CN102116180A - 涡轮密封板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涡轮密封板组件。用于涡轮发动机(10)的转子叶轮组件(110)的密封板组件(100)。密封板组件(100)可包括围绕转子叶轮(170)的边缘(175)定位的密封板(190)。密封板(190)可包括多个密封板区段(280)和延伸通过密封板区段(280)并且进入转子叶轮(170)的边缘(175)的多个锁销(220)。

Description

涡轮密封板组件
技术领域
本申请大体涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及燃气涡轮密封板组件，其用于防护涡轮构件远离热气路径并且确保动叶(bucket)保持。
背景技术
已知的燃气涡轮发动机的涡轮叶轮组件通常包括由静止涡轮导叶(vane)分开的多个轴向隔开的涡轮叶片排等等。燃气涡轮发动机效率和零件寿命可与有效地防护涡轮叶轮的边缘区域和其它元件的能力部分地有关。密封板可用于使涡轮叶轮对热燃烧气体的暴露最少并且还使用于冷却涡轮叶片的空气的泄漏最少。然而，由于密封板定位在其中的苛刻的、高温的环境，密封板可能易受弯曲以及其它类型的变形的影响。而且，要装设和/或更换已知的密封板可能是困难的和/或费时的。
因此希望有改进的密封板组件设计和装设该组件的方法。密封板组件优选地将提供有效的防护和密封远离热气路径，同时还易于装设和更换。
发明内容
因此本申请提供用于涡轮发动机的转子叶轮组件的密封板组件。密封板组件可包括围绕转子叶轮的边缘定位的密封板。密封板可包括多个密封板区段和延伸通过密封板区段并且进入转子叶轮的边缘的多个锁销。
本申请另外提供密封转子叶轮组件远离热燃烧气体的方法。方法可包括围绕转子叶轮的边缘定位多个密封板，将多个锁销定位成通过密封板区段并且进入转子叶轮的边缘，以及通过旋转锁销进入在转子叶轮的边缘中的一个或更多个轴向突出部将密封板区段围绕转子叶轮的边缘锁定到适当位置。
本申请另外提供用于涡轮发动机的转子叶轮组件。转子叶轮组件可包括涡轮叶片、涡轮导叶和围绕涡轮叶片紧固到转子叶轮的边缘的密封板组件。密封板组件可包括向涡轮导叶延伸的一个或更多个翼形密封件。
当连同若干附图和所附权利要求阅读以下详细描述时，本申请的这些和其它特征和改进对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1是燃气涡轮发动机的示意图。
图2是具有如本文中所描述的密封板组件的转子叶轮组件的一部分的侧视图。
图3是图2的密封板组件的密封板的前透视图。
图4是图2的密封板组件的密封板的后透视图。
图5是如本文中可使用的具有凸耳(lug)的动叶的侧视图。
图6是如本文中可使用的多个动叶和转子叶轮的侧视图。
图7是具有如本文中所描述的密封板组件的替代实施例的转子叶轮组件的一部分的侧视图。
部件列表
10  燃气涡轮发动机
20  压缩机
30  燃烧器
40  涡轮
50  负载
100 密封板组件
110  转子叶轮组件
120  涡轮叶片
130  涡轮导叶
140  翼型
150  柄部
160  燕尾槽
170  转子叶轮
175  边缘
180  迷宫式密封件
190  密封板
195  弯曲主体
200  加载垫
210  桩接(stake)槽
220  锁销
230  杆件
240  凸缘
250  轴向突出部
260  上密封翼
270  下密封翼
275  丝线密封件
280  区段
290  第一区段
295  第二区段
300  密封板组件
310  转子叶轮组件
320  叶轮
330  凸耳
340  弯曲主体
350  下凸缘
具体实施方式
现在参考附图，其中，在整个若干视图中相同的标记指示相同的元件，图1示出燃气涡轮发动机10的示意图。如所已知的，燃气涡轮发动机10可包括压缩机20以压缩进入的气流。压缩机20将压缩气流输送到燃烧器30。燃烧器30将压缩气流与压缩燃料流混合并且点燃混合物。尽管仅仅示出单个燃烧器30，但是燃气涡轮发动机10可包括任何数目的燃烧器30。热燃烧气体又输送到涡轮40。热燃烧气体驱动涡轮40从而产生机械功。由涡轮40产生的机械功驱动压缩机20和诸如外部发电机等等的外部负载50。
燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气以及其它类型的燃料。燃气涡轮发动机10可以是由New York，Schenectady的通用电气公司提供的重型燃气涡轮模型。燃气涡轮发动机10可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。本文中可使用其它类型的燃气涡轮发动机10。本文中也可一起使用多重燃气涡轮发动机、其它类型的涡轮和其它类型的发电设备。本申请也可应用于蒸汽涡轮、飞机和其它类型的旋转设备。
图2示出如本文中可描述的密封板组件100。密封板组件100可定位在转子叶轮组件110内。转子叶轮组件100包括多个涡轮叶片120和涡轮导叶130(仅仅示出每种的一个)。每个涡轮叶片120可包括翼型140、柄部150、燕尾槽160等等。涡轮叶片120可围绕转子叶轮170经由燕尾槽160定位。涡轮导叶130可围绕涡轮壳体(未示出)定位并且另外紧固。涡轮导叶130可向迷宫式密封件180或另外的延伸。
图3和图4示出密封板组件100的示例。如图所示的，密封板组件100包括密封板190。密封板190可包括弯曲主体195。弯曲主体195大致符合转子叶轮170的边缘175。本文中可使用其它形状。例如，可使用直主体，但是可能更重。弯曲主体195的内部可包括多个加载垫200。加载垫200可容纳转子叶轮170的边缘175。本文中可使用其它形状。
