用于減少渦輪系統(tǒng)中的二次空氣流的密封構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開的主題涉及渦輪系統(tǒng)，并且更特別地，涉及用于減少渦輪系統(tǒng)中的二次空氣流的密封構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪構(gòu)件典型地直接暴露于高溫氣體，并且因此需要冷卻，以滿足它們的使用期限。例如，壓縮機(jī)排放空氣中的一些從燃燒過程轉(zhuǎn)移，用于冷卻渦輪的轉(zhuǎn)子構(gòu)件。渦輪輪葉、葉片和導(dǎo)葉典型地在其中包括內(nèi)部冷卻通道，該內(nèi)部冷卻通道接收壓縮機(jī)排放空氣或其它冷卻氣體，用于在操作期間冷卻渦輪輪葉、葉片和導(dǎo)葉。另外，支承輪葉的渦輪轉(zhuǎn)子盤經(jīng)受顯著的熱負(fù)載，并且因而也需要冷卻，以延長它們的壽命。
[0003]渦輪的主要流徑設(shè)計(jì)成在燃燒氣體流過渦輪時(shí)約束它們。必須對(duì)渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供獨(dú)立于主要?dú)怏w流的冷卻空氣，以防止熱的燃燒氣體在操作期間吸入其中，并且必須保護(hù)渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)件使其不直接暴露于熱的流徑氣體。此類約束由旋轉(zhuǎn)密封件實(shí)現(xiàn)，該旋轉(zhuǎn)密封件定位在旋轉(zhuǎn)的渦輪輪葉之間，以防止熱空氣或氣體吸入或回流到渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部部分中。此類旋轉(zhuǎn)密封件不足以完全地保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件，諸如轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子盤，從而需要額外地將冷卻空氣流吹掃到轉(zhuǎn)子腔體中以及穿過轉(zhuǎn)子腔體。此類保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件的額外措施增加了成本和復(fù)雜性，并且妨礙燃?xì)鉁u輪的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于減少渦輪系統(tǒng)中的二次空氣流的密封構(gòu)件包括第一端節(jié)段，該第一端節(jié)段構(gòu)造成設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子盤的第一低地和操作性地聯(lián)接于第一轉(zhuǎn)子盤的第一渦輪輪葉平臺(tái)之間，以及在徑向方向上由第一低地和第一渦輪輪葉平臺(tái)固持。還包括第二端節(jié)段，其構(gòu)造成設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子盤的第二低地和操作性地聯(lián)接于第二轉(zhuǎn)子盤的第二渦輪輪葉平臺(tái)之間，以及在徑向方向上由第二低地和第二渦輪輪葉平臺(tái)固持。進(jìn)一步包括從第一端節(jié)段沿軸向延伸到第二端節(jié)段的主要本體部分。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括壓縮機(jī)區(qū)段和燃燒器區(qū)段。還包括渦輪區(qū)段，其具有附連于第一轉(zhuǎn)子盤的第一渦輪輪葉、附連于第二轉(zhuǎn)子盤的第二渦輪輪葉，以及沿軸向位于第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤之間的固定的渦輪噴嘴。進(jìn)一步包括在第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤之間沿軸向延伸的密封構(gòu)件。密封構(gòu)件包括第一端節(jié)段，該第一端節(jié)段設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子盤的第一沿軸向延伸的低地和第一渦輪輪葉的第一平臺(tái)之間，并且與第一沿軸向延伸的低地和第一平臺(tái)接觸。密封構(gòu)件還包括第二端節(jié)段，該第二端節(jié)段設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子盤的第二沿軸向延伸的低地和第二渦輪輪葉的第二平臺(tái)之間，并且與第二沿軸向延伸的低地和第二平臺(tái)接觸。密封構(gòu)件進(jìn)一步包括在第一端節(jié)段和第二端節(jié)段之間延伸的主要本體部分。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種密封燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流徑的方法。該方法包括將密封構(gòu)件的第一端節(jié)段定位在第一轉(zhuǎn)子盤的第一沿軸向延伸的低地上。該方法還包括將密封構(gòu)件的第二端節(jié)段定位在第二轉(zhuǎn)子盤的第二沿軸向延伸的低地上。該方法進(jìn)一步包括將第一渦輪輪葉的第一平臺(tái)定位在第一端節(jié)段上，以將第一端節(jié)段沿徑向固持在第一沿軸向延伸的低地和第一平臺(tái)之間。該方法還進(jìn)一步包括將第二渦輪輪葉的第二平臺(tái)定位在第二端節(jié)段上，以將第二端節(jié)段沿徑向固持在第二沿軸向延伸的低地和第二平臺(tái)之間。
