專利名稱：渦輪機密封系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃氣渦輪機技術領域，確切地說，涉及渦輪機內的密封件技木。
背景技術：
通常情況下，燃氣渦輪發(fā)動機燃燒壓縮空氣與燃料的混合物，以產(chǎn)生熱燃燒氣體。所述燃燒氣體可流過ー個或多個渦輪機級，從而為負載和/或壓縮機發(fā)電。級間可發(fā)生壓降，從而可使流體，例如燃燒氣體，通過不當?shù)穆窂桨l(fā)生漏流?？稍谒黾壷g設置密封件，以減少級之間的流體泄漏。但不幸的是，密封件會承受應カ，例如熱應カ，從而可在軸向和/或徑向上偏置所述密封件，進而降低所述密封件的效用。例如，密封件偏轉可增加固定部 件與旋轉部件之間發(fā)生摩擦的可能性。

發(fā)明內容
本說明書將概述本發(fā)明的最初范圍內的某些實施例。這些實施例的目的并不在于限制本發(fā)明的范圍，而僅在于概述本發(fā)明的可能形式。實際上，本發(fā)明可能包括與下述實施例的形式類似或不同的各種形式。在第一實施例中，本發(fā)明所提供的一種系統(tǒng)包括多級渦輪機。所述多級渦輪機包括第一渦輪機級，其包括第一葉輪，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪周圍的多個第一葉片段；第二渦輪機級，其包括第二葉輪，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪周圍的多個第二葉片段；以及級間密封件，其在所述第一渦輪機級與所述第二渦輪機級之間軸向延伸。所述級間密封件經(jīng)配置以在所述第一葉輪和所述第二葉輪保持于相應所述第一渦輪機級和所述第二渦輪機級中的原位時進行安裝或拆卸。所述多個第一葉片段中的每個葉片段使用多個第一安裝件連接到所述第一葉輪，而且所述多個第二葉片段中的每個葉片段使用多個第二安裝件連接到所述第二葉輪。每個第一安裝件包括設于所述第一葉輪中的第一槽、以及設于所述多個第一葉片段中的ー個葉片段中的第一鍵形物，而且每個第二安裝件包括設于所述第二葉輪中的第二槽、以及設于所述多個第二葉片段中的一個葉片段中的第二鍵形物。所述級間密封件經(jīng)配置以在安裝所述級間密封件期間可朝向所述多級渦輪機的軸向軸樞轉，而且所述級間密封件經(jīng)配置以在拆卸所述級間密封件期間可樞轉遠離所述多級渦輪機的所述軸向軸。所述級間密封件包括與所述級間密封件的內橋部分成一定角的傾斜支撐肋，其中所述傾斜支撐肋使所述級間密封件可朝向、和遠離所述多級渦輪機的軸向軸樞轉。所述級間密封件包括與所述傾斜支撐肋相鄰的第二凹進部分，所述第二凹進部分經(jīng)配置以收納所述第二葉輪的第二部分，從而使所述級間密封件可朝向和遠離所述軸向軸樞轉，且所述級間密封件的第一凹進部分經(jīng)配置以在所述級間密封件沿著所述軸向軸朝向所述第一渦輪機級移動時收納所述第一葉輪的第一部分。所述角小于約75度。所述級間密封件包括第一支撐特征，其經(jīng)配置以與設置于所述多個第一葉片段或所述多個第二葉片段中一個或多個葉片段上的第二支撐特征配合，以阻止所述級間密封件在安裝或拆卸所述級間密封件期間朝向所述多級渦輪機的軸向軸徑向移動，且阻止所述級間密封件在所述多級渦輪機運行運行期間圍繞所述軸向軸周向移動。所述第一支撐特征包括槽，且所述第二支撐特征包括鍵形物。所述級間密封件包括軸向端部分，其經(jīng)配置以在所述多級渦輪機運行期間在徑向上配合所述第一葉輪或所述第二葉輪的輪緣。所述級間密封件還可包括離心式密封件，其經(jīng)配置以朝向所述第一渦輪機級或所述第二渦輪機級移動，從而當在所述多級渦輪機運行 期間產(chǎn)生徑向離心力時阻止徑向泄漏。所述級間密封件包括一個或多個密封齒，其經(jīng)配置以阻止所述第一渦輪機級與所述第二渦輪機級之間發(fā)生級間軸向泄漏。所述級間密封件包括一個或多個冷卻通道，其經(jīng)配置以引導冷卻流體流向所述多個第一葉片段或所述多個第二葉片段。所述系統(tǒng)可包括設置于所述第一渦輪機級與所述第二渦輪機級之間的級間密封組件，其中所述級間密封組件包括多個級間密封件。在第二實施例中，本發(fā)明提供的一種系統(tǒng)包括級間渦輪機密封件，所述級間渦輪機密封件經(jīng)配置以軸向安裝于多級渦輪機的第一渦輪機級與第二渦輪機級之間。所述級間渦輪機密封件包括傾斜支撐肋，所述傾斜支撐肋經(jīng)配置以使級間密封件朝向和遠離多級渦輪機的軸向軸樞轉，而無需拆卸所述第一渦輪機級的第一葉輪和所述第二渦輪機級的第二葉輪。所述傾斜支撐肋定向成與所述級間渦輪機密封件的內橋部分成一定角，其中所述傾斜支撐肋使所述級間渦輪機密封件可朝向和遠離所述多級渦輪機的所述軸向軸進行樞轉。