[發明專利]沖擊圈元件附接和密封

有效

• 申請號: 201480020127.8
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN105102765B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: P·黑德蘭
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04;F01D11/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及包括通過聯接圈元件聯接在一起的至少兩個沖擊圈元件的渦輪和用于制造該渦輪的方法。

背景技術

在渦輪中，特別是在渦輪的渦輪級中，諸如內壁或平臺等的渦輪部件暴露于渦輪的熱工作流體。因此，冷卻系統被用于冷卻渦輪部件。

為了冷卻目的，冷卻空氣系統被安裝，用于將冷卻空氣流提供至熱渦輪部件和/或用于防止燃燒氣體的熱流經過主流動環體的內、外壁溢出。用于安裝冷卻空氣系統和用于提供冷卻流體的有效冷卻循環的空間是有限的。此外，復雜的冷卻系統昂貴且可靠性低。此外，高量的冷卻空氣可能會不利地影響到渦輪性能。

為了控制冷卻流體，用環形沖擊圈覆蓋用于供給冷卻流體的冷卻通道。環形沖擊圈包括多個冷卻孔，冷卻流體通過該多個冷卻孔被從冷卻通道排出至燃氣渦輪內的期望位置。

沖擊圈和安裝沖擊圈的支撐結構包括相對于各個沖擊圈的不同的熱膨脹使得引起了歸因于由不同熱膨脹產生的間隙的空氣泄漏。

US 2005/0241314 A1公開一種用于燃氣渦輪尾管的冷卻結構。截面為近似L型的沖擊冷卻板包括大量孔并且通過焊接被安裝至燃氣渦輪的導葉罩的肋。

GB 2 035 466 Al公開了一種具有沖擊擋板的渦輪罩支撐。沖擊擋板的沖擊擋板腿被安裝至燃氣渦輪的罩。

EP 1 500 789 Al公開了一種燃氣渦輪的沖擊冷卻的圈段，其中環形沖擊圈元件被安裝至導葉承載件。

EP 1 038 093 Bl公開了一種用于改進的葉尖間隙控制的渦輪被動熱閥。冷卻通道形成在燃氣渦輪的罩與沖擊圈元件之間，其中冷卻流體通過沖擊圈元件流動至內側罩或者從內側罩離開。

US 4,805,398公開了一種包括環形沖擊圈元件的渦輪機。環形沖擊圈元件沿著周向方向彼此重疊以便提供閉合圈型沖擊圈元件布置。

EP 2 299 063 Al公開了一種用于燃氣渦輪發動機的沖擊擋板。沖擊擋板是在沖擊圈元件的兩個自由端部具有緊固元件以使得能夠實現沖擊圈元件的閉合的單件式分裂沖擊圈元件。

US 4 337 016 A公開了一種用于限制冷卻空氣至外殼與鄰接結構之間的流路的設備。討論了使得該裝置能夠將鄰接結構密封地接合以阻塞冷卻空氣的泄漏并以容納直徑上的改變的各種構造細節。密封裝置是環形的并且具有雙壁、分段圈和位于分段圈的徑向內側的分段內壁。

發明內容

本發明的目的可以是提供一種包括具有在燃氣渦輪組成部件的熱膨脹期間的降低了的冷卻空氣損失的沖擊冷卻系統的渦輪。

該目的通過根據獨立權利要求的渦輪、特別是燃氣渦輪及用于制造該渦輪的方法來解決。

根據本發明的第一方面，呈現出一種渦輪、特別是燃氣渦輪。渦輪包括沿著渦輪的周向方向延伸的支撐結構。支撐結構包括冷卻空氣可被引導通過的槽。槽沿著周向方向延伸。

渦輪進一步包括具有多個第一孔的第一沖擊圈元件和具有第二冷卻孔的第二沖擊圈元件。第一沖擊圈元件和第二沖擊圈元件沿著周向方向被依次地安裝至槽，使得槽被第一沖擊圈元件和第二沖擊圈元件覆蓋。

渦輪進一步包括布置在第一沖擊圈元件與第二沖擊圈元件之間的第一聯接圈元件，使得槽被第一沖擊圈元件與第二沖擊圈元件之間的第一聯接圈元件覆蓋。第一聯接圈元件形成與第二沖擊圈元件的滑動接觸使得可提供第一聯接圈元件與第二沖擊圈元件之間的相對移動。

根據本發明的進一步的方面，呈現出一種用于制造渦輪、特別是燃氣渦輪的方法。根據該方法，形成沿著渦輪的周向方向延伸的支撐結構。支撐結構包括冷卻空氣可被引導通過的槽。槽沿著周向方向延伸。形成包括多個第一冷卻孔的第一沖擊圈元件和包括多個第二冷卻孔的第二沖擊圈元件。將第一沖擊圈元件和第二沖擊圈元件沿著周向方向依次地安裝至槽使得槽被第一沖擊圈元件和第二沖擊圈元件覆蓋。形成沿著周向方向布置在第一沖擊圈元件與第二沖擊圈元件之間延伸的第一聯接圈元件，使得槽被第一沖擊圈元件與第二沖擊圈元件之間的第一聯接圈元件覆蓋。形成在第一聯接圈元件與第二沖擊圈元件之間的滑動接觸使得可提供第一聯接圈元件與第二沖擊圈元件之間的相對移動。

渦輪可以特別地是例如用于發電或用于航空器推進的燃氣渦輪。渦輪通常包括可圍繞轉動軸線轉動的轉動軸。轉動軸線限定了燃氣渦輪的軸向方向。與轉動軸線交叉且垂直于轉動軸線的方向被表示為徑向方向。以到轉動軸線的恒定半徑圍繞轉動軸線行進的方向被表示為周向方向。周向方向的切線垂直于徑向方向和軸向方向。