[发明专利]用于涡轮机盘的组合式密封和平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的涡轮机盘，而且涉及一种包括涡轮机盘的涡轮机。此外，本发明涉及一种生产用于涡轮机的涡轮机盘的方法。

背景技术

涡轮机盘旋转地安装到传统燃气涡轮机的轴。涡轮机盘能够例如接纳涡轮机叶片。涡轮机盘相对于静止非可动的涡轮机部分旋转，从而使得涡轮机盘需要密封和平衡装置，以便提供适当的密封和旋转特性。

在可动部分（例如涡轮机盘）与静止部分（例如输出预涡流装置和涡轮机外壳）之间存在多个腔。在可动部分与静止部分之间适当的密封是必须的。因此，在传统的燃气涡轮机中，减少来自腔内的流体的泄漏可通过使用例如单一密封翼片装置而被控制，该单一密封翼片装置被布置到传统涡轮机盘上的预定位置。

此外，用于对可动部分进行平衡的平衡装置是必须的。此平衡装置可例如通过使用位于涡轮机盘上特别是涡轮机盘相对侧上的预定位置处的平衡带而实现，其中单一翼片装置位于涡轮机盘的该相对侧上。

图4示出了这种传统的涡轮机盘装置。在传统的涡轮机盘400的第一表面上布置有传统的单一密封唇缘401，在传统的涡轮机盘400的相对侧上布置有传统的平衡装置402。

US 4, 817, 455公开了一种用于燃气涡轮发动机的平衡装置，其中卡环被放置在转子的转子盘中的槽内。在相对于卡环分开的位置，密封装置可被附接到转子盘。

US 4, 926, 710公开了一种对装有叶片的燃气涡轮发动机转子进行平衡的方法。平衡环被安装到位于卡环与涡轮机盘的唇缘之间的转子盘。在相对于平衡环分开的位置，布置有用于密封转子盘的迷宫式密封。

US 4, 220, 055公开了一种用于对转子进行平衡的平衡装置。配重特别是L形配重被布置在第一涡轮机部分与可旋转的第二转子部分之间。在相对于L形配重的分开位置，迷宫式密封装置形成在转子盘上。

US 7, 491, 031 B2公开了一种涡轮机组发动机的平衡装置。密封盘或另一盘通过螺栓螺母连接被固定到涡轮机盘的凸缘。在螺栓与螺母之间附接有平衡物。在盘的分开位置可形成有迷宫式密封元件。

在US 3, 985, 465中，压缩机盘的轴向延伸部的基本径向向外的表面被用于保持平衡配重。这允许经由检查孔利用细长的工具径向向外来接近平衡配重。平衡配重的位置靠近轴流式压缩机的定子罩与转子叶片之间的主流体路径的较宽通道。较宽通道特别地并不形成密封，但可用于将来自主流体路径的流体转向到二次空气系统。

因而，传统装置中的密封装置和平衡装置在功能上时分开的，并且彼此之间没有相互影响。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种适合的涡轮机盘，其制造起来简单且廉价。

这一目的通过根据各独立权利要求的一种用于涡轮机（特别是燃气涡轮机）的涡轮机盘、一种包括涡轮机盘的涡轮机、以及一种生产用于涡轮机的涡轮机盘的方法而得以实现。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于涡轮机特别是燃气涡轮机的涡轮机盘。该涡轮机盘包括第一突起和第二突起。第一突起和第二突起以如下方式被形成，即：使得平衡配重能耦连在第一突起与第二突起之间。此外，第一突起包括密封区段，该密封区段能够密封涡轮机盘与涡轮机的另一涡轮机部分之间的流体通道。

根据本发明一个进一步的方面，提出了一种涡轮机，特别是燃气涡轮机。该涡轮机包括涡轮机部分和上文所述的涡轮机盘。涡轮机盘能以如下方式耦连到涡轮机部分，即：使得涡轮机盘的第一突起的密封区段密封涡轮机盘与涡轮机部分之间的流体通道。

根据本发明一个进一步的方面，提供了一种生产用于涡轮机特别是燃气涡轮机的涡轮机盘的方法。该方法包括在涡轮机盘上形成第一突起和第二突起的步骤。第一突起和第二突起以如下方式被形成，即：使得平衡配重能耦连在第一突起与第二突起之间。第一突起包括密封区段，该密封区段能够密封涡轮机盘与涡轮机的另一涡轮机部分之间的流体通道。

用语“突起”表示基本沿着涡轮机盘的表面的法线方向延伸的凸缘、带或边缘。突起例如还可由圆凸或扩口形成。

第一突起和第二突起在功能上耦连，这是因为两个突起共同实现所述平衡配重的耦连，其中一个突起进一步包括用于提供涡轮机盘的密封能力的密封区段。因而，通过第一突起和第二突起的功能上的耦连，提出了一种组合式密封和平衡装置。

用语“涡轮机盘”表示类似板状的盘，其例如可旋转地连接到涡轮机的涡轮机轴或连接到涡轮机外壳的内表面。涡轮机盘可包括涡轮机叶片。涡轮机盘也可用作压缩机盘，因而能安装到压缩机或涡轮机的压缩级中。