所述級間渦輪機密封件包括與所述傾斜支撐肋相鄰的第二凹進部分，所述第二凹進部分經(jīng)配置以收納所述第二葉輪的第二部分，從而使所述級間渦輪機密封件可朝向和遠離所述軸向軸進行樞轉，且所述級間渦輪機密封件的第一凹進部分經(jīng)配置以在所述級間渦輪機密封件沿著所述軸向軸朝向所述第一渦輪機級移動時收納所述第一葉輪的第一部分。所述級間渦輪機密封件包括第一支撐特征，其經(jīng)配置以與設置于連接到所述第二葉輪的葉片段的一部分上的第二支撐特征配合，從而可阻止所述級間渦輪機密封件在安裝或拆卸所述級間渦輪機密封件期間朝向所述多級渦輪機的軸向軸徑向移動，并可阻止所述級間渦輪機密封件在所述多級渦輪機運行期間圍繞所述軸向軸周向移動。在第三實施例中，本發(fā)明提供的一種方法包括圍繞渦輪機的第一輪緣放置級間密封件的第一凹進部分；使所述級間密封件的第二凹進部分朝向所述渦輪機的軸向軸樞轉；以及沿所述軸向軸朝向所述渦輪機的第二輪緣移動所述級間密封件，以圍繞所述第二輪緣設置所述第二凹進部分。所述方法進一步包括使設置在所述級間密封件的所述第一凹進部分附近的第一支撐特征與設置于連接到所述第一輪緣的葉片段的一部分上的第二支撐特征配合，以阻止所述級間密封件在安裝或拆卸所述級間密封件期間朝向所述渦輪機的所述軸向軸徑向移動，并可阻止所述級間密封件在所述渦輪機運行期間圍繞所述軸向軸周向移動。


在參閱附圖閱讀以下具體說明后，可更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點，在附圖中，類似的符號代表所有附圖中類似的部分，其中圖I為可使用渦輪機密封件的燃氣渦輪發(fā)動機的一項實施例的示意流程圖2為圖I所示燃氣渦輪發(fā)動機沿縱軸截得的一項實施例的截面?zhèn)纫晥D；圖3為圖2所示燃氣渦輪發(fā)動機的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了渦輪機級之間的密封結構的一項實施例；圖4為圖2所示燃氣渦輪發(fā)動機的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了在相鄰級之間樞轉的密封結構的一項實施例；圖5為圖2所示燃氣渦輪發(fā)動機的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了在相鄰級之間沿縱軸移動的密封結構的一項實施例；圖6為圖2所示燃氣渦輪發(fā)動機的局部截面?zhèn)纫晥D，圖示了安裝在相鄰級之間的密封結構的一項實施例；圖7為密封結構的一項實施例的正面透視圖；
圖8為密封結構的一項實施例的后方透視圖；圖9為密封結構的一項實施例的正視圖；以及圖10為密封結構的一項實施例的側視圖。元件符號列表
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 多級渦輪機(22)，其包括 第一渦輪機級(62)，其包括第一葉輪(66)，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪(66)周圍的多個第一葉片段(68)； 第二渦輪機級(64)，其包括第二葉輪(74)，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪(74)周圍的多個第二葉片段(76);以及 級間密封件(40)，其在所述第一渦輪機級￠2)與所述第二渦輪機級￠4)之間軸向延伸，其中所述級間密封件(40)經(jīng)配置能夠在所述第一葉輪￠6)和所述第二葉輪(74)保持于相應所述第一渦輪機級(62)和所述第二渦輪機級(64)中的原位時進行安裝或拆卸。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個第一葉片段(68)中的每個葉片段使用多個第一安裝件(70)連接到所述第一葉輪(66)，而且所述多個第二葉片段(76)中的每個葉片段使用多個第二安裝件(78)連接到所述第二葉輪(74)。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個第一安裝件(70)包括設于所述第一葉輪(66)中的第一槽(72)、以及設于所述多個第一葉片段(68)中一個葉片段中的第一鍵形物(73)，而且每個第二安裝件(78)包括設于所述第二葉輪(74)中的第二槽(80)、以及設于所述多個第二葉片段(76)中一個葉片段中的第二鍵形物(81)。
4.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)經(jīng)配置以在安裝所述級間密封件(40)期間可朝向所述多級渦輪機(22)的軸向軸(50)進行樞轉，而且所述級間密封件(40)經(jīng)配置以在拆卸所述級間密封件(40)期間可樞轉遠離所述多級渦輪機(22)的所述軸向軸(50)。
