專(zhuān)利名稱(chēng)：渦輪機(jī)密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，確切地說(shuō)，涉及渦輪機(jī)內(nèi)的密封件技木。
背景技術(shù)：
通常情況下，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓縮空氣與燃料的混合物，以產(chǎn)生熱燃燒氣體。所述燃燒氣體可流過(guò)ー個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)級(jí)，從而為負(fù)載和/或壓縮機(jī)發(fā)電。級(jí)間可發(fā)生壓降，從而可使流體，例如燃燒氣體，通過(guò)不當(dāng)?shù)穆窂桨l(fā)生漏流。可在所述級(jí)之間設(shè)置密封件，以減少級(jí)之間的流體泄漏。但不幸的是，密封件會(huì)承受應(yīng)カ，例如熱應(yīng)カ，從而可在軸向和/或徑向上偏置所述密封件，進(jìn)而降低所述密封件的效用。例如，密封件偏轉(zhuǎn)可增加固定部 件與旋轉(zhuǎn)部件之間發(fā)生摩擦的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本說(shuō)明書(shū)將概述本發(fā)明的最初范圍內(nèi)的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例的目的并不在于限制本發(fā)明的范圍，而僅在于概述本發(fā)明的可能形式。實(shí)際上，本發(fā)明可能包括與下述實(shí)施例的形式類(lèi)似或不同的各種形式。在第一實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的一種系統(tǒng)包括多級(jí)渦輪機(jī)。所述多級(jí)渦輪機(jī)包括第一渦輪機(jī)級(jí)，其包括第一葉輪，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪周?chē)亩鄠€(gè)第一葉片段；第二渦輪機(jī)級(jí)，其包括第二葉輪，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪周?chē)亩鄠€(gè)第二葉片段；以及級(jí)間密封件，其在所述第一渦輪機(jī)級(jí)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)之間軸向延伸。所述級(jí)間密封件經(jīng)配置以在所述第一葉輪和所述第二葉輪保持于相應(yīng)所述第一渦輪機(jī)級(jí)和所述第二渦輪機(jī)級(jí)中的原位時(shí)進(jìn)行安裝或拆卸。所述多個(gè)第一葉片段中的每個(gè)葉片段使用多個(gè)第一安裝件連接到所述第一葉輪，而且所述多個(gè)第二葉片段中的每個(gè)葉片段使用多個(gè)第二安裝件連接到所述第二葉輪。每個(gè)第一安裝件包括設(shè)于所述第一葉輪中的第一槽、以及設(shè)于所述多個(gè)第一葉片段中的ー個(gè)葉片段中的第一鍵形物，而且每個(gè)第二安裝件包括設(shè)于所述第二葉輪中的第二槽、以及設(shè)于所述多個(gè)第二葉片段中的一個(gè)葉片段中的第二鍵形物。所述級(jí)間密封件經(jīng)配置以在安裝所述級(jí)間密封件期間可朝向所述多級(jí)渦輪機(jī)的軸向軸樞轉(zhuǎn)，而且所述級(jí)間密封件經(jīng)配置以在拆卸所述級(jí)間密封件期間可樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)的所述軸向軸。所述級(jí)間密封件包括與所述級(jí)間密封件的內(nèi)橋部分成一定角的傾斜支撐肋，其中所述傾斜支撐肋使所述級(jí)間密封件可朝向、和遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)的軸向軸樞轉(zhuǎn)。所述級(jí)間密封件包括與所述傾斜支撐肋相鄰的第二凹進(jìn)部分，所述第二凹進(jìn)部分經(jīng)配置以收納所述第二葉輪的第二部分，從而使所述級(jí)間密封件可朝向和遠(yuǎn)離所述軸向軸樞轉(zhuǎn)，且所述級(jí)間密封件的第一凹進(jìn)部分經(jīng)配置以在所述級(jí)間密封件沿著所述軸向軸朝向所述第一渦輪機(jī)級(jí)移動(dòng)時(shí)收納所述第一葉輪的第一部分。所述角小于約75度。所述級(jí)間密封件包括第一支撐特征，其經(jīng)配置以與設(shè)置于所述多個(gè)第一葉片段或所述多個(gè)第二葉片段中一個(gè)或多個(gè)葉片段上的第二支撐特征配合，以阻止所述級(jí)間密封件在安裝或拆卸所述級(jí)間密封件期間朝向所述多級(jí)渦輪機(jī)的軸向軸徑向移動(dòng)，且阻止所述級(jí)間密封件在所述多級(jí)渦輪機(jī)運(yùn)行運(yùn)行期間圍繞所述軸向軸周向移動(dòng)。所述第一支撐特征包括槽，且所述第二支撐特征包括鍵形物。所述級(jí)間密封件包括軸向端部分，其經(jīng)配置以在所述多級(jí)渦輪機(jī)運(yùn)行期間在徑向上配合所述第一葉輪或所述第二葉輪的輪緣。所述級(jí)間密封件還可包括離心式密封件，其經(jīng)配置以朝向所述第一渦輪機(jī)級(jí)或所述第二渦輪機(jī)級(jí)移動(dòng)，從而當(dāng)在所述多級(jí)渦輪機(jī)運(yùn)行 期間產(chǎn)生徑向離心力時(shí)阻止徑向泄漏。