专利名称：分块式高压涡轮导向器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机分块式涡轮外环连接结构。
背景技术：
涡轮导向器可分为三大类第一类是高压涡轮第一级导向器；第二类是第二级涡 轮以后的非承力型导向器；第三类是承力型导向器。其中第一类也有承力和非承力之分，只 是考虑到它的特殊地位把它单独分为一类。涡轮导向器的设计特点主要有以下几个方面 合理的选择高温材料，保证零、组件在高温下安全可靠的工作；尽可能减少涡轮叶尖径向间 隙，以提高涡轮效率，但又要保证工作时转子静子不致碰坏；对机匣和导向叶片采取有效的 冷却方法；结构简单、尺寸紧凑、质量轻、便于加工、便于装拆、成本低、寿命长。通常涡轮导 向器采用单联或双联设计，缘板角度计算复杂，加工难度大，流道表面结构复杂，零件数目 多，在寿命、可靠性和维护性方面存在不足之处。
实用新型内容本实用新型的目的为解决现有技术分块式涡轮导向器零件数目多、结构复杂、可 靠性较低的问题，本实用新型提供了一种零件数目少、结构简单、可靠性高的分块式高压涡 轮导向器。本实用新型技术方案一种分块式高压涡轮导向器，其分成若干块导向器，其中， 所述导向器与导向器支撑环相连，并通过定位销与上挂环相连，而且导向器轴向采用弹性 金属圈压紧，另外，每块导向器由上缘板、导向器叶片及下缘板组成，且该导向器叶片为空 心结构，其设置在上缘板和下缘板之间，所述上缘板设有通孔，并开有与涡轮外环连接的环 槽，导向器叶片上设有气膜孔，下缘板设有排气孔，且下缘板向内弯曲用以连接下挂环。所述导向器叶片叶身前缘开有三排气膜孔，在叶盆尾缘处开有一排气膜孔。所述导向器下缘板的后端内表面有一涂层环带。所述导向器叶片叶身前缘的气膜孔直径为Φ0. 4mm,叶盆尾缘处的气膜孔直径为 Φ0. 7mm，下缘板3的排气孔直径为Φ 2mm。所述导向器为六联式导向器。所述导向器通过螺栓实现与导向器支撑环之间的连接。本实用新型的有益效果本实用新型分块式高压涡轮导向器为整体铸造，且叶身 无余量，铸造后机加将其切分成6块，成为六联式，其中，每块有4片导向叶片，且每个导向 叶片上下两端分别与导向器的上缘板和下缘板相连，其零件数目少，结构简单，可靠性高， 具有重量轻、寿命长、较高的可靠性和良好的维护性。而且通过导向器叶片气膜孔的设计， 在进高压气体时，可在导向器叶片上形成保护气膜，并加速叶片内气流对流，增加受热均勻 性，从而使导向器的热变性协调性更好，使导向器机件不易由于热变形不协调而损坏，因此 提高了其可靠性和使用寿命。
图1是本实用新型分块式高压涡轮导向器一较佳实施方式的结构示意图；[0014]图2是本实用新型分块式高压涡轮导向器的安装位置示意图；其中，1-上缘板、2-导向叶片、3-下缘板、4-支撑环、5-上挂环、6-导向器、7-下挂 环、8-涂层环带。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明请参阅图1，其是本实用新型分块式高压涡轮导向器一较佳实施方式的结构示意 图。本实施方式中，分块式高压涡轮导向器是叶身无余量整体精铸而成，铸造后切分成6 块，而为六联导向器，每两联间留有0.3mm间隙，且每块导向器有4片导向叶片。每块导向 器由上缘板1、导向器叶片2及下缘板3组成，其中，所述导向器叶片2设置在上缘板1和下 缘板3之间。请同时参阅图2，其是分块式高压涡轮导向器的安装位置示意图。所述上缘板1后 端开有与涡轮外环连接的环槽，下缘板3前端向内弯曲用以连接下挂环7。另外，该导向器 6通过螺栓与导向器支撑环4相连，通过定位销与上挂环5相连，以防止导向器转动。导向 器下缘板3的后端内表面设有一涂层环带8，用以配合高压涡轮整体叶盘前篦齿实现封严。 由于本实用新型分块式高压涡轮导向器先通过整体铸造而成，叶片无余量，再切成六联导 向器，因此零件数目少，结构简单，可靠性高。