5.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括與所述級間密封件(40)的內橋部分(84)成一定角(94)的傾斜支撐肋(88)，其中所述傾斜支撐肋(88)使所述級間密封件(40)可朝向和遠離所述多級渦輪機(22)的軸向軸進行樞轉(50)。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括與所述傾斜支撐肋(88)相鄰的第二凹進部分(98)，所述第二凹進部分(98)經(jīng)配置以收納所述第二葉輪(74)的第二部分(132)，以使所述級間密封件(40)可朝向和遠離所述軸向軸(50)樞轉(150)，且所述級間密封件(40)的第一凹進部分(98)經(jīng)配置以在所述級間密封件(40)沿著所述軸向軸(50)朝向所述第一渦輪機級￠2)移動時收納所述第一葉輪￠6)的第一部分(128)。
7.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角(94)小于約75度。
8.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括第一支撐特征(118)，其經(jīng)配置以與設置于所述多個第一葉片段(68)上、或所述多個第二葉片段(76)中的一個或多個葉片段上的第二支撐特征(120)配合，以阻止所述級間密封件(40)在安裝或拆卸所述級間密封件(40)期間朝向所述多級渦輪機(22)的軸向軸(50)徑向移動(52)，虹可阻止所述級間密封件(40)在所述多級渦輪機(22)運行期間圍繞所述軸向軸(50)周向移動(54)。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一支撐特征(118)包括槽，且所述第二支撐特征(120)包括鍵形物。
10.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括軸向端部分(124、126)，其經(jīng)配置以在所述多級渦輪機(22)運行期間在徑向(52)上配合所述第一葉輪(66)或所述第二葉輪(74)的輪緣(128、132)。
11.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括離心式密封件(110)，其經(jīng)配置以朝向所述第一渦輪機級￠2)或所述第二渦輪機級￠4)移動，從而當在所述多級渦輪機(22)運行期間產(chǎn)生徑向離心力時阻止徑向泄漏。
12.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括一個或多個密封齒(104)，其經(jīng)配置以阻止所述第一渦輪機級￠2)與所述第二渦輪機級￠4)之間發(fā)生級間軸向泄漏。
13.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述級間密封件(40)包括一個或多個冷卻通道(260)，其經(jīng)配置以引導冷卻流體流向所述多個第一葉片段￠8)或所述多個第二葉片段(76)。
14.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括設置于所述第一渦輪機級(62)與所述第二渦輪機級￠4)之間的級間密封組件(41)，其中所述級間密封組件(41)包括多個級間密封件(40)。
15.—種系統(tǒng),包括 級間渦輪機密封件(40)，其經(jīng)配置以軸向(50)安裝于多級渦輪機(22)的第一渦輪機級￠2)與第二渦輪機級￠4)之間，其中所述級間渦輪機密封件(40)包括傾斜支撐肋(88)，所述傾斜支撐肋經(jīng)配置以使所述級間渦輪機密封件(40)可朝向和遠離所述多級渦輪機(22)的軸向軸(50)進行樞轉，而無需拆卸所述第一渦輪機級￠2)的第一葉輪(66)和所述第二渦輪機級￠4)的第二葉輪(74)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種包括渦輪機密封系統(tǒng)，其為具有多級渦輪機的系統(tǒng)。所述多級渦輪機包括第一渦輪機級，其包括第一葉輪，所述第一葉輪具有周向間隔分布在所述第一葉輪周圍的多個第一葉片段；第二渦輪機級，其包括第二葉輪，所述第二葉輪具有周向間隔分布在所述第二葉輪周圍的多個第二葉片段；以及級間密封件，其在所述第一渦輪機級與所述第二渦輪機級之間軸向延伸。所述級間密封件經(jīng)配置能夠在所述第一葉輪和所述第二葉輪保持于相應所述第一渦輪機級和所述第二渦輪機級中的原位時進行安裝或拆卸。
文檔編號F01D11/00GK102852566SQ201210201750
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者M.T.哈夫納 申請人:通用電氣公司