所述級(jí)間密封件包括一個(gè)或多個(gè)密封齒，其經(jīng)配置以阻止所述第一渦輪機(jī)級(jí)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)之間發(fā)生級(jí)間軸向泄漏。所述級(jí)間密封件包括一個(gè)或多個(gè)冷卻通道，其經(jīng)配置以引導(dǎo)冷卻流體流向所述多個(gè)第一葉片段或所述多個(gè)第二葉片段。所述系統(tǒng)可包括設(shè)置于所述第一渦輪機(jī)級(jí)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)之間的級(jí)間密封組件，其中所述級(jí)間密封組件包括多個(gè)級(jí)間密封件。在第二實(shí)施例中，本發(fā)明提供的一種系統(tǒng)包括級(jí)間渦輪機(jī)密封件，所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件經(jīng)配置以軸向安裝于多級(jí)渦輪機(jī)的第一渦輪機(jī)級(jí)與第二渦輪機(jī)級(jí)之間。所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件包括傾斜支撐肋，所述傾斜支撐肋經(jīng)配置以使級(jí)間密封件朝向和遠(yuǎn)離多級(jí)渦輪機(jī)的軸向軸樞轉(zhuǎn)，而無(wú)需拆卸所述第一渦輪機(jī)級(jí)的第一葉輪和所述第二渦輪機(jī)級(jí)的第二葉輪。所述傾斜支撐肋定向成與所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件的內(nèi)橋部分成一定角，其中所述傾斜支撐肋使所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件可朝向和遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)的所述軸向軸進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件包括與所述傾斜支撐肋相鄰的第二凹進(jìn)部分，所述第二凹進(jìn)部分經(jīng)配置以收納所述第二葉輪的第二部分，從而使所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件可朝向和遠(yuǎn)離所述軸向軸進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，且所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件的第一凹進(jìn)部分經(jīng)配置以在所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件沿著所述軸向軸朝向所述第一渦輪機(jī)級(jí)移動(dòng)時(shí)收納所述第一葉輪的第一部分。所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件包括第一支撐特征，其經(jīng)配置以與設(shè)置于連接到所述第二葉輪的葉片段的一部分上的第二支撐特征配合，從而可阻止所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件在安裝或拆卸所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件期間朝向所述多級(jí)渦輪機(jī)的軸向軸徑向移動(dòng)，并可阻止所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件在所述多級(jí)渦輪機(jī)運(yùn)行期間圍繞所述軸向軸周向移動(dòng)。在第三實(shí)施例中，本發(fā)明提供的一種方法包括圍繞渦輪機(jī)的第一輪緣放置級(jí)間密封件的第一凹進(jìn)部分；使所述級(jí)間密封件的第二凹進(jìn)部分朝向所述渦輪機(jī)的軸向軸樞轉(zhuǎn)；以及沿所述軸向軸朝向所述渦輪機(jī)的第二輪緣移動(dòng)所述級(jí)間密封件，以圍繞所述第二輪緣設(shè)置所述第二凹進(jìn)部分。所述方法進(jìn)一步包括使設(shè)置在所述級(jí)間密封件的所述第一凹進(jìn)部分附近的第一支撐特征與設(shè)置于連接到所述第一輪緣的葉片段的一部分上的第二支撐特征配合，以阻止所述級(jí)間密封件在安裝或拆卸所述級(jí)間密封件期間朝向所述渦輪機(jī)的所述軸向軸徑向移動(dòng)，并可阻止所述級(jí)間密封件在所述渦輪機(jī)運(yùn)行期間圍繞所述軸向軸周向移動(dòng)。


在參閱附圖閱讀以下具體說(shuō)明后，可更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，類(lèi)似的符號(hào)代表所有附圖中類(lèi)似的部分，其中圖I為可使用渦輪機(jī)密封件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)實(shí)施例的示意流程圖2為圖I所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)沿縱軸截得的一項(xiàng)實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；圖3為圖2所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了渦輪機(jī)級(jí)之間的密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