[發明專利]渦輪密封系統

有效

• 申請號: 201110230170.5
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102418563A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: J·S·庫明斯;I·D·威爾遜
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/06
• 分類號: F01D5/06;F01D11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

技術領域

本文所公開的主題涉及燃氣輪機，并且更具體地涉及渦輪內的密封件。

背景技術

通常，燃氣渦輪發動機燃燒壓縮空氣和燃料的混合物以產生熱燃燒氣體。燃燒氣體可流經一個或多個渦輪級，以產生用于負載和/或壓縮機的功率。在級間或會出現壓降，這可容許諸如燃燒氣體的流體經由非期望的通路流動。密封件可設置在各級之間，以減少各級之間的流體泄漏。令人遺憾的是，密封件或會受到諸如熱應力的應力，該應力可沿軸向和/或徑向方向偏壓密封件，從而降低密封件的效果。例如，密封件偏轉可增大靜止構件與旋轉構件之間磨損狀況的可能性。

發明內容

在范圍上與初始所主張發明相匹配的一些實施例在下文中進行了概述。這些實施例并非意圖限制所主張發明的范圍，而是這些實施例僅意圖提供對本發明可能形式的簡要概括。實際上，本發明可包含與下文闡述的實施例相似或不同的多種形式。

根據第一實施例，一種系統包括多級渦輪。該多級渦輪包括第一渦輪級，該第一渦輪級包括具有多個第一槽口的第一輪盤(wheel)，以及分別聯接到至少一個第一槽口上的多個第一葉片節段，其中，該多個第一槽口圍繞第一輪盤沿周向間隔開。該多級渦輪還包括第二渦輪級，該第二渦輪級包括具有多個第二槽口的第二輪盤，以及分別聯接到至少一個第二槽口上的多個第二葉片節段，其中，該多個第二槽口圍繞第二輪盤沿周向間隔開。該多級渦輪還包括在第一渦輪級與第二渦輪級之間沿軸向延伸的一件式級間密封件，其中，一件式級間密封件包括聯接到第一輪盤上的第一徑向支承件和聯接到第二輪盤上的第二徑向支承件，以及一件式級間密封件沿周向延伸跨過多個第一槽口中的至少兩個或多個第二槽口中的至少兩個。

根據第二實施例，一種系統包括構造成用以沿軸向安裝在第一渦輪級與第二渦輪級之間的一件式級間渦輪密封件，其中，一件式級間渦輪密封件包括構造成用以與第一渦輪級的第一輪盤相聯的第一徑向支承件和構造成用以與第二渦輪級的第二輪盤相聯的第二徑向支承件，第一徑向支承件包括沿周向彼此偏離的多個第一徑向支承凸起，且各第一徑向支承凸起均構造成用以與第一輪盤中的多個第一槽口中的一個相聯，以阻止一件式級間渦輪密封件沿徑向方向的運動。

在第三實施例中，一種系統包括多級渦輪。該多級渦輪包括第一渦輪級，該第一渦輪級包括具有多個第一槽口的第一輪盤，以及分別聯接到多個第一槽口中的至少一個上的多個第一葉片節段，其中，該多個第一槽口圍繞第一輪盤沿周向間隔開，以及該多個第一槽口包括第一下半徑和第一上半徑。該多級渦輪包括第二渦輪級，該第二渦輪級包括具有多個第二槽口的第二輪盤，以及分別聯接到多個第二槽口中的至少一個上的多個第二葉片節段，其中，該多個第二槽口圍繞第二輪盤沿周向間隔開，以及該多個第二槽口包括第二下半徑和第二上半徑。該多級渦輪還包括在第一渦輪級與第二渦輪級之間沿軸向延伸的級間密封件，其中，級間密封件包括聯接到第一輪盤上的第一徑向支承件、聯接到第二輪盤上的第二徑向支承件，以及在第一渦輪級與第二渦輪級之間延伸的壁，該壁具有大于或等于第一下半徑和第二下半徑兩者的內徑，且該內徑大于或等于第一上半徑或第二上半徑中的至少一個。

附圖說明

當參照附圖來閱讀如下詳細描述時，本發明的這些及其它特征、方面和優點將變得更容易理解，所有附圖中的相似標號表示相似的零件，在附圖中：

圖1為可使用渦輪密封件的燃氣渦輪發動機的實施例的示意性流程圖；

圖2為沿縱軸線截取的圖1中的燃氣渦輪發動機的截面側視圖；

圖3為圖2中的燃氣渦輪發動機的局部截面側視圖，示出了在渦輪級之間的密封結構的一個實施例；

圖4為葉片已從相鄰級移除的圖2中的燃氣渦輪發動機的局部截面側視圖；

圖5為密封結構已從相鄰級移除的圖2中的燃氣渦輪發動機的局部截面側視圖；

圖6為沿圖3中的線6-6截取的插入渦輪發動機輪盤的槽口中的徑向支承凸起的實施例的局部截面視圖；

圖7為圖2中的燃氣渦輪發動機的一部分的截面側視圖，示出了在渦輪級之間的密封結構的另一實施例；

圖8為插入輪盤的槽口中的密封結構的實施例的局部透視圖；以及

圖9為接合輪盤的軸向支承凸起的實施例的局部透視圖。

零件清單

10?系統

12?燃氣渦輪發動機

16?進氣區段

18?壓縮機

20?燃燒器區段

22?渦輪

24?排氣區段

26?軸

28?燃燒器殼體

30?燃燒器