具有浮动级间密封件的涡轮发动机制造技术

一种涡轮发动机，包括发动机核心，该发动机核心至少包括压缩机区段，燃烧器区段和涡轮区段，并限定转子和定子。涡轮发动机还包括：第一密封结构，其围绕转子周向延伸；多个周向布置的轮叶；多个支柱，其延伸通过轮叶；以及第二密封结构，其围绕第一密封结构周向延伸。其围绕第一密封结构周向延伸。其围绕第一密封结构周向延伸。

【技术实现步骤摘要】
具有浮动级间密封件的涡轮发动机
[0001]关于联邦政府资助的研究与开发的声明
[0002]本专利技术是在美国政府的支持下完成的。政府在本专利技术中享有某些权利。


[0003]本公开总体上涉及发动机的级间密封件，并且更具体地，涉及可移动地连接至翼型件的动态级间密封件。

技术介绍

[0004]涡轮发动机(尤其是燃气涡轮发动机)是旋转发动机，其通过燃烧器，然后通过一系列涡轮级，从穿过发动机的气流中提取能量到多个旋转叶片和固定轮叶上。压缩机和涡轮级包括轴向布置的成对旋转叶片和固定轮叶。旋转叶片由盘支撑，而轮叶由围绕盘的壳体支撑。级间密封件可以放置在轮叶内带和相应的盘之间。
[0005]迷宫式密封件可包括从盘径向向外延伸的指状物。指状物终止于轮叶内带下方的末端，该末端通常具有磨损元件，例如静态安装到内带并面对指状物末端的蜂窝垫。在涡轮发动机的操作期间，指状物末端可与附接到固定翼型件的磨损元件接触，使得气流在接触区域从静态翼型件的一侧到另一侧受到限制。静态安装磨损元件增加了指状物末端与磨损元件之间临时接触的可能性，从而导致磨损元件的更快磨损。

