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)包括：設(shè)于一級渦輪轉(zhuǎn)子5之前的第一渦輪導(dǎo)向器8、設(shè)于一級渦輪轉(zhuǎn)子5與二級渦輪轉(zhuǎn)子6之間的第二渦輪導(dǎo)向器11、設(shè)于二級渦輪轉(zhuǎn)子6與三級渦輪轉(zhuǎn)子7之間的第三渦輪導(dǎo)向器12及設(shè)于三級渦輪轉(zhuǎn)子7后面的排氣機匣3。

本實施例渦輪導(dǎo)向器連接結(jié)構(gòu)及具有其的燃氣渦輪發(fā)動機，保證在斷軸后轉(zhuǎn)子軸向脫出時，渦輪轉(zhuǎn)子及渦輪導(dǎo)向器被渦輪機匣包容，從而防止轉(zhuǎn)子飛出渦輪機匣打壞飛機，造成更大的安全事故。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。