用于涡轮发动机的柔性密封件制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮发动机的柔性密封件，具体而言，一种涡轮包括涡轮密封件。该涡轮密封件包括沿第一轴线延伸的第一直线部分。该涡轮密封件还包括沿该第一轴线延伸的第二直线部分。涡轮密封件的该第一和第二直线部分相交以形成具有沿第一轴线延伸的开口的V字形横截面。涡轮密封件的该第一和第二直线部分弹性地朝向和远离彼此移动，且涡轮密封件的该第一和第二部分构造成沿涡轮的第一和第二轮叶节段之间的间隙预加载所述涡轮密封件。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主题涉及用来用在涡轮机械如涡轮发动机中的柔性密封件。
技术介绍
燃气涡轮发动机燃烧燃料和空气的混合物以产生热的燃烧气体，燃烧气体又驱动一个或更多涡轮。尤其是，热的燃烧气体迫使涡轮轮叶节段旋转，从而驱动轴来旋转一个或更多负载，例如发电机。这些涡轮轮叶节段可包括柄部，柄部允许在燃气涡轮发动机的涡轮级中邻近放置。同时，常由压缩机抽取高度压缩的空气以用来给形成在两个相邻轮叶柄部之间的空腔加压。此正压力差可协助防止燃烧气体进入柄部空腔，从而避免负面影响轮叶寿命的热应力的增加。然而，由于这些轮叶节段和它们的柄部会单独生产且然后组合成单个涡轮级，在单个涡轮轮叶柄部之间会存在间隙。这些间隙会给加压的柄部空腔空气提供泄漏路径，从而降低整体涡轮效率和输出。因此，期望的是最小化此加压气体通过位于燃气涡轮发动机的涡轮级中的涡轮轮叶柄部之间的间隙的泄漏。
技术实现思路
以下概述了与最初要求保护的专利技术范围相称的某些实施例。这些实施例并非意图限制所要求保护的专利技术的范围，相反这些实施例仅意图提供本专利技术的可能形式的简要概述。实际上，本专利技术可涵盖可与以下所述实施例相似或相异的各种形式。在第一实施例中，一种涡轮包括涡轮密封件，涡轮密封件包括沿第一轴线延伸的第一直线部分和沿第一轴线延伸的第二直线部分，其中该第一和第二直线部分相交以形成V字形横截面，该V字形横截面具有沿第一轴线延伸的开口，其中该第一和第二直线部分构造成弹性地彼此相向和远离移动，其中该第一和第二直线部分构造成沿该涡轮的第一和第二轮叶节段之间的间隙预加载该涡轮密封件。在第二实施例中，一种系统包括第一涡轮节段、第二涡轮节段和柔性密封件，该第一涡轮节段包括联接到第一柄部上的第一叶片，该第二涡轮节段包括联接到第二柄部上的第二叶片，该柔性密封件设置在该第一和第二柄部之间的间隙中，其中该柔性密封件包括由第一直线部分和第二直线部分之间形成的开口，该第一和第二直线部分成角度从顶点分叉，该第一和第二直线部分构造成弹性地朝向和远离彼此移动，以改变开口的宽度，且该柔性密封件构造成当开口的宽度变化时与该第一和第二涡轮节段保持接触。在第三实施例中，一种涡轮密封件包括沿第一轴线延伸的第一直线部分，沿第一轴线延伸的第二直线部分，其中该第一和第二直线部分相交以形成V字形横截面，该V字形横截面具有沿该第一轴线延伸的开口，其中该第一和第二直线部分构造成沿涡轮的第一和第二轮叶节段之间的间隙预加载该涡轮密封件，第三直线部分联接到该第一直线部分上并设置在该开口的第一侧上，其中该第三直线部分沿第一轴线延伸，且第四直线部分联接到该第二直线部分上并设置在该开口的第二侧上，其中该第四直线部分沿该第一轴线延伸，其中该第三直线部分和该第四直线部分沿该第一轴线在平行的平面中延伸。