CN109630210A - 一种咬嘴封严结构及具有其的航空发动机 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种咬嘴封严结构，其包括转子叶片和静子叶片，在转子叶片的根部具有凸向于静子叶片根部的旋转齿，在静子叶片的根部具有与所述旋转齿配合的第一级凹槽，以及在第一级凹槽内还具有第二级凹槽，所述旋转齿、第一级凹槽及第二级凹槽构成一咬嘴封严单元。本申请中的咬嘴封严结构改变了节流后射流的运动方向，降低了透气效应，而且咬嘴封严结构尺寸直接影响到齿尖节流位置和节流面积的变化，对篦齿封严性能影响较大，带凹槽的咬嘴封严结构使得盘缘篦齿泄漏量减少，具有更好的封严效果；通过计算分析和试验验证，设计凹槽结构参数应遵循l＝正负1.23h的关系，所获得的封严效果更好。

Description

一种咬嘴封严结构及具有其的航空发动机
技术领域
本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种一种咬嘴封严结构及具有其的航空发动机。
背景技术
航空发动机/燃气涡轮发动机的咬嘴封严是一种由涡轮导向叶片和工作叶片叶根下方的空腔部分及叶片上部所组成的结构，属于非接触式密封，它用来阻止或者减少主流高温燃气进入到转静盘之间的盘缘空腔。
如图1所示，气流自左至右依次穿过转子叶片10和静子叶片20，在转子叶片10和静子叶片20之间具有间隙，为了防止气流流入间隙中，在转子叶片10和静子叶片20之间具有咬嘴封严结构30，其自内向主通道通冷却气体。通常情况下，咬嘴封严结构30由一轴向凸齿和相应的凹槽构成，但此种结构虽然能在一定程度上防止气流的流入，也在一定程度上使得自间隙流入主通道的冷却气体对主通道内的热气流造成了干扰，影响了气动效率。
发明内容
本申请的目的是提供了一种咬嘴封严结构及具有其的航空发动机，以解决上述任一问题。
本申请的技术方案是：一种咬嘴封严结构，其包括转子叶片和静子叶片，在转子叶片的根部具有凸向于静子叶片根部的旋转齿，在静子叶片的根部具有与所述旋转齿配合的第一级凹槽，以及在第一级凹槽内还具有第二级凹槽，所述旋转齿、第一级凹槽及第二级凹槽构成一咬嘴封严单元。
在本申请中，所述第二级凹槽为为矩形。
在本申请中，所述第二级凹槽在轴向上的深度为h，在径向的宽度为l，深度h与宽度l具有如下关系：l＝±1.23h。
在本申请中，所述咬嘴封严结构包括至少一个咬嘴封严单元。
本申请还提供了一种航空发动机，所述航空发动机包括如上任一所述的咬嘴封严结构。
本申请中的咬嘴封严结构改变了节流后射流的运动方向，降低了透气效应，而且咬嘴封严结构尺寸直接影响到齿尖节流位置和节流面积的变化，对篦齿封严性能影响较大，带凹槽的咬嘴封严结构使得盘缘篦齿泄漏量减少，具有更好的封严效果；通过计算分析和试验验证，设计凹槽结构参数应遵循l＝正负1.23h的关系，所获得的封严效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为现有技术的咬嘴封严结构示意图。
图2为航空发动机中应用本申请的咬嘴封严结构示意图。
图3为本申请中咬嘴封严结构尺寸示意图。
图4为本申请的咬嘴封严结构气流仿真效果图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示，两静子叶片10、30之间具有转子叶片20，转子叶片20的根部具有轴向向两侧的第一旋转齿21和第二旋转齿22，在前一级静子叶片10的根部具有导叶11和与导叶11安装在一起的导叶内环12，导叶11和导叶内环12之间具有第一级凹槽13和第二级凹槽14，第一级旋转齿21伸入第一级凹槽13部分，冷却气流自下而上流过。在后一级静子叶片30的根部同样具有导叶31和与导叶31安装在一起的导叶内环32，导叶31和导叶内环32之间具有第一级凹槽33和第二级凹槽34，第二级旋转齿22伸入第一级凹槽33部分，冷却气流自下而上流过。旋转齿和第一级凹槽、第二级凹槽构成了一个咬嘴封严单元。
在本申请中，第二级凹槽41、34均为为矩形凹槽。
如图2，本申请的第二级凹槽14、34在轴向上的深度为h，在径向的宽度为l，深度h与宽度l具有如下关系：l＝±1.23h。
在本申请中，咬嘴封严结构包括至少一个咬嘴封严单元。
如图3所示，本申请中的咬嘴封严结构改变了节流后射流的运动方向，降低了透气效应，而且咬嘴封严结构尺寸直接影响到齿尖节流位置和节流面积的变化，对篦齿封严性能影响较大。带凹槽的咬嘴封严结构使得盘缘篦齿泄漏量减少，具有更好的封严效果；通过计算分析和试验验证，设计凹槽结构参数应遵循l＝正负1.23h的关系，所获得的封严效果更好。
此外，将本申请中的咬嘴封严结构应用在航空发动机上，可对转静子之间起到很好的密封。在具体结构设计时，只需要对上述3个零件的相关部位进行设计，就可以实现这种带带凹槽的咬嘴封严结构。
本申请的咬嘴封严结构获得更高水平的封严性能，实现进一步减少封严***的泄漏，从而提高燃气涡轮发动机的性能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种咬嘴封严结构，其特征在于，包括转子叶片和静子叶片，在转子叶片的根部具有凸向于静子叶片根部的旋转齿，在静子叶片的根部具有与所述旋转齿配合的第一级凹槽，以及在第一级凹槽内还具有第二级凹槽，所述旋转齿、第一级凹槽及第二级凹槽构成一咬嘴封严单元。
2.如权利要求1所述的咬嘴封严结构，其特征在于，所述第二级凹槽为为矩形。
3.如权利要求2所述的咬嘴封严结构，其特征在于，所述第二级凹槽在轴向上的深度为h，在径向的宽度为l，深度h与宽度l具有如下关系：
l＝±1.23h。
4.如权利要求1至3任一所述的咬嘴封严结构，其特征在于，所述咬嘴封严结构包括至少一个咬嘴封严单元。
5.一种航空发动机，其特征在于，所述航空发动机包括如权利要求1至4任一所述的咬嘴封严结构。
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