[发明专利]气轮机密封件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月20日提交的美国申请No.61/488,249的优先权，该申请通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及位于燃气涡轮发动机的部件之间的密封件，并且具体地涉及位于沿着涡轮段中的燃烧气体流路的气冷部件之间的密封件。

背景技术

燃气涡轮发动机设计成从燃烧气体的流束中提取能量。涡轮的效率与整个系统内的能量损失成正比。发动机的涡轮段提供了流束的固定边界以及将流束能量转换成为机械能用于工作的旋转元件两者。涡轮效率要求密封流路，以防止燃烧气体能量流出。在相邻的气轮机部件之间的密封件设计成完成这一任务，并且可以允许对部件冷却的精确控制。相邻的气轮机部件能够通过热膨胀和对外部和内部环境的动态响应而相对于彼此移动。这些相对位移会使得部件之间的密封件磨损。

附图说明

下面参考附图描述了本发明，在图中：

图1是其中可采用本发明实施方式的燃气涡轮发动机的局部侧面截面图。

图2是诸如涡轮叶片的平台的、两个周向相邻的气轮机部件的示意性截面图。

图3是根据本发明的方面的密封件实施方式的横向截面图。

图4是带有偏转限制凹座（deflection-limiting dimples）的密封件实施方式的截面图。

图5是带有用于密封件柔性化的横向槽的密封件实施方式的透视图。

图6是根据本发明的方面的另一密封件实施方式的横向截面图。

图7是图6的密封件实施方式的透视图。

图8是带有偏转限制凹座的密封件的截面图。

图9是图6的密封件实施方式的透视图，带有在密封件的至少一个卷折部分上用于柔性化的横向闭合槽。

图10是图6的密封件实施方式的透视图，带有在密封件的至少一个卷折部分上用于柔性化的横向开口槽。

图11是根据本发明的方面的另一密封件实施方式的横向截面图。

图12是图11的密封件实施方式的透视图。

图13是根据本发明的方面的另一密封件实施方式的横向截面图。

图14是图13的密封件实施方式的透视图，带有在至少一个密封件加厚部中的冷却穿孔和柔性槽。

图15是根据本发明的方面的另一密封件实施方式的横向截面图。

图16是图15的密封件实施方式的透视图。

具体实施方式

现有的气轮机密封件的实施方式通过紧贴地配合到密封槽中来使得密封作用最大化。它们也具有用于增大柔性以将部件之间通过密封件的荷载传递减到最小的特征。它们允许针对各应用和位置来定制密封件刚性。

图1是其中可采用本发明实施方式的示例性燃气涡轮发动机20的局部侧面截面图。发动机20可以包括压缩机段22、燃烧段24和涡轮段26。每个燃烧器28具有上游端30和下游端32。过渡导管34和中间出口件35将燃烧气体36从燃烧器传送到涡轮段26的第一排翼面（airfoils）37。第一排翼面37依据气轮机设计可以是静止叶片38或者转动叶片40。压缩机叶片42由涡轮机叶片40经由共同的轴44驱动。燃料46进入每个燃烧器。压缩空气48进入围绕燃烧器的增压室50。它进入燃烧器的上游端30，并且与燃料混合用于燃烧。压缩空气48另外沿着燃烧器28和过渡导管34衬里流动用于冷却。压缩空气48具有比燃烧器和过渡导管34中的燃烧气体36更高的压力。

气轮机静止叶片38附接至径向的内平台52和外平台54。术语“径向地”在本文中是相对于轴44的旋转轴线56而言。内平台52的环形阵列可 以形成具有径向内罩（inner shroud）的环状部，该径向内罩是燃烧气体在穿过气轮机叶片40时的燃烧气体路径的径向内界面。外平台54的环形阵列可以形成具有径向外罩的环状部，该径向外罩是燃烧气体在穿过气轮机叶片40时的燃烧气体路径的径向外界面。密封件用在每个环形阵列中的周向相邻的平台52、54之间，用在相邻的罩环（shroud rings）之间，以及用在燃烧气体流路中的其它相邻部件之间。压缩空气48流过各个增压室和通道，以抵达整个涡轮段26的冷却区域，这可以包括冲击在外平台54上和穿过那些平台54进入到叶片38中。