CN102140937A - 用于主轴承区的密封和清洗布置 - Google Patents

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N·K·德普鲁莫罕
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Abstract

用于密封和清洗轴承区的设备包括轴承罩壳(16)和至少一个轴承密封件(18)，轴承罩壳(16)具有至少一个孔(42，44)，其允许气流流过该至少一个孔(42，44)，至少一个轴承密封件(18)允许气流流过该至少一个轴承密封件(18)，由此形成横跨轴承密封件(18)的压差。设备还包括空气指引装置(46)和成对构件，空气指引装置(46)使气流的至少一部分邻近该空气指引装置(46)流动，成对构件具有在该成对构件之间的间隙(32)，其允许气流的至少一部分流过该间隙(32)，由此清洗间隙(32)。

Description

用于主轴承区的密封和清洗布置
技术领域
本文中公开的主题涉及主轴承，并且更具体地涉及在主轴承区处的密封和清洗(purge)布置。
背景技术
燃气涡轮包括主转子，其需要主轴承的密封以防止在轴承罩壳或轴承室中的轴承油的泄漏。这种泄漏可引起燃气涡轮的操作问题。已知在轴承罩壳的密封中使用迷宫式密封件。然而，这些迷宫式密封件时常引起增加的成本和可靠性问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于密封和清洗轴承区的设备包括轴承罩壳和至少一个轴承密封件，轴承罩壳具有至少一个孔，其允许气流流过该至少一个孔，至少一个轴承密封件允许气流流过该至少一个轴承密封件，由此形成横跨轴承密封件的压差。设备还包括空气指引装置和成对构件，空气指引装置使气流的至少一部分邻近该空气指引装置流动，成对构件具有在该成对构件之间的间隙，其允许气流的至少一部分流过该间隙，由此清洗间隙。
根据本发明的另一个方面，用于密封和清洗轴承区的设备包括轴承罩壳和至少一个轴承密封件，轴承罩壳具有至少一个孔，其允许气流流过该至少一个孔，至少一个轴承密封件允许气流流过该至少一个轴承密封件，由此形成横跨轴承密封件的压差。设备还包括空气指引装置和转子与定子，空气指引装置使气流的至少一部分邻近该空气指引装置流动，转子与定子具有在该转子与定子之间的间隙，其允许气流的至少一部分流过该间隙，由此清洗间隙。
根据本发明的又一个方面，密封包含油的轴承罩壳的方法包括引导(route)气流通过定位在轴承罩壳中的一个或更多个孔，以及引导气流通过至少一个轴承密封件，由此形成横跨轴承密封件的压差以密封在轴承罩壳内的油。方法还包括邻近空气指引装置引导气流的至少一部分，以及引导气流的至少一部分通过在转子与定子之间的间隙，由此清洗间隙。
从连同附图的以下描述中，这些和其它优点和特征将变得更加显而易见。
附图说明
被视为本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求中被特别指出并且清楚地要求保护。从连同附图的以下详细描述中，本发明的前述和其它特征和优点显而易见，在附图中：
图1是本发明的实施例可定位在其中的轴承区的横截面图；以及
图2是本发明的实施例可定位在其中的轴承区的一部分的更加详细的横截面图。
通过参考附图的示例，详细的描述解释本发明的实施例连同优点和特征。
部件列表
10燃气涡轮
14转子
16轴承罩壳
18轴承密封件
24护罩
30前短轴(FSS)(forward stub shaft)
34，40箭头
42，44孔
46盖板
48凹槽
32间隙
50气流路径
52迷宫式密封件
具体实施方式
在图1中示出燃气涡轮10的一部分，具体地，在本发明的实施例可定位在其中的燃气涡轮10的主或#1轴承区。本发明的实施例不限制于燃气涡轮的轴承区。本发明的实施例可定位在不同于燃气涡轮的装置中，其中，这些其它装置包括根据本发明的实施例被密封的轴承区。燃气涡轮10的主轴承区可包括转子14、轴承罩壳16和轴承密封件18。还可包括进口导叶(IGV)护罩24、前短轴(FSS)30以及在转子14与定子之间的间隙或空腔32。在定位在不同于燃气涡轮的装置中的本发明的实施例中，转子14和定子可包括其它构件，其中，间隙定位在这些其它构件之间。具有箭头34的线示出从轴承罩壳16到贮槽的轴承油流。本发明的实施例有效地密封在轴承罩壳16内的轴承油并且防止从轴承罩壳16的任何泄漏，包括泄漏进