[发明专利]使用刷式密封件密封的涡轮机轴流压气机

说明书

技术领域

本发明涉及在轴流涡轮机的压气机中的可旋转密封的领域。更特别地，本发明涉及轴流涡轮机的刷式密封件。更具体地，本发明涉及轴流涡轮机压气机的转子和内金属箍之间的刷式密封件。本发明还涉及一种轴流涡轮机。

背景技术

为了提高涡轮发动机的效率，需要减小工作流体的泄漏和再循环。为了该目的，需要在转子和定子之间给涡轮发动机配备环形密封件。涡轮机可包括若干压气机，包括低压压气机。为了确保在这样的压气机中的密封，可以设想使用环形刷式密封件。

这种类型的密封件可帮助在整流器的内部金属箍和压气机的转子之间提供密封。该刷式密封件包括可轴向取向的多个刷毛。刷毛的柔韧性是有利的，因为其允许转子相对于定子径向和轴向运动，而同时保持密封，并且不会使该刷式密封件劣变。

公布的专利文件DE 10 2005 042 272 A1公开了包括转子和定子的飞机涡轮发动机的压气机。定子具有整流器，所述整流器提供有支撑内部金属箍的环形排的叶片。转子包括布置在内部金属箍的上游和下游的两个环形排的叶片。转子包括两个环形平台，转子叶片从所述环形平台径向延伸。涡轮机包括环形刷式密封件，该环形刷式密封件在整流器的内部金属箍和叶片的平台之间提供密封。这些密封件布置在内部金属箍的上游和下游，并且防止在内部金属箍和转子之间的流动循环。然而，压力差趋于将下游的密封件压靠转子平台，并且将密封件很快地磨损。

此外，下游密封件的存在使得需要在流体包络的内表面上提供多个台阶。这些上游和下游的台阶扰乱了流动，这有损压气机的效率。该构造增加定子叶片的排和布置在下游的转子叶片的排之间的轴向间隙。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决至少一个由于现有技术引起的技术问题。更特别地，本发明旨在提高布置在内部金属箍上的刷式密封件的寿命。本发明还旨在改善具有附接的刷式密封件并且该刷式密封件的刷毛轴向延伸的压气机的紧凑性。

技术手段

本发明涉及一种轴流涡轮机的压气机，包括：定子，其具有径向延伸的环形排的定子叶片，布置在定子叶片的内端部处的环形内部金属箍，布置在内部金属箍上的环形刷式密封件；转子，其具有环形表面，环形表面布置在定子叶片的排的下游侧上，并且与刷式密封件配合以在转子和内部金属箍之间提供密封，特征在于环形表面环绕刷式密封件。

根据本发明的有利实施例，刷式密封件包括大体上轴向延伸的刷毛，并且刷毛与环形表面大体上相切或大体上对准，该刷毛优选地大体上与通过压气机的流体的内包络紧密配合。一些刷毛可与环形表面大体上相切或大体上对准，因为环形表面可具有直的或弯曲的旋转轮廓。

根据本发明的有利实施例，环形表面大体上为圆柱形或是大体上截头圆锥形，或者环形表面具有与刷式密封件的外表面紧密配合的弯曲的旋转轮廓。

根据本发明的有利实施例，刷式密封件径向地布置在内部金属箍的下游边缘处，刷式密封件优选地从内部金属箍的该边缘轴向延伸。

根据本发明的有利实施例，刷式密封件径向地集成在内部金属箍的厚度中，优选地，刷式密封件的旋转轮廓的径向厚度小于内部金属箍的平均径向厚度。

根据本发明的有利实施例，转子包括布置在定子叶片的下游的环形排的转子叶片和径向地布置在转子叶片的内端部处的环形平台，所述环形平台包括环形管状套筒，环形管状套筒的内表面形成环形表面。

根据本发明的有利实施例，环形表面轴向地布置为远离定子叶片，转子叶片优选地至少部分地与刷式密封件轴向重叠。

根据本发明的有利实施例，转子包括用于转子叶片的径向保持且径向向外敞开的至少一个径向凹槽，转子叶片包括插入径向凹槽中的保持脚，以确保转子叶片的径向保持，环形表面布置为与径向凹槽径向地间隔开。

根据本发明的有利实施例，转子叶片包括与刷式密封件相反地径向延伸的止动部。

根据本发明的有利实施例，转子包括形成环形表面的轴向敞开的环形凹槽，并且其中刷式密封件轴向延伸。

根据本发明的有利实施例，刷式密封件延伸在轴向凹槽的轴向大部分中延伸和/或刷式密封件径向地占据轴向凹槽的大部分。

根据本发明的有利实施例，刷式密封件包括插入内部金属箍中的上游部分和相对于内部金属箍伸出的自由部分，刷式密封件的自由部分的大部分在轴向凹槽中延伸。