[發明專利]被熱氣流沿軸向穿過的流體流機器，尤其是燃氣渦輪

有效

• 申請號: 201180059000.3
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103249916A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: A.A.克漢恩
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D11/00;F01D11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;嚴志軍

技術領域

本發明涉及被熱氣流沿軸向穿過的流體流機器，尤其是燃氣渦輪。

背景技術

這樣的機器分別在轉子側具有成排的轉子葉片，以及在殼體側具有成排的導葉。各排的葉片分別布置成沿轉子軸的周向方向彼此相鄰。這里，轉子軸在導葉的區域中被隔熱節段包圍，以及在轉子葉片的區域被轉子葉片的基節段包圍。這些節段具有典型地以形狀配合的方式保持在轉子軸的縱向通道中的錨定件，錨定件一般在轉子軸的軸向視圖中具有類似于杉樹的輪廓，并且可沿軸向插入到轉子軸的具有互補的杉樹形輪廓的縱向通道中。

為了保護轉子軸不受熱過載的影響，第一冷卻空氣室在隔熱節段和基節段的內部布置在轉子軸的第一虛擬周向平面的區域中，第一冷卻空氣室彼此連通，而且與冷卻空氣源連通。在轉子軸的徑向外第二虛擬周向平面的區域中，另外的冷卻空氣室規則地在基側布置在轉子葉片的基板的內部，該另外的冷卻空氣室能夠通氣到熱氣流中。

在現代燃氣渦輪中，目標是獲得盡可能最高的效率，以便使得在經濟上最佳的運行可行。

發明內容

在這個語境中，冷卻空氣不受控制地流到熱氣流中是不合需要的，因為效率因而經常被降低。

本發明從這點開始。

本發明的目標是優化冷卻空氣的流路徑，以及避免由于冷卻空氣進入到熱氣流中而損失效率。

根據本發明，在權利要求1的前序部分中指定的類型的流體流機器中解決這個問題，因為另外的冷卻空氣室能夠專門在它們的相對于熱氣流的方向而位于轉子葉片的上游的端部處通氣到熱氣流中。與迄今的其中另外的冷卻空氣室能夠沿熱氣的流向在轉子葉片的前面和后面通氣的渦輪相比，在本發明中，僅可能在轉子葉片的上游通氣，即，優選分別在相鄰轉子葉片之間通氣。由于這個措施，可實現流體流機器的最佳效率。

除了上面提到的冷卻空氣流入熱氣流中之外，根據本發明，阻止另外的冷卻空氣流入。

因此，根據本發明的優選實施例，使封閉第一冷卻空氣室的密封件沿轉子軸的周向方向或軸向方向布置在相鄰的隔熱節段和/或基節段之間的間隙中。

另外，優選地，在沿轉子軸的軸向方向延伸的轉子葉片排的相鄰基板之間的間隙中設置額外的密封件，密封件阻止冷卻空氣在相應的間隙的軸向端之間以及在這個間隙的位于下游的端部處流出。

如果適用，第一密封件可散布在這些額外的密封件的區域內。

優選地，所有密封件都構建成密封帶，密封帶布置成使得它們的縱向邊緣在相應的間隙的彼此相對的側壁中的凹槽中。在第一密封件中，沿轉子軸的軸向方向在沿周向方向相鄰的基節段或隔熱節段之間延伸的間隙的密封帶可分別與保持在沿軸向相鄰的基節段和隔熱節段之間的、沿轉子軸的周向方向延伸的間隙的密封帶連接成T形。

另外，以優選的方式，使在轉子葉片的相鄰基板之間的間隙的沿徑向方向延伸的狹槽開口被密封帶封閉，密封帶沿相對于轉子軸的徑向平面而傾斜的方向布置在間隙的側壁的對應的凹槽中，其中，能夠在基板的位于下游的端部表面處接近密封帶的較靠近轉子軸線的端部。

這里，上面提到的密封帶的較靠近轉子軸線的端部可彎曲，并且通過其凹側與界定間隙的基板上的對應地凸出的止擋協作。照這樣，可阻止上面提到的密封帶在流體流機器的運行期間由于離心力而沿徑向向外移位，以及可能以破壞性的方式碰撞在基板之間沿轉子軸的軸向方向延伸的密封帶。

另外，關于本發明的優選特征，參照權利要求和圖的以下說明，借助于附圖來進一步詳細地描述本發明的特別有利的實施例。

不僅聲明保護顯示或示出的特征組合，而且還在原理上聲明保護顯示或示出的單獨的特征的任何期望組合。

附圖說明

在圖中：

圖1顯示被沿軸向流過的燃氣渦輪的局部軸向截面，

圖2顯示部分地示出的轉子軸上的相鄰轉子葉片的基節段的透視圖，

圖3顯示上面提到的基節段的另一個透視圖，以及

圖4顯示密封帶中的一個的放大視圖。

具體實施方式

根據圖1，各個轉子級具有布置在轉子軸1上的轉子葉片2，以及布置在殼體側的導葉3，導葉3沿轉子軸1的軸向方向以固定的方式布置在轉子葉片2的前面和后面。在圖1中，沿軸向在相對于熱氣流4的方向布置在上游的導葉和相對于熱氣流4布置在下游的另一個導葉3之間可看到僅一個轉子葉片2。但清楚的是，導葉3和轉子葉片2兩者布置成分別沿轉子軸的周向方向以若干數量彼此相鄰。因此轉子葉片2和導葉3兩者沿轉子軸1的周向方向形成對應的成排的葉片/導葉。