[0007]技術(shù)方案1:一種用于減少渦輪系統(tǒng)中的二次空氣流的密封構(gòu)件，包括:
第一端節(jié)段，其構(gòu)造成設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子盤上的第一低地和操作性地聯(lián)接于第一轉(zhuǎn)子盤的第一渦輪輪葉平臺(tái)之間，以及在徑向方向上由第一低地和第一渦輪輪葉平臺(tái)固持；
第二端節(jié)段，其構(gòu)造成設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子盤上的第二低地和操作性地聯(lián)接于第二轉(zhuǎn)子盤的第二渦輪輪葉平臺(tái)之間，以及在徑向方向上由第二低地和第二渦輪輪葉平臺(tái)固持；以及從第一端節(jié)段沿軸向延伸到第二端節(jié)段的主要本體部分。
[0008]技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，主要本體部分包括相對(duì)平坦部分、弓形部分，以及連接相對(duì)平坦部分和弓形部分的多個(gè)拉桿節(jié)段。
[0009]技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案2的密封構(gòu)件，其特征在于，多個(gè)拉桿節(jié)段限定至少一個(gè)中空部分。
[0010]技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，密封構(gòu)件包括構(gòu)造成經(jīng)受住流徑氣體溫度的高溫材料。
[0011]技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，密封構(gòu)件是圍繞渦輪軸線的一部分延伸的周向節(jié)段。
[0012]技術(shù)方案6:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，第一端節(jié)段包括構(gòu)造成鄰接第一低地的第一端和構(gòu)造成鄰接第一渦輪輪葉平臺(tái)的第二端，其中，第二端節(jié)段包括構(gòu)造成鄰接第二低地的第三端和構(gòu)造成鄰接第二渦輪輪葉平臺(tái)的第四端。
[0013]技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，密封構(gòu)件構(gòu)造成密封在渦輪輪葉的相鄰級(jí)之間延伸的區(qū)域。
[0014]技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，第一低地和第二低地中的至少一個(gè)包括構(gòu)造成接收從密封構(gòu)件延伸的鉤子的接收特征。
[0015]技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案I的密封構(gòu)件，其特征在于，密封構(gòu)件是有效冷卻式結(jié)構(gòu)。
[0016]技術(shù)方案10:—種燃?xì)鉂欇啺l(fā)動(dòng)機(jī),包括:
壓縮機(jī)區(qū)段；
燃燒器區(qū)段；
渦輪區(qū)段，其具有附連于第一轉(zhuǎn)子盤的第一渦輪輪葉、附連于第二轉(zhuǎn)子盤的第二渦輪輪葉，以及沿軸向位于第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤之間的固定的渦輪噴嘴；以及在第一轉(zhuǎn)子盤和第二轉(zhuǎn)子盤之間沿軸向延伸的密封構(gòu)件，密封構(gòu)件包括:
第一端節(jié)段，其設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子盤的第一沿軸向延伸的低地和第一渦輪輪葉的第一平臺(tái)之間，并且與第一沿軸向延伸的低地和第一平臺(tái)接觸；
第二端節(jié)段，其設(shè)置在第二轉(zhuǎn)子盤的第二沿軸向延伸的低地和第二渦輪輪葉的第二平臺(tái)之間，并且與第二沿軸向延伸的低地和第二平臺(tái)接觸；以及在第一端節(jié)段和第二端節(jié)段之間延伸的主要本體部分。
[0017]技術(shù)方案11:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，主要本體部分包括相對(duì)平坦部分、弓形部分，以及連接相對(duì)平坦部分和弓形部分的多個(gè)拉桿節(jié)段。
[0018]技術(shù)方案12:根據(jù)技術(shù)方案11的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，多個(gè)拉桿節(jié)段限定至少一個(gè)中空部分。