例；圖4為圖2所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了在相鄰級(jí)之間樞轉(zhuǎn)的密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例；圖5為圖2所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了在相鄰級(jí)之間沿縱軸移動(dòng)的密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例；圖6為圖2所示燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了安裝在相鄰級(jí)之間的密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例；圖7為密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例的正面透視圖；
圖8為密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例的后方透視圖；圖9為密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例的正視圖；以及圖10為密封結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)實(shí)施例的側(cè)視圖。元件符號(hào)列表
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 多級(jí)渦輪機(jī)(22)，其包括 第一渦輪機(jī)級(jí)(62)，其包括第一葉輪(66)，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪(66)周?chē)亩鄠€(gè)第一葉片段(68)； 第二渦輪機(jī)級(jí)(64)，其包括第二葉輪(74)，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪(74)周?chē)亩鄠€(gè)第二葉片段(76);以及 級(jí)間密封件(40)，其在所述第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)之間軸向延伸，其中所述級(jí)間密封件(40)經(jīng)配置能夠在所述第一葉輪￠6)和所述第二葉輪(74)保持于相應(yīng)所述第一渦輪機(jī)級(jí)(62)和所述第二渦輪機(jī)級(jí)(64)中的原位時(shí)進(jìn)行安裝或拆卸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)第一葉片段(68)中的每個(gè)葉片段使用多個(gè)第一安裝件(70)連接到所述第一葉輪(66)，而且所述多個(gè)第二葉片段(76)中的每個(gè)葉片段使用多個(gè)第二安裝件(78)連接到所述第二葉輪(74)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)第一安裝件(70)包括設(shè)于所述第一葉輪(66)中的第一槽(72)、以及設(shè)于所述多個(gè)第一葉片段(68)中一個(gè)葉片段中的第一鍵形物(73)，而且每個(gè)第二安裝件(78)包括設(shè)于所述第二葉輪(74)中的第二槽(80)、以及設(shè)于所述多個(gè)第二葉片段(76)中一個(gè)葉片段中的第二鍵形物(81)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)經(jīng)配置以在安裝所述級(jí)間密封件(40)期間可朝向所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)的軸向軸(50)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，而且所述級(jí)間密封件(40)經(jīng)配置以在拆卸所述級(jí)間密封件(40)期間可樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)的所述軸向軸(50)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括與所述級(jí)間密封件(40)的內(nèi)橋部分(84)成一定角(94)的傾斜支撐肋(88)，其中所述傾斜支撐肋(88)使所述級(jí)間密封件(40)可朝向和遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)的軸向軸進(jìn)行樞轉(zhuǎn)(50)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括與所述傾斜支撐肋(88)相鄰的第二凹進(jìn)部分(98)，所述第二凹進(jìn)部分(98)經(jīng)配置以收納所述第二葉輪(74)的第二部分(132)，以使所述級(jí)間密封件(40)可朝向和遠(yuǎn)離所述軸向軸(50)樞轉(zhuǎn)(150)，且所述級(jí)間密封件(40)的第一凹進(jìn)部分(98)經(jīng)配置以在所述級(jí)間密封件(40)沿著所述軸向軸(50)朝向所述第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)移動(dòng)時(shí)收納所述第一葉輪￠6)的第一部分(128)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