[發明專利]具有浮動級間密封件的渦輪發動機

在審

• 申請號: 202110547697.4
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113818933A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 馬修·李·克魯馬納克爾;約瑟夫·托馬斯·利平斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00;F01D5/14
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

一種渦輪發動機，包括發動機核心，該發動機核心至少包括壓縮機區段，燃燒器區段和渦輪區段，并限定轉子和定子。渦輪發動機還包括：第一密封結構，其圍繞轉子周向延伸；多個周向布置的輪葉；多個支柱，其延伸通過輪葉；以及第二密封結構，其圍繞第一密封結構周向延伸。

關于聯邦政府資助的研究與開發的聲明

本發明是在美國政府的支持下完成的。政府在本發明中享有某些權利。

技術領域

本公開總體上涉及發動機的級間密封件，并且更具體地，涉及可移動地連接至翼型件的動態級間密封件。

背景技術

渦輪發動機(尤其是燃氣渦輪發動機)是旋轉發動機，其通過燃燒器，然后通過一系列渦輪級，從穿過發動機的氣流中提取能量到多個旋轉葉片和固定輪葉上。壓縮機和渦輪級包括軸向布置的成對旋轉葉片和固定輪葉。旋轉葉片由盤支撐，而輪葉由圍繞盤的殼體支撐。級間密封件可以放置在輪葉內帶和相應的盤之間。

迷宮式密封件可包括從盤徑向向外延伸的指狀物。指狀物終止于輪葉內帶下方的末端，該末端通常具有磨損元件，例如靜態安裝到內帶并面對指狀物末端的蜂窩墊。在渦輪發動機的操作期間，指狀物末端可與附接到固定翼型件的磨損元件接觸，使得氣流在接觸區域從靜態翼型件的一側到另一側受到限制。靜態安裝磨損元件增加了指狀物末端與磨損元件之間臨時接觸的可能性，從而導致磨損元件的更快磨損。

發明內容

在一個方面，本公開涉及一種渦輪發動機，該渦輪發動機包括：發動機核心，該發動機核心至少包括以軸向流動布置的壓縮機區段，燃燒器區段和渦輪區段，并且限定轉子和定子，定子具有周向圍繞轉子的至少一部分的殼體；第一密封結構，該第一密封結構包括從轉子突出并圍繞轉子周向延伸的指狀密封件；多個周向布置的輪葉，該多個周向布置的輪葉形成上帶和下帶，上帶安裝到殼體，下帶位于指狀密封件的徑向上方；多個支柱，該多個支柱具有固定到殼體的徑向外端和徑向向內延伸超過下帶的徑向內端，并且至少一些支柱延伸通過輪葉；以及第二密封結構，第二密封結構圍繞第一密封結構周向延伸，并且包括浮動密封件和磨損元件，浮動密封件可移動地安裝到至少一些支柱并與下帶形成密封，磨損元件周向圍繞并面對指狀密封件。

在另一方面，本公開涉及一種渦輪發動機，該渦輪發動機包括：發動機核心，該發動機核心包括轉子和定子，定子具有周向圍繞轉子的至少一部分的殼體；多個周向布置的輪葉，該多個周向布置的輪葉形成上帶和下帶，上帶安裝到殼體，下帶圍繞轉子周向延伸并與轉子間隔開；以及浮動密封件，該浮動密封件由定子或輪葉中的至少一個承載，并且可相對于下帶徑向移動并相對于轉子密封下帶。

附圖說明

在附圖中：

圖1是飛行器的渦輪發動機的示意性截面圖。

圖2是具有示例性級間密封件的渦輪發動機的區段的示意性截面圖。

圖3是圖2的示例性密封組件的放大示意性截面圖。

圖4是圖2的示例性密封組件的變型的示意性截面圖。

圖5是圖2的示例性密封組件的變型的示意性截面圖。

具體實施方式

本文描述的公開的方面廣泛地涉及具有密封件的密封系統，該密封件具有經由支柱連接到翼型件的旋轉區段和靜態浮動區段。為了說明的目的，將以渦輪發動機的形式描述可在其中利用密封系統的一種示例性環境。在非限制性示例中，這種渦輪發動機可以是具有動力齒輪箱的渦輪發動機，渦輪螺旋槳發動機，渦輪軸發動機或渦輪風扇發動機的形式。然而，將理解的是，本文描述的公開的方面不限于此，并且可以在其他密封系統內具有普遍的適用性。例如，本公開可以具有用于其他發動機或運載器中的密封系統的適用性，并且可以用于在工業，商業和住宅應用中提供益處。