技术实现思路

[0006]在一个方面，本公开涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括：发动机核心，该发动机核心至少包括以轴向流动布置的压缩机区段，燃烧器区段和涡轮区段，并且限定转子和定子，定子具有周向围绕转子的至少一部分的壳体；第一密封结构，该第一密封结构包括从转子突出并围绕转子周向延伸的指状密封件；多个周向布置的轮叶，该多个周向布置的轮叶形成上带和下带，上带安装到壳体，下带位于指状密封件的径向上方；多个支柱，该多个支柱具有固定到壳体的径向外端和径向向内延伸超过下带的径向内端，并且至少一些支柱延伸通过轮叶；以及第二密封结构，第二密封结构围绕第一密封结构周向延伸，并且包括浮动密封件和磨损元件，浮动密封件可移动地安装到至少一些支柱并与下带形成密封，磨损元件周向围绕并面对指状密封件。
[0007]在另一方面，本公开涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括：发动机核心，该发动机核心包括转子和定子，定子具有周向围绕转子的至少一部分的壳体；多个周向布置的轮叶，该多个周向布置的轮叶形成上带和下带，上带安装到壳体，下带围绕转子周向延伸并与转子间隔开；以及浮动密封件，该浮动密封件由定子或轮叶中的至少一个承载，并且可相对于下带径向移动并相对于转子密封下带。
附图说明
[0008]在附图中：
[0009]图1是飞行器的涡轮发动机的示意性截面图。
[0010]图2是具有示例性级间密封件的涡轮发动机的区段的示意性截面图。
[0011]图3是图2的示例性密封组件的放大示意性截面图。
[0012]图4是图2的示例性密封组件的变型的示意性截面图。
[0013]图5是图2的示例性密封组件的变型的示意性截面图。
具体实施方式
[0014]本文描述的公开的方面广泛地涉及具有密封件的密封系统，该密封件具有经由支柱连接到翼型件的旋转区段和静态浮动区段。为了说明的目的，将以涡轮发动机的形式描述可在其中利用密封系统的一种示例性环境。在非限制性示例中，这种涡轮发动机可以是具有动力齿轮箱的涡轮发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮轴发动机或涡轮风扇发动机的形式。然而，将理解的是，本文描述的公开的方面不限于此，并且可以在其他密封系统内具有普遍的适用性。例如，本公开可以具有用于其他发动机或运载器中的密封系统的适用性，并且可以用于在工业，商业和住宅应用中提供益处。
[0015]如本文所用，术语“上游”是指与流体流动方向相反的方向，并且术语“下游”是指与流体流动方向相同的方向。术语“前”或“向前”是指在某物前方，而“后”或“向后”是指在某物后方。例如，就流体流动而言，前/向前可表示上游，后/向后可表示下游。
[0016]另外，如本文中所使用的，术语“径向”或“径向地”是指远离共同中心的方向。例如，在涡轮发动机的整体环境中，径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线与外发动机圆周之间延伸的射线的方向。此外，如本文中所使用的，术语“组”或“一组”元件可以是任何数量的元件，包括仅一个元件。
[0017]所有方向参考(例如，径向，轴向，近端，远端，上，下，向上，向下，左，右，侧向，前，后，顶部，底部，上方，下方，竖直，水平，顺时针，逆时针，上游，下游，向前，向后等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是对本文所描述的本公开的方面的位置，取向或用途的限制。除非另有说明，否则连接参考(例如，附接，联接，固定，紧固，连接和接合)应被宽泛地解释，并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。这样，连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。示例性附图仅出于说明的目的，并且所附附图中反映的尺寸，位置，顺序和相对大小可以变化。
[0018]图1是飞行器的涡轮发动机10的示意性截面图。涡轮发动机10具有大体上纵向延伸的轴线或发动机中心线12，该轴线或发动机中心线12从前方14延伸至后方16。涡轮发动机10以下游串行流动关系包括：风扇区段18，其包括风扇20；压缩机区段22，其包括增压器或低压(LP)压缩机24和高压(HP)压缩机26；燃烧器区段28，其包括燃烧器30；涡轮区段32，其包括HP涡轮34和LP涡轮36；以及排气区段38。
[0019]风扇区段18包括围绕风扇20的风扇壳体40。风扇20包括围绕发动机中心线12径向设置的多个风扇叶片42。HP压缩机26，燃烧器30和HP涡轮34形成涡轮发动机10的发动机核心44，该发动机核心44产生燃烧气体。发动机核心44被发动机核心壳体46包围，该发动机核心壳体46可以与风扇壳体40联接。
[0020]围绕涡轮发动机10的发动机中心线12同轴地设置的HP轴或线轴48将HP涡轮34驱动地连接至HP压缩机26。围绕涡轮发动机10的发动机中心线12同轴地设置在较大直径的环
形HP线轴48内的LP轴或线轴50将LP涡轮36驱动地连接至LP压缩机24和风扇20。线轴48、50可绕发动机中心线12旋转并且联接至多个可旋转元件，这些可旋转元件可共同限定转子51。
[0021]LP压缩机24和HP压缩机26分别包括多个压缩机级52、54，其中，一组压缩机叶片56、58相对于对应的一组静态压缩机轮叶60、62(也称为喷嘴)旋转，以压缩或加压流过级的流体流。在单个压缩机级52、54中，可以将多个压缩机叶片56、58设置成环，并且可以相对于发动机中心线12从叶片平台径向向外延伸到叶片末端，而相应的静态压缩机轮叶60，62位于旋转叶片56、58的上游并与其相邻。注意，图1中所示的叶片，轮叶和压缩机级的数量仅出于说明的目的而选择，并且其他数量也是可能的。
[0022]压缩机级的叶片56、58可被安装到盘61，盘61被安装到HP和LP线轴48、50中的相应一个，其中每个级具有盘61。压缩机级的轮叶60、62可以以周向布置安装到发动机核心壳体46上。
[0023]HP涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮发动机，其特征在于，包括：发动机核心，所述发动机核心至少包括呈轴向流动布置的压缩机区段，燃烧器区段和涡轮区段，并且限定转子和定子，所述定子具有周向围绕所述转子的至少一部分的壳体；第一密封结构，所述第一密封结构包括从所述转子突出并围绕所述转子周向延伸的指状密封件；多个周向布置的轮叶，所述多个周向布置的轮叶形成上带和下带，所述上带安装到所述壳体，所述下带位于所述指状密封件的径向上方；多个支柱，所述多个支柱具有固定到所述壳体的径向外端和径向向内延伸超过所述下带的径向内端，并且至少一些所述支柱延伸通过所述轮叶；和第二密封结构，所述第二密封结构围绕所述第一密封结构周向延伸，并且包括浮动密封件和磨损元件，所述浮动密封件可移动地安装到至少一些所述支柱并与所述下带形成密封，所述磨损元件周向围绕并面对所述指状密封件。2.根据权利要求1所述的涡轮发动机，其特征在于，其中，所述浮动密封件包括环和在所述环与所述下带之间延伸的至少一个动态密封件。3.根据权利要求2所述的涡轮发动机，其特征在于，其中，所述环包括多个周向布置的段。4.根据权利要求2所述的涡轮发动机，其特征在于，其中，所述环包括密封引导件，并且所述动态密封件包括偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：