[发明专利]具有延长凸出部的喷嘴

说明书

技术领域

本实施例总体涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本实施例涉及限制位于燃气涡轮发动机内的喷嘴处的泄漏。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，空气在压缩机中被加压并且在燃烧器中与燃料混合以用于产生热燃烧气体，所产生的热燃烧气体向下游流过涡轮级，所述涡轮级从燃烧气体提取能量。高压涡轮首先从燃烧器接收热燃烧气体并且包括定子喷嘴，该定子喷嘴引导燃烧气体向下游通过一行从支承转子盘径向向外地延伸的高压涡轮转子轮叶。在两级涡轮中，第二级定子喷嘴定位在第一级轮叶的下游，第一级轮叶之后跟随有一行从第二支承转子盘径向向外地延伸的第二级转子轮叶。

第一和第二转子盘通过相应的转子轴联结到压缩机以用于在操作期间为压缩机提供动力。多级低压涡轮可以或可以不跟随多级高压涡轮并且典型地由第二轴联结到布置于压缩机上游的风扇。

当燃烧气体向下游流动通过涡轮级时，从燃烧气体提取能量并且燃烧气体的压力降低。跨过第二级涡轮喷嘴出现显著的压降，并且典型地提供级间密封件以密封燃烧器气体泄漏以及围绕喷嘴的其它气流。

更具体地，环形级间密封环被轴向地安装在前两个转子盘之间，以用于在操作期间与该前两个转子盘一起旋转，并且包括迷宫式密封齿，所述迷宫式密封齿径向向外地延伸。蜂窝状定子密封件紧密靠近密封齿地安装于第二级喷嘴的内部端，以用于影响迷宫式密封件并且使其间的流体流最小化。

级间密封环包括：环形前部，该环形前部限定位于密封齿的一侧上的前部腔；以及后部，该后部限定位于密封齿的相对侧上的后部腔。

每一个涡轮喷嘴都包括叶片，所述叶片是中空的并且从压缩机接收一部分加压冷却空气以在操作期间对叶片进行冷却。一部分叶片空气随后被径向向内地引导通过内部带并且通过相应行的前部和后部吹扫孔被排出，所述前部和后部吹扫孔将吹扫空气供给到位于密封齿的相对侧上的相应的前部和后部吹扫腔中。级间蜂窝状密封件典型地包括金属片支承片或者板，所述金属片支承片或者板适当牢固地附接到内部带的相应部分。

环形喷嘴组件由多个喷嘴段形成。喷嘴段的周向端部被称为斜面。现代涡轮喷嘴经历通过位于内部带上的斜面处的蜂窝状段之间的间隙的不必要的泄漏。

在现代涡轮发动机中，位于盘与喷嘴之间的迷宫式密封件的蜂窝状侧通常直接附接到每一个喷嘴段的内部带(例如通过铜焊)。这可以允许系统的径向尺寸与较旧的结构相比减小。然而，这使得必须将蜂窝状部分段，这在每一个喷嘴段之间产生巨大的泄漏路径。

高压涡轮部件必须被冷却，以符合对发动机的该区域的由于高气体路径温度特性而造成的的强度和耐久性要求。然而，例如喷嘴阵列的部件之间的间隙可以允许冷却空气混合或者可以允许高温流从其期望的流动路径泄漏。

期望前部腔与后部腔之间的密封件。然而，目前没有已知的用于限制级间蜂窝状密封结构之间的区域中的轴向流的方法或结构。因此，可能期望使该区域中的间隙最小化并且提供对泄漏流的物理阻止物。

还可能期望提供对流的物理约束。

发明内容

一种用于密封燃气涡轮发动机中的泄漏的喷嘴特征，该燃气涡轮发动机具有壳体并且包括位于该涡轮发动机内的多个喷嘴段，该喷嘴特征包括：径向内部带、径向外部带、布置于该径向内部带与该径向外部带之间的至少一个叶片，该径向内部带具有第一周向端部和第二周向端部；形成于所述内部带中的第一凸出部，其从第一周向端部和第二周向端部中的至少一个径向向下地延伸；延长花健密封，该延长花健密封与第一凸出部相接合并且抑制沿通过多个喷嘴段的涡轮部分的轴向方向的漏气。

将期望产生允许对级间蜂窝状密封件之间的区域(该区域是泄漏源)进行密封的结构。

所有的上文所概述的特征将被理解成仅仅是示例性的并且可以从本文的公开内容学习到喷嘴和延长凸出部的多得多的特征以及目的。因此，在没有进一步阅读整个说明书、权利要求书、和包括在其中的附图的情况下，不应当对本概述有限制性的理解。

附图说明

通过参照下文结合附图对实施例的描述，这些示例性实施例的上述和其它的特征以及优点和获取它们的方式将变得更加显而易见，并且喷嘴特征将得以更好的理解，在附图中：

图1是示例性燃气涡轮发动机的侧截面图。

图2是燃气涡轮发动机的高压涡轮区域的侧截面图。

图3是喷嘴的等距端视图，其中示出了延长凸出部和花健密封(spline seal)。

图4是相邻的喷嘴组件的后等距视图，其中相邻的延长花健密封位于相邻的周向端部处。