密封板190可包括多个桩接槽210。桩接槽210延伸通过密封板190的主体195。密封板组件100可包括用于桩接槽的多个锁销220。每个锁销220可包括延伸通过主体195的杆件230和凸缘240。凸缘240安装在围绕转子叶轮170定位的轴向突出部或凸耳250内以便维持密封板190在适当位置。轴向突出部250也可围绕轴向表面在转子叶轮170的活动(live)边缘下方定位。锁销220可在相反的方向上旋转以装设在转子叶轮170上，旋转进入锁定位置并且桩接在适当位置。可利用螺丝刀等等装设和移除销。
密封板190也可包括多个密封翼。在这种情况下，上密封翼260和下密封翼270。上密封翼260可向涡轮导叶130延伸，而下密封翼270可向迷宫式密封件180并且在迷宫式密封件180下方延伸。密封翼260、270帮助隔离边缘空腔远离热气路径。本文中可使用其它类型的密封件和其它类型的构造。也可围绕密封翼260、270等等使用丝线密封件275。本文中可使用其它类型的密封件。
再次参考图3，密封板100可以呈多个区段280的形式。在该示例中，尽管可使用任何数目的区段280，但是示出第一区段290和第二区段295。区段280的使用提供方便的装设和移除。区段290也可重叠以便减少通过其中的泄漏。密封板190可由镍合金等等制成。本文中可使用其它类型的材料。
如图5和图6所示，转子叶轮组件110上的凸耳250包括外径(“OD”)和内径(“ID”)。凸耳250的内部在比销220更高的半径处并且提供台阶S。更高半径的使用大致停止销220的旋转。销220彼此镜像。一旦旋转并且桩接到适当位置，销220防止密封板100围绕叶轮170周向滑动。同样地，通过销220的剪切力提供动叶轴向保持。
在使用中，密封板组件100的密封板190的每个区段280围绕转子叶轮170定位。每个区段280经由围绕桩接槽210并且进入轴向突出部250定位的锁销200轴向附连。如上，锁销220可在相反的方向上在转子叶轮170上旋转，旋转进入锁定位置并且桩接在适当位置。因此，锁销220保持密封板190在适当位置、提供动叶轴向保持并且避免密封板100围绕转子叶轮170的周向运动。因此，整个密封板组件100防护柄部150和转子叶轮170远离从热气路径散发的热燃烧气体。密封板组件100也在轴向方向上在转子叶轮170中保持涡轮叶片120。
因此，密封板组件100可通过减少从动叶/涡轮叶轮分界面泄漏的冷却空气量改进整个燃气涡轮效率。另外，上和下密封翼260、270密封边缘空腔远离热气摄取并且还可减少所需要的叶轮空间清洗流的量。锁销220的使用允许方便的装设并且因此方便的维护。
图7示出替代的钢板组件300。密封板组件300可与替代的转子叶轮组件310和替代的叶轮320一起使用。在这种情况下，凸耳330可定位在叶轮320内。同样地，密封板组件300包括弯曲主体340。弯曲主体340延伸进入下凸缘350。下凸缘350可安装在凸耳330内以便将密封板组件300直接附连到叶轮320。本文中可使用其它构造。该实施例可以或可以不使用加载垫200、下密封件27或相似类型的结构。
应显而易见的是，前述仅仅涉及本申请的某些实施例并且在此由本领域技术人员可形成多种变化和改变而不偏离如由以下权利要求及其等同物所限定的本发明的总的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于转子叶轮组件(110)的密封板组件(100)，包括：
密封板(190)，其围绕转子叶轮(170)的边缘(175)定位；
所述密封板(190)包括多个密封板区段(280)；和
多个锁销(220)，其延伸通过所述多个密封板区段(280)并且进入所述转子叶轮(170)的边缘(175)。
2.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述密封板(190)包括弯曲主体(195)。
3.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述密封板(190)包括用于围绕所述转子叶轮(170)的边缘(175)定位的多个加载垫(200)。
4.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述多个密封板区段(280)中的每个包括通过其中的桩接槽(210)，并且所述多个锁销(220)中的一个定位在所述桩接槽(210)内。
5.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述边缘(175)包括轴向突出部(250)，并且所述多个锁销(220)中的一个定位在所述轴向突出部(250)内。
6.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述多个锁销(220)中的每个包括杆件(230)和凸缘(240)。
7.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述密封板(190)包括从其中延伸的一个或更多个密封翼(260，270)。
8.根据权利要求7所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述一个或更多个密封翼(260，270)包括上密封翼(260)和下密封翼(270)。
9.根据权利要求1所述的密封板组件(100)，其特征在于，所述密封板(190)包括镍合金。
10.一种密封转子叶轮组件(110)远离热燃烧气体的方法，包括：
围绕转子叶轮(170)的边缘(175)定位多个密封板区段(280)；
将多个锁销(220)定位成通过所述多个密封板区段(280)并且进入所述转子叶轮(170)的边缘(175)；以及
通过旋转所述多个锁销(220)进入在所述转子叶轮(170)的边缘(175)中的一个或更多个轴向突出部(250)，将所述多个密封板区段(280)围绕所述转子叶轮(170)的边缘(175)锁定到适当位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将所述多个锁销(220)桩接到适当位置。
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