附图说明当参考附图阅读以下具体实施方式时，本专利技术的这些以及其它特征、方面以及优点将变得更好地理解，其中所有图中相似的符号代表相似的零件，其中图I是具有带密封件的涡轮轮叶平台的燃气涡轮发动机的一个实施例的示意性流程图；图2是沿线2-2所取的图I的燃气涡轮机的两个涡轮轮叶节段的一个实施例的侧视图；图3是沿线3-3所取的图2的两个涡轮轮叶节段的部分横截面视图；图4是图2的柔性密封件的一个实施例的透视侧视图；图5是在线5-5内所取的图3的两个涡轮轮叶节段的一个实施例的部分横截面视 图，图示了柔性密封件的一个实施例；图6是在线5-5内所取的图3的两个涡轮轮叶节段的一个实施例的部分横截面视图，图示了柔性密封件的一个实施例；以及图7是在线5-5内所取的图3的两个涡轮轮叶节段的一个实施例的部分横截面视图，图示了柔性密封件的一个实施例。具体实施例方式以下将描述本专利技术的一个或更多具体实施例。为了提供这些实施例的简要描述，在说明书中可能不描述实际实施方式的所有特征。应该理解的是如在任何工程或设计项目中一样，在任何此类实际实施方式的开发中，必须做出大量实施方式特定的决策以实现开发者的特定目标，例如遵循系统相关或商业相关的限制，这可从一个实施方式到另一个实施方式而变化。此外，应该理解的是此类开发努力可能是复杂而耗时的，但对于那些受益于本公开的本领域技术人员而言仍将成为设计、生产和制造的日常工作。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，用词“一”、“一个”、“该”和“所述”意在意味着存在一个或更多该元件。用词“包括”、“包含”和“具有”意在为包括性的并且意味着可能有所列元件之外的附加元件。本公开涉及用于密封涡轮机械中邻近节段之间的空隙的系统和方法，诸如燃气涡轮发动机、蒸气涡轮发动机、水力涡轮发动机或另一涡轮机的涡轮级中的涡轮轮叶柄部。该系统和方法可包括在邻近涡轮轮叶柄部之间插入柔性密封件，诸如柔性密封销。柔性密封件的预加载值(例如弹簧力)以及涡轮轮叶柄部之间的压力差提供了任何两个邻近轮叶柄部之间的正作用密封。例如，柔性密封件的预加载值通过柔性密封件提供了在涡轮机械(例如涡轮机)的操作之前及期间抵靠邻近轮叶柄部的正作用力。压力差也补充了抵靠邻近轮叶柄部的柔性密封件的正作用力，从而增加柔性密封件的效率。此柔性密封件例如可为V字形或形成其它形状，并且可保持正作用密封而无视邻近轮叶柄部之间间隙的变化。图I是包括可采用涡轮转子轮叶(即叶片)的燃气涡轮发动机10的示例性涡轮机系统的原理图。如以下所讨论的那样，轮叶可包括活塞密封件，诸如V字形活塞密封件。在某些实施例中，发动机10可用来驱动飞行器、船舶、机车、发电系统或它们的组合。图示的燃气涡轮发动机10包括燃料喷嘴12，燃料喷嘴12可吸入燃料源14并将燃料与空气混合，以及将空气-燃料混合物分配到燃烧器16中。空气-燃料混合物例如可在燃烧器16内的腔室中燃烧，从而产生热的加压排放气体。燃烧器16可通过涡轮18将排放气体引向排放出口 20。当排放气体通过涡轮18时，气体迫使涡轮叶片使轴21沿系统10的轴线旋转。如图所示，轴21连接到涡轮发动机10的各种部件上，包括压缩机22。压缩机22也包括联接到轴21上的叶片。因而，压缩机22内的叶片在轴21旋转时旋转，从而压缩从空气进口 24通过压缩机22进入燃料喷嘴12和/或燃烧器16的空气。轴21也可连接到负载26上，负载26可为交通工具或静止负载，诸如发电设备中的发电机或飞行器上的推进器。负载26可为由涡轮发动机10的旋转输出驱动的任何合适的装置。图2图示了沿图I的线2-2所取的燃气涡轮发动机12的涡轮18部分的两个涡轮轮叶节段32的一个实施例的侧视图，以及图示了沿径向方向31、轴向方向33以及周向方向35轮叶节段32的定向的图例。