[發明專利]密封設計和用于渦輪機的主動間隙控制策略

在審

• 申請號: 201310380303.6
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103670534A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: D.特里維迪;N.A.特恩奎斯特;鄭小清;M.伊納爾波拉特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/02
• 分類號: F01D11/02;F01D11/08;F01D11/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;胡斌

1.?一種包括多個特征(122,?124,?126)的用于渦輪機(100)的迷宮密封設計(114)，所述多個特征(122,?124,?126)被構造成響應于靜止構件(104)和旋轉構件(102)之間的相對軸向移動而打開和閉合徑向間隙。

2.?根據權利要求1所述的迷宮密封設計，其特征在于，所述旋轉構件(102)為轉子(106)。

3.?根據權利要求1所述的迷宮密封設計，其特征在于，所述靜止構件(104)為定子(110)。

4.?根據權利要求1所述的迷宮密封設計，其特征在于，所述迷宮密封設計(114)被構造成具有從所述旋轉構件(102)或所述靜止構件(104)中的至少一個延伸的弓形密封元件(118)、從所述弓形密封元件(118)延伸的多個徑向延伸的長齒(166)、以及從所述弓形密封元件(118)延伸的多個徑向延伸的短齒(164)，其中所述長齒(166)和所述短齒(164)被構造成交替關系或非交替關系中的一種。

5.?根據權利要求4所述的迷宮密封設計，其特征在于，所述迷宮密封設計(114)還被構造成包括從所述旋轉構件(102)或所述靜止構件(104)中的另一個中的至少一個延伸的多個徑向延伸的短肋(174)和多個徑向延伸的長肋(172)、以及構造在一對所述徑向延伸的長肋(172)之間的多個第一凹槽(176)和多個第二凹槽(178)，構造在一對長肋(172)之間的所述第一凹槽(176)和所述第二凹槽(178)中的每一個還具有構造在它們之間的短肋(174)。

6.?根據權利要求5所述的迷宮密封設計，其特征在于，所述第一凹槽(176)和所述第二凹槽(178)中的一個具有等于零的軸向寬度尺寸，并且所述第一凹槽(176)和所述第二凹槽(178)中的另一個具有大于零的軸向尺寸寬度。

7.?根據權利要求1所述的迷宮密封設計，其特征在于，在所述靜止構件(104)和所述旋轉構件(102)之間的所述相對軸向移動(128)包括所述旋轉構件(102)的一個或多個軸向移動，以實現所述旋轉構件(102)沿軸向相對于所述靜止構件(104)的移置并提供構造成打開和閉合所述徑向間隙的所述特征(122,?124,?126)的徑向閉合。

8.?一種用于實現在使用主動元件的渦輪機(100)的至少一個旋轉構件(102)和至少一個靜止構件(104)之間的相對運動的促動控制間隙策略，包括：

提供具有內壁(103)的靜止構件(104)和相對于所述靜止構件(104)定位的旋轉構件(102)，所述旋轉構件(102)在所述旋轉構件(102)和所述內壁(103)之間的一個或多個密封位置(107)處形成徑向間隙(105)；

提供包括多個特征(122,?124,?126)的至少一個迷宮密封件(114)，所述多個特征(122,?124,?126)被構造成響應于所述靜止構件(104)和所述旋轉構件(102)之間的相對軸向移動(128)而打開和閉合在所述一個或多個密封位置(107)中的一密封位置(107)處的所述徑向間隙(105)；以及

相對于所述靜止構件(104)軸向移置所述旋轉構件(102)，從而調整在所述旋轉構件(102)和所述內壁(103)之間的所述一個或多個密封位置(107)處的所述徑向間隙(105)，以適應所述渦輪機(100)的給定操作條件。

9.?根據權利要求8所述的促動控制間隙策略，其特征在于，所述迷宮密封件(114)被構造成具有：

從所述旋轉構件(102)或所述靜止構件(104)中的至少一個延伸的弓形密封元件(158)、從所述弓形密封元件(158)延伸的多個徑向延伸的長齒(166)、以及從所述弓形密封元件(158)延伸的多個徑向延伸的短齒(164)，其中所述長齒(166)和所述短齒(164)被構造成交替關系或非交替關系中的一種；以及

從所述旋轉構件(152)或所述靜止構件(154)中的另一個中的至少一個延伸的多個徑向延伸的短肋(174)和多個徑向延伸的長肋(172)、以及構造在一對所述徑向延伸的長肋(172)之間的多個第一凹槽(176)和多個第二凹槽(178)，構造在一對長肋(172)之間的所述第一凹槽(176)和所述第二凹槽(178)中的每一個還具有構造在它們之間的短肋(174)。

10.?一種操作渦輪機(100)的方法(400)，包括：

為渦輪機提供(402)具有內壁的靜止構件和相對于所述靜止構件定位的旋轉構件，所述旋轉構件承載多個葉片，每個葉片具有面朝所述內壁的葉片頂端且在每個葉片頂端和所述內壁之間形成徑向間隙；

提供(404)包括多個特征的迷宮密封件，所述多個特征被構造成響應于所述靜止構件和所述旋轉構件之間的相對軸向移置而打開和閉合所述徑向間隙；以及

相對于所述靜止構件軸向移置(406)所述旋轉構件，從而調整所述葉片頂端和所述內壁之間的所述徑向間隙，以適應所述渦輪機的給定操作條件。