[发明专利]具有改进的密封结构的旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改进的密封结构的旋转机械。

背景技术

涡轮机，例如燃气轮机或蒸汽轮机，具有包围着转子(该转子承载着多个转子部分)的定子(该定子由多个定子部分组成)，该转子在该定子内部旋转。

在很多地方，为了控制和限制住在高压区与低压区之间的泄漏，定子部分和转子部分通常具有迷宫式或刷式密封结构。

这些传统的密封(迷宫式或刷式密封)产生一种从高压区流向低压区的受控的流体流动，这就消耗了流体的压力能，增加了定子、转子以及流体的温度。

这种受控的泄漏几乎与被涉及的转子部分与定子部分之间的最小间隙成正比，因此实际的泄漏很难根据特殊需要而得以被控制。

发明内容

因此本发明的技术目标在于提供一种带有改进的密封结构的旋转机械，利用该密封结构可以解决上述已知技术中存在的问题。

在该技术目标的范围之内，本发明的目的是提供一种不会将流体的压力能耗散掉的旋转机械。特别地，根据本发明，流体的压力能不会以热的形式而被耗散。

本发明的另一个目的是提供一种泄漏可被加以控制的旋转机械，该控制和介于定子部分与转子部分之间的间隙无关。

根据本发明，通过提供根据所附的权利要求的一种旋转机械，而实现该技术目标，以及这些和其它目的。

附图说明

本发明进一步的特征以及优点将从对根据本发明的旋转机械的优选但非独占的实施例的描述中而变得更加显而易见，并通过下列附图中非限定性的实例来加以阐明，其中：

图1是本发明的带有导向叶片组、且对轴向涡轮进行限定的密封结构的实施例的示意图；

图2至图6是本发明的对一种具有导向叶片组及其后的转子叶片组的轴向涡轮进行限定的密封结构的五个不同实施例的示意图；

图7至图9是本发明的对一种具有导向叶片组和转子叶片组的径向涡轮加以限定的三个不同实施例的示意图；

图10是本发明的具有转子叶片组及其后的导向叶片组、并对一种轴向压缩机加以限定的密封结构的实施例的示意图；

图11是本发明的具有转子叶片组、并对一种轴向压缩机加以限定的密封结构的实施例的示意图；

图12是本发明的具有转子叶片组和导向叶片组、并对一种径向压缩机加以限定的密封结构的实施例的示意图；以及

图13是本发明的微型涡轮机的实例图。

附图标记

1    旋转机械

2    定子部分

3    转子部分

4    间隙

5    密封结构

6    导向叶片组

7    流体

9    环形板

10   环形通道

11   环形板

12   环形通道

14   转子叶片组

16   主转子叶片

18   主定子叶片

20    热气体路径

22    低压区

24    高压区

25    泄漏

具体实施方式

尤其参考图13，具有改进的密封结构的旋转机械1(例如燃气轮机或蒸汽轮机)包括定子部分2和转子部分3；在定子部分2和转子部分3之间限定着间隙4。

间隙4容纳着密封结构5，该密封结构5包括从定子部分2延伸并被布置成用以引导间隙4中的流体流7的导向叶片组6、和从转子部分3延伸并被布置成用以与流体流7交换机械能的转子叶片组14。

导向叶片组6和转子叶片组14维持着密封结构5的两个相对立的末端处的区域之间的压力差，以及防止流体流7耗散掉其(产生热能的)压力能。

优选地，密封结构5还包括一种被布置用以限制流体流7穿过间隙4中而流出的遮挡物。

遮挡物包括环形板9、11，并且在该方面，第一环形板9从定子部分2沿横向伸出，限定出具有预定厚度的用于流体流7的环形通道10。

在这种情况下，导向叶片组6可以从该定子环形板9延伸出。

此外，另一环形板11从转子部分3沿横向延伸出，限定出具有预定厚度的用于流体流7的环形通道12。

转子叶片组14可以从环形板11延伸出。

在不同的实施例中，密封结构5可以限定轴向或径向的微型涡轮机。

有益地，在这些实施例中，流体的压力能不会以热的形式而耗散，而是被用来提供涡轮机作功，从而引起空气总温度(每级高达60K)的降低。因此转子和定子的温度也会降低。