[發(fā)明專(zhuān)利]用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010176837.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101881185A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: I·D·威爾遜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D5/18
• 分類(lèi)號(hào): F01D5/18;F01D11/00
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本文所述的實(shí)施例主要涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，并且更具體而言，涉及用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)進(jìn)行密封的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)的渦輪輪葉或葉片，其引導(dǎo)高溫燃燒氣流通過(guò)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。已知的葉片通常聯(lián)接在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子上。燃燒氣體內(nèi)的熱能通過(guò)葉片轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，其中，葉片將旋轉(zhuǎn)能從葉片傳遞到轉(zhuǎn)子。這些已知葉片中的至少一些可能承受高溫環(huán)境，而冷卻此類(lèi)葉片可延長(zhǎng)它們的使用壽命。具體而言，為了控制葉片的工作溫度，至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由空氣冷卻系統(tǒng)將冷卻空氣引向葉片。更具體而言，在至少一些已知的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，將壓縮機(jī)排放空氣引導(dǎo)到限定在轉(zhuǎn)子內(nèi)的至少一個(gè)空氣管路中，且隨后經(jīng)由從轉(zhuǎn)子空氣管路延伸的多個(gè)管路引導(dǎo)至葉片。當(dāng)冷卻空氣流經(jīng)葉片時(shí)，葉片得以冷卻，并且用過(guò)的冷卻空氣然后從葉片排出到燃燒氣流中。

已知的葉片空氣冷卻系統(tǒng)中至少一些進(jìn)入限定在葉片與轉(zhuǎn)子之間的腔中。更具體而言，此類(lèi)腔至少部分地由轉(zhuǎn)子上的燕尾槽以及一排周向葉片的下側(cè)部分所限定。此類(lèi)腔通過(guò)葉片燕尾表面與轉(zhuǎn)子燕尾表面之間的表面接觸至少部分地密封。此類(lèi)腔的至少一部分還通過(guò)將包括例如鋁材料的物質(zhì)噴涂在葉片和/或轉(zhuǎn)子燕尾表面上而得以密封。其它用于密封空氣供給腔的設(shè)計(jì)還包括獨(dú)特形狀的C形密封件、端板和/或跨過(guò)多個(gè)葉片的蓋板。

在至少一些已知的腔內(nèi)，冷卻空氣的一部分在將該空氣引導(dǎo)到葉片中之前經(jīng)由葉片和/或轉(zhuǎn)子燕尾表面的未密封部分從該腔泄漏到與燃燒氣流連通的轉(zhuǎn)子-定子吹洗腔中。由于冷卻空氣由壓縮機(jī)供給，故此類(lèi)泄漏可降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的效率并且可導(dǎo)致壓縮機(jī)的尺寸加大。此類(lèi)尺寸加大通常增加了投資成本和運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容

本簡(jiǎn)要描述用來(lái)以簡(jiǎn)化形式介紹選擇以下在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的概念。本簡(jiǎn)要描述既非旨在確定主張權(quán)利的主題的關(guān)鍵特征或?qū)嵸|(zhì)特征，也非意圖用來(lái)幫助確定主張權(quán)利的主題的范圍。

在一方面，提供了一種用于密封燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該方法包括將渦輪葉片聯(lián)接在轉(zhuǎn)子葉輪上并且在其間形成界面區(qū)。冷卻空氣通道限定在轉(zhuǎn)子葉輪的一部分中，以及冷卻空氣歧管限定在渦輪葉片的一部分中。該方法還包括將密封管插入冷卻空氣通道的至少一部分內(nèi)。該方法進(jìn)一步包括使冷卻空氣通道、密封管和冷卻空氣歧管成流動(dòng)連通地聯(lián)接，用以至少部分地限定渦輪葉片冷卻系統(tǒng)。該方法還包括運(yùn)行燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使得轉(zhuǎn)子葉輪和渦輪葉片旋轉(zhuǎn)，從而在密封管上引起壓力用以充分地減小從渦輪葉片冷卻系統(tǒng)經(jīng)由界面區(qū)排出的空氣流量。

在另一方面，提供了一種供渦輪葉片使用的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括限定在轉(zhuǎn)子葉輪的一部分中的冷卻空氣通道。該系統(tǒng)還包括限定在轉(zhuǎn)子葉片的一部分中的冷卻空氣歧管。冷卻空氣歧管與冷卻空氣通道成流動(dòng)連通地聯(lián)接。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括延伸通過(guò)轉(zhuǎn)子葉輪的該至少一部分并延伸到渦輪葉片的該至少一部分的密封管組件。

在另一方面，提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括渦輪部段，其包括聯(lián)接在轉(zhuǎn)子葉輪的一部分上的至少一個(gè)渦輪葉片。該發(fā)動(dòng)機(jī)還包括經(jīng)由冷卻空氣流動(dòng)通路與渦輪部段成流動(dòng)連通地聯(lián)接的壓縮機(jī)部段。冷卻空氣流動(dòng)通路包括與冷卻空氣流動(dòng)通路成流動(dòng)連通地聯(lián)接的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)的至少一部分。該渦輪葉片冷卻系統(tǒng)包括限定在轉(zhuǎn)子葉輪的該部分中的冷卻空氣通道。該系統(tǒng)還包括限定在轉(zhuǎn)子葉片的一部分中的冷卻空氣歧管。冷卻空氣歧管與冷卻空氣通道成流動(dòng)連通地聯(lián)接。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括延伸通過(guò)轉(zhuǎn)子葉輪的該部分并延伸到渦輪葉片的該部分的密封管組件。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下結(jié)合附圖的描述，可更好地理解本文所述的實(shí)施例。

圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；

圖2是圖1所示并沿著區(qū)域2所截取的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的放大截面圖；

圖3是可供圖2中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)使用的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)的一部分的示意圖；

圖4是圖3中所示并沿著區(qū)域4所截取的渦輪葉片冷卻系統(tǒng)的放大截面圖；以及

圖5是組裝圖1中所示的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性方法的流程圖。

零件清單

100燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

102壓縮機(jī)部段

104燃燒器

106燃料噴嘴組件

108渦輪部段

110轉(zhuǎn)子

112冷卻空氣流動(dòng)通路的第一部分

114冷卻空氣流動(dòng)通路

116冷卻空氣流動(dòng)通路的第二部分

118冷卻空氣流空氣

119壓縮空氣流

120轉(zhuǎn)子葉輪

122間隔孔