[0019]技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，密封構(gòu)件包含構(gòu)造成經(jīng)受住流徑氣體溫度的高溫材料。
[0020]技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，密封構(gòu)件是圍繞渦輪軸線的一部分延伸的周向節(jié)段。
[0021]技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，第一端節(jié)段包括構(gòu)造成鄰接第一沿軸向延伸的低地的第一端和構(gòu)造成鄰接第一潤輪輪葉的第一平臺(tái)的第二端，其中，第二端節(jié)段包括構(gòu)造成鄰接第二沿軸向延伸的低地的第三端和構(gòu)造成鄰接第二渦輪輪葉的第二平臺(tái)的第四端。
[0022]技術(shù)方案16:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，密封構(gòu)件構(gòu)造成密封在渦輪輪葉的相鄰級(jí)之間延伸的區(qū)域。
[0023]技術(shù)方案17:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉂欇啺l(fā)動(dòng)機(jī),其特征在于,第一沿軸向延伸的低地和第二沿軸向延伸的低地中的至少一個(gè)包括構(gòu)造成接收從密封構(gòu)件延伸的鉤子的接收特征。
[0024]技術(shù)方案18:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括:
與第一端節(jié)段接觸的第一轉(zhuǎn)子盤的后部面；
與第二端節(jié)段接觸的第二轉(zhuǎn)子盤的前部面，其中，后部面和前部面沿軸向固持密封構(gòu)件。
[0025]技術(shù)方案19:根據(jù)技術(shù)方案10的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，密封構(gòu)件是有效冷卻式結(jié)構(gòu)。
[0026]技術(shù)方案20:—種密封燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流徑的方法，包括:
將密封構(gòu)件的第一端節(jié)段定位在第一轉(zhuǎn)子盤的第一沿軸向延伸的低地上；
將密封構(gòu)件的第二端節(jié)段定位在第二轉(zhuǎn)子盤的第二沿軸向延伸的低地上；
將第一渦輪輪葉的第一平臺(tái)定位在第一端節(jié)段上，以將第一端節(jié)段沿徑向固持在第一沿軸向延伸的低地和第一平臺(tái)之間；以及
將第二渦輪輪葉的第二平臺(tái)定位在第二端節(jié)段上，以將第二端節(jié)段沿徑向固持在第二沿軸向延伸的低地和第二平臺(tái)之間。
[0027]從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，這些和其它的優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0028]在說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求中特別指出和明確地聲明了被看作本發(fā)明的主題。從結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，在該附圖中:
圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
圖2是包括密封構(gòu)件的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分的側(cè)視圖；以及圖3是示出密封燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的流徑的方法的流程圖。
[0029]詳細(xì)描述參照附圖經(jīng)由示例闡明本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特征。
【具體實(shí)施方式】
[0030]參照?qǐng)D1，例如，示意性地示出并且大體以標(biāo)記10引用渦輪系統(tǒng)，諸如燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10包括壓縮機(jī)區(qū)段12、燃燒器區(qū)段14、渦輪區(qū)段16、轉(zhuǎn)子18以及燃料噴嘴20。將認(rèn)識(shí)到的是，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)實(shí)施例可包括多個(gè)壓縮機(jī)12、燃燒器14、渦輪16、轉(zhuǎn)子18以及燃料噴嘴20。壓縮機(jī)區(qū)段12和渦輪區(qū)段16通過轉(zhuǎn)子18聯(lián)接。
[0031]燃燒器區(qū)段14使用可燃液體和/或氣體燃料(諸如天然氣或富烴合成氣體)來運(yùn)行燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10。例如，燃料噴嘴20與空氣供應(yīng)和燃料供應(yīng)22流體連通。燃料噴嘴20產(chǎn)生空氣-燃料混合物，并且將空氣-燃料混合物