角(94)小于約75度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括第一支撐特征(118)，其經(jīng)配置以與設(shè)置于所述多個(gè)第一葉片段(68)上、或所述多個(gè)第二葉片段(76)中的一個(gè)或多個(gè)葉片段上的第二支撐特征(120)配合，以阻止所述級(jí)間密封件(40)在安裝或拆卸所述級(jí)間密封件(40)期間朝向所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)的軸向軸(50)徑向移動(dòng)(52)，虹可阻止所述級(jí)間密封件(40)在所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)運(yùn)行期間圍繞所述軸向軸(50)周向移動(dòng)(54)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一支撐特征(118)包括槽，且所述第二支撐特征(120)包括鍵形物。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括軸向端部分(124、126)，其經(jīng)配置以在所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)運(yùn)行期間在徑向(52)上配合所述第一葉輪(66)或所述第二葉輪(74)的輪緣(128、132)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括離心式密封件(110)，其經(jīng)配置以朝向所述第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)或所述第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)移動(dòng)，從而當(dāng)在所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)運(yùn)行期間產(chǎn)生徑向離心力時(shí)阻止徑向泄漏。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括一個(gè)或多個(gè)密封齒(104)，其經(jīng)配置以阻止所述第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)之間發(fā)生級(jí)間軸向泄漏。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級(jí)間密封件(40)包括一個(gè)或多個(gè)冷卻通道(260)，其經(jīng)配置以引導(dǎo)冷卻流體流向所述多個(gè)第一葉片段￠8)或所述多個(gè)第二葉片段(76)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于所述第一渦輪機(jī)級(jí)(62)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)之間的級(jí)間密封組件(41)，其中所述級(jí)間密封組件(41)包括多個(gè)級(jí)間密封件(40)。
15.—種系統(tǒng),包括 級(jí)間渦輪機(jī)密封件(40)，其經(jīng)配置以軸向(50)安裝于多級(jí)渦輪機(jī)(22)的第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)與第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)之間，其中所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件(40)包括傾斜支撐肋(88)，所述傾斜支撐肋經(jīng)配置以使所述級(jí)間渦輪機(jī)密封件(40)可朝向和遠(yuǎn)離所述多級(jí)渦輪機(jī)(22)的軸向軸(50)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，而無(wú)需拆卸所述第一渦輪機(jī)級(jí)￠2)的第一葉輪(66)和所述第二渦輪機(jī)級(jí)￠4)的第二葉輪(74)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種包括渦輪機(jī)密封系統(tǒng)，其為具有多級(jí)渦輪機(jī)的系統(tǒng)。所述多級(jí)渦輪機(jī)包括第一渦輪機(jī)級(jí)，其包括第一葉輪，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪周?chē)亩鄠€(gè)第一葉片段；第二渦輪機(jī)級(jí)，其包括第二葉輪，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪周?chē)亩鄠€(gè)第二葉片段；以及級(jí)間密封件，其在所述第一渦輪機(jī)級(jí)與所述第二渦輪機(jī)級(jí)之間軸向延伸。所述級(jí)間密封件經(jīng)配置能夠在所述第一葉輪和所述第二葉輪保持于相應(yīng)所述第一渦輪機(jī)級(jí)和所述第二渦輪機(jī)級(jí)中的原位時(shí)進(jìn)行安裝或拆卸。
文檔編號(hào)F01D11/00GK102852566SQ201210201750
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者M.T.哈夫納 申請(qǐng)人:通用電氣公司