本实施方式中，所述导向器叶片2为复合倾斜叶片，也即弯扭叶片，叶片的叶面形 状是曲面而非平面，即叶型外形又倾又斜，能够降低叶根二次流影响，提高动叶叶根反力 度，降低叶根和叶尖处的气动损失，提高气动效率。本实施方式中导向器叶片2的叶型采用 空心结构，壁厚为1.0mm，在叶身前缘开有三排Φ0. 4mm的气膜孔，在叶盆尾缘处开有一排 Φ0. 7mm的气膜孔。同时上缘板1上设有通孔，下缘板3开有直径Φ2πιπι的排气孔。冷却气体从导向器上缘板1的通孔进入叶型内腔，其部分气体通过气膜孔流出在 叶身形成气膜保护层，其余气体从Φ2πιπι孔流出对高压涡轮整体叶盘前腔冷却的同时，加 大了导向器叶片2内部对流换热，使导向器叶片内部各部位受热均勻，因此可以进一步提 高其热变形的协调性，减少由于热变形不协调所导致的导向器叶片等机件的损坏。综上所述本实用新型分块式高压涡轮导向器通过螺栓与导向器支撑环相连，通过 定位销与上挂环相连，下缘板前端向内弯曲用以连接下挂环，上缘板后端开有与涡轮外环 连接的环槽，其零件数目少、结构简单、可靠性高，具有重量轻、寿命长、较高的可靠性和良 好的维护性。并且通过导向器叶片和下缘板的气膜孔设计，加大了导向器叶片内部的气流 对流换热，使受热更为均勻，因此该结构设计的分块式高压涡轮导向器在高温高压工作条 件下，可以满足径向、周向和轴向方向的自由膨胀，能有效避免由于热变形不协调而导致的 机件损坏，提高了导向器的寿命，降低了成本，具有较大的经济效益。
权利要求1.一种分块式高压涡轮导向器，其分成若干块导向器，其特征在于所述导向器与导 向器支撑环相连，并通过定位销与上挂环相连，而且导向器轴向采用弹性金属圈压紧，另 外，每块导向器由上缘板(1)、导向器叶片⑵及下缘板⑶组成，其中，所述导向器叶片 ⑵为空心结构，其设置在上缘板⑴和下缘板⑶之间，其中，上缘板⑴设有通孔，并开 有与涡轮外环连接的环槽，导向器叶片( 上设有气膜孔，下缘板C3)设有排气孔，且下缘 板⑶向内弯曲用以连接下挂环。
2.根据权利要求1所述的分块式高压涡轮导向器，其特征在于所述导向器叶片(2) 叶身前缘开有三排气膜孔，在叶盆尾缘处开有一排气膜孔。
3.根据权利要求2所述的分块式高压涡轮导向器，其特征在于所述下缘板(3)的后 端内表面有一涂层环带(8)。
4.根据权利要求3所述的分块式高压涡轮导向器，其特征在于所述导向器叶片叶身 前缘的气膜孔直径为Φ0. 4mm，叶盆尾缘处的气膜孔直径为Φ0. 7mm，下缘板(3)的排气孔 直径为Φ 2mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的分块式高压涡轮导向器，其特征在于所述导向 器为六联式导向器。
6.根据权利要求5所述的分块式高压涡轮导向器，其特征在于所述导向器通过螺栓 实现与导向器支撑环之间的连接。
专利摘要本实用新型涉及一种发动机分块式高压涡轮导向器。所述分块式高压涡轮导向器分成若干块导向器，其中，导向器与导向器支撑环相连，并通过定位销与上挂环相连，而且导向器轴向采用弹性金属圈压紧。另外，每块导向器由上缘板(1)、导向器叶片(2)及下缘板(3)组成，其中，导向器叶片(2)为空心结构，其设置在上缘板(1)和下缘板(3)之间，上缘板(1)设有通孔，并开有与涡轮外环连接的环槽，导向器叶片(2)上设有气膜孔，下缘板(3)设有排气孔，且下缘板(3)向内弯曲用以连接下挂环。本实用新型分块式高压涡轮结构简单可靠，零件数目少，而且热变形协调性好，具有重量轻、寿命长、较高的可靠性和良好的维护性。
文档编号F01D9/04GK201818331SQ20092035040
公开日2011年5月4日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者高杰 申请人:中国燃气涡轮研究院