[發(fā)明專利]渦輪機、渦輪機密封結(jié)構(gòu)以及維護渦輪機的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210242590.X
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102877894A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G.A.戈勒;D.W.卡瓦諾夫;M.萊洛克
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪機構(gòu)件和制造渦輪機構(gòu)件的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及渦輪機密封件和制造渦輪機密封件的方法。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪機構(gòu)件經(jīng)歷熱、機械和化學(xué)上不利的環(huán)境。例如，在燃?xì)鉁u輪機的壓縮機部分中，大氣被壓縮到大氣壓的10-25倍，并在該過程中被絕熱地加熱到約800°F至約1250°F。這種經(jīng)加熱和壓縮的空氣被引導(dǎo)到燃燒器中，在此它與燃料混合。燃料被點燃，且燃燒過程將氣體加熱到超過約3000°F的極高溫度。這些熱氣經(jīng)過渦輪機并經(jīng)過排氣系統(tǒng)，在渦輪機中，固定至旋轉(zhuǎn)渦輪盤的翼型件提取能量以驅(qū)動渦輪機的風(fēng)扇和壓縮機，在排氣系統(tǒng)中，氣體提供足以使發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的能量，以產(chǎn)生電力。緊密的密封件和精確定向的熱氣流提供了運行效率。在渦輪機中實現(xiàn)此類緊密的密封件和精確定向的流可能是昂貴的。

為了提高渦輪機的運行效率，已提高了燃燒溫度且一直在提高燃燒溫度。為了耐受這些升高的溫度，可以使用釬焊至靜止結(jié)構(gòu)的高合金蜂窩區(qū)段。高合金蜂窩在材料成本上可能是昂貴的，并且將其釬焊至靜止結(jié)構(gòu)可能是昂貴的。

在本領(lǐng)域中，成本更低的渦輪機、成本更低的渦輪機密封件以及維護(service)能夠在上述條件下運行的渦輪機的成本更低的方法將是所期望的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，一種渦輪機包括密封結(jié)構(gòu)。該密封結(jié)構(gòu)被機械地固定在渦輪機的熱氣路徑內(nèi)。

在另一實施例中，一種熱氣路徑渦輪機密封結(jié)構(gòu)被機械地固定至背板、第一側(cè)壁以及第二側(cè)壁中的一個或更多。

在另一實施例中，一種維護渦輪機的方法包括提供渦輪機，將密封結(jié)構(gòu)定位在渦輪機的熱氣路徑內(nèi)，以及將密封結(jié)構(gòu)機械地固定在渦輪機內(nèi)。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將是顯而易見的，附圖以示例的方式說明了本發(fā)明的原理。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由緊固件機械地固定至背板的金屬泡沫的示例性渦輪機的一部分的透視圖。

圖2示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有細(xì)孔隙的示例性金屬泡沫的側(cè)視示意圖。

圖3示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有粗孔隙的示例性金屬泡沫的側(cè)視示意圖。

圖4示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由緊固件機械地固定至側(cè)壁的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的側(cè)視示意圖。

圖5示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由閂鎖(latch)機械地固定至背板的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

圖6示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由閂鎖機械地固定至側(cè)壁的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

圖7示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由互鎖特征機械地固定至背板的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

圖8示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由互鎖特征機械地固定至側(cè)壁的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

圖9示出了根據(jù)公開內(nèi)容的具有由凸緣機械地固定至背板的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

圖10示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的具有由凸緣機械地固定至側(cè)壁的金屬泡沫的示例性渦輪機密封件的透視圖。

只要有可能，將在全部附圖中使用相同的標(biāo)號來表示相同的部分。

具體實施方式

提供了成本更低的渦輪機密封件和制造能夠在上述條件下運行的渦輪機密封件的方法。本公開內(nèi)容的實施例允許在熱氣路徑區(qū)域內(nèi)使用更廉價的材料，允許渦輪機密封件的更簡單和/或更廉價的組裝和/或修理，允許燃?xì)鉁u輪機的提高的運行效率，允許提高的抗氧化性能，以及它們的組合。

圖1示出了渦輪機100(如燃?xì)鉁u輪機)的部分，其包括旋轉(zhuǎn)部102(如葉片)以及渦輪機密封件104或外罩密封件。熱氣106沿著使旋轉(zhuǎn)部102旋轉(zhuǎn)的渦輪機密封件104經(jīng)過沿著渦輪機密封件104內(nèi)的預(yù)定路徑110的凹槽108或密封件切口。旋轉(zhuǎn)部102包括具有預(yù)定厚度114的邊緣112。例如，在一個實施例中，該預(yù)定厚度114為介于約?英寸與約?英寸之間，介于約?英寸與約?英寸之間，約?英寸，或者約?英寸。