涡轮轮叶节段32例如可通过转子叶轮联接到轴21上，并且可部分地设置在热燃烧气体的路径内，作为单级燃气涡轮机、包括低压涡轮和高压涡轮的双级涡轮系统或具有三个或更多涡轮级的多级涡轮系统中的一部分。备选地，涡轮轮叶节段32可设置在蒸气涡轮机或水力涡轮机中。出于图示目的，图2中仅图示了两个涡轮轮叶节段32 ;然而，应该指出的是可布置多个涡轮轮叶节段32例如以形成涡轮18中的圆 形结构。轮叶节段32可由金属、金属合金、陶瓷基质合成物(CMC)或其它合适的材料构造。各轮叶节段32均包括叶轮底座34、柄部36、平台37、平台38和轮叶或叶片40。当如图2中所示对齐时，轮叶节段32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮，包括：涡轮密封件，包括：沿第一轴线延伸的第一直线部分；以及沿所述第一轴线延伸的第二直线部分，其中所述第一和第二直线部分相交以形成带有沿所述第一轴线延伸的开口的V字形横截面，其中所述第一和第二直线部分构造成弹性地朝向和远离彼此移动，其中所述第一和第二直线部分构造成沿所述涡轮的第一和第二轮叶节段之间的间隙预加载所述涡轮密封件。

【技术特征摘要】
2011.04.14 US 13/0872531.一种涡轮，包括 涡轮密封件，包括 沿第一轴线延伸的第一直线部分；以及 沿所述第一轴线延伸的第二直线部分，其中所述第一和第二直线部分相交以形成带有沿所述第一轴线延伸的开口的V字形横截面，其中所述第一和第二直线部分构造成弹性地朝向和远离彼此移动，其中所述第一和第二直线部分构造成沿所述涡轮的第一和第二轮叶节段之间的间隙预加载所述涡轮密封件。2.如权利要求I所述的涡轮，其特征在于，所述涡轮包括联接到所述第一直线部分上并设置在所述开口的第一侧上的第三直线部分，其中所述第三直线部分沿所述第一轴线延伸。3.如权利要求2所述的涡轮，其特征在于，所述涡轮包括联接到所述第二直线部分上并设置在所述开口的第二侧上的第四直线部分，其中所述第四直线部分沿所述第一轴线延伸。4.如权利要求3所述的涡轮，其特征在于，所述第三直线部分和所述第四直线部分沿所述第一轴线在平行平面中延伸。5.如权利要求3所述的涡轮，其特征在于，所述第三直线部分和所述第四直线部分各自以平坦末梢终止。6.如权利要求3所述的涡轮，其特征在于，所述第三直线部分和所述第四直线部分各自以圆形末梢终止。7.如权利要求I所述的涡轮，其特征在于，所述涡轮密封件构造成安装在所述第一轮叶节段的三角形凹陷内。8.如权利要求7所述的涡轮，其特征在于，所述涡轮包括具有设置在所述三角形凹陷中的所述涡轮密封件的所述第一轮叶节段。9.如权利要求7所述的涡轮，其特征在于，所述第一轮叶节段包括设置在所述第一涡轮节段的上游侧和所述三角形凹陷之间的通道。10.如权利要求I所述的涡轮，其特征在于，所述涡轮密封件包括具有第一热膨胀系数的材料，所述第一热膨胀系数大于所述第一和第二轮叶节段的第二热膨胀系数。11.一种系统,包括 包括联接到第一柄部上的第一叶片的第一涡轮节段； 包括联接到第二柄部上的第二叶片的第二涡轮节段；以及 设置在所述第一和第二柄部之间的间隙中的柔性密封件，其中所述柔性密封件包括由第一直线部分和第二直线部分形成的开口，所述第一和第二直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·舒克拉，J·A·瓦伦，M·S·洪坎普，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：