[发明专利]涡轮机、涡轮机密封结构以及维护涡轮机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机构件和制造涡轮机构件的方法。更具体而言，本发明涉及涡轮机密封件和制造涡轮机密封件的方法。

背景技术

燃气涡轮机构件经历热、机械和化学上不利的环境。例如，在燃气涡轮机的压缩机部分中，大气被压缩到大气压的10-25倍，并在该过程中被绝热地加热到约800°F至约1250°F。这种经加热和压缩的空气被引导到燃烧器中，在此它与燃料混合。燃料被点燃，且燃烧过程将气体加热到超过约3000°F的极高温度。这些热气经过涡轮机并经过排气系统，在涡轮机中，固定至旋转涡轮盘的翼型件提取能量以驱动涡轮机的风扇和压缩机，在排气系统中，气体提供足以使发电机转子旋转的能量，以产生电力。紧密的密封件和精确定向的热气流提供了运行效率。在涡轮机中实现此类紧密的密封件和精确定向的流可能是昂贵的。

为了提高涡轮机的运行效率，已提高了燃烧温度且一直在提高燃烧温度。为了耐受这些升高的温度，可以使用钎焊至静止结构的高合金蜂窝区段。高合金蜂窝在材料成本上可能是昂贵的，并且将其钎焊至静止结构可能是昂贵的。

在本领域中，成本更低的涡轮机、成本更低的涡轮机密封件以及维护(service)能够在上述条件下运行的涡轮机的成本更低的方法将是所期望的。

发明内容

在一个实施例中，一种涡轮机包括密封结构。该密封结构被机械地固定在涡轮机的热气路径内。

在另一实施例中，一种热气路径涡轮机密封结构被机械地固定至背板、第一侧壁以及第二侧壁中的一个或更多。

在另一实施例中，一种维护涡轮机的方法包括提供涡轮机，将密封结构定位在涡轮机的热气路径内，以及将密封结构机械地固定在涡轮机内。

根据下文结合附图对优选实施例的更详细的描述，本发明的其它特征和优点将是显而易见的，附图以示例的方式说明了本发明的原理。

附图说明

图1示出了根据公开内容的具有由紧固件机械地固定至背板的金属泡沫的示例性涡轮机的一部分的透视图。

图2示出了根据公开内容的具有细孔隙的示例性金属泡沫的侧视示意图。

图3示出了根据公开内容的具有粗孔隙的示例性金属泡沫的侧视示意图。

图4示出了根据公开内容的具有由紧固件机械地固定至侧壁的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的侧视示意图。

图5示出了根据公开内容的具有由闩锁(latch)机械地固定至背板的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

图6示出了根据公开内容的具有由闩锁机械地固定至侧壁的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

图7示出了根据公开内容的具有由互锁特征机械地固定至背板的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

图8示出了根据公开内容的具有由互锁特征机械地固定至侧壁的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

图9示出了根据公开内容的具有由凸缘机械地固定至背板的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

图10示出了根据本公开内容的具有由凸缘机械地固定至侧壁的金属泡沫的示例性涡轮机密封件的透视图。

只要有可能，将在全部附图中使用相同的标号来表示相同的部分。

具体实施方式

提供了成本更低的涡轮机密封件和制造能够在上述条件下运行的涡轮机密封件的方法。本公开内容的实施例允许在热气路径区域内使用更廉价的材料，允许涡轮机密封件的更简单和/或更廉价的组装和/或修理，允许燃气涡轮机的提高的运行效率，允许提高的抗氧化性能，以及它们的组合。

图1示出了涡轮机100(如燃气涡轮机)的部分，其包括旋转部102(如叶片)以及涡轮机密封件104或外罩密封件。热气106沿着使旋转部102旋转的涡轮机密封件104经过沿着涡轮机密封件104内的预定路径110的凹槽108或密封件切口。旋转部102包括具有预定厚度114的边缘112。例如，在一个实施例中，该预定厚度114为介于约?英寸与约?英寸之间，介于约?英寸与约?英寸之间，约?英寸，或者约?英寸。