[发明专利]用于涡轮级间边沿密封的系统、方法及设备

说明书

技术领域

本发明主要涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及涡轮级间边沿密封。

背景技术

燃气轮机使用称为轮叶(或叶片)的构件来由热压缩气体产生旋转能。涡轮轮叶安装到涡轮转子叶轮的周界上，该涡轮转子叶轮可围绕发动机的中心轴线旋转。当热燃烧气体离开燃烧器并流过涡轮轮叶时，涡轮转子叶轮旋转。在此情况下，来自于热燃烧气体的能量转变成旋转能，该旋转能例如可用于驱动发电机或可提供直接的机械功。

用于构建涡轮转子叶轮的材料可不同于其它涡轮构件，以及在许多设计中，涡轮转子叶轮不如直接暴露于热燃烧气体的轮叶那样耐热。结果，热燃烧气体的高温可能会超过涡轮转子叶轮的冶金极限，导致产生热应力、氧化和结构裂纹。

为了防止涡轮转子叶轮过热，可从压缩机中获取冷却空气用以冷却包绕涡轮转子组件及其内的空间，包括与涡轮转子叶轮形成热接触的那些。以这种常规方式获取空气可从燃烧器转移空气并会妨碍发动机循环的效率。

发明内容

本发明的某些实施例可解决上述需求中的一些或全部。本发明的某些实施例可包括用于涡轮级间边沿密封的系统、方法及设备。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于密封涡轮转子-轮叶对接面(interface)的方法。该方法包括使一个或多个边沿密封件节段的第一部分与一个或多个流动通路密封件节段相连，以及在施加离心力时，使一个或多个边沿密封件节段旋转以移置一个或多个边沿密封件节段的第二部分。该方法还包括利用至少一个或多个旋转的边沿密封件节段来密封位于与涡轮相关联的转子与轮叶之间的间隙的至少一部分。

根据另一示例性实施例，提供了一种用于密封涡轮转子-轮叶对接面的系统。该方法包括转子、至少一个轮叶、一个或多个流动通路密封件节段，以及具有与一个或多个流动通路密封件节段相连的第一部分的一个或多个边沿密封件节段。一个或多个边沿密封件节段构造成在施加离心力时旋转以移置一个或多个边沿密封件节段的第二部分并且密封位于一个或多个流动通路密封件节段、转子以及至少一个轮叶之间的间隙的至少一部分。

根据另一示例性实施例，提供了一种用于密封涡轮转子-轮叶对接面的设备。该设备包括具有与一个或多个流动通路密封件节段相连的第一部分的一个或多个边沿密封件节段。一个或多个边沿密封件节段构造成在施加离心力时旋转以移置一个或多个边沿密封件节段的第二部分并且密封位于一个或多个流动通路密封件节段、转子以及至少一个轮叶之间的间隙的至少一部分。

本发明的其它实施例和方面在文中进行了详细描述且认作是要求得到专利保护的本发明的一部分。参照以下详细描述、附图和权利要求可理解其它实施例和方面。

附图说明

现将参照附表和附图，附图不必按比例绘制，且在附图中：

图1为根据本发明示例性实施例的示范性涡轮区段实例的框图。

图2为根据本发明示例性实施例的处于静止位置或安装位置的示范性边沿密封件实例的框图。

图3为根据本发明示例性实施例的处于旋转位置以提供密封的示范性边沿密封件实例的框图。

图4为根据本发明示例性实施例的另一示范性边沿密封件的框图。

图5为根据本发明示例性实施例的方法实例的流程图。

零件清单

100示例性涡轮区段

102轮叶

104喷嘴

106近流动通路密封件

108涡轮叶轮或转子

110隔离件

112可旋转的边沿密封件节段

200处于静止位置的示例性边沿密封件

202近流动通路密封件

204涡轮叶轮或转子

206边沿密封件槽道(channel)

208边沿密封件重心

210间隙

212热气体

214冷却气体

216边沿密封件的第一端

218边沿密封件的第二端

300处于旋转位置的示例性边沿密封件

302密封间隙

400示例性边沿密封件实施例

404边沿密封件槽道

406边沿密封件

408边沿密封件重心

500方法

502方框

504方框

506方框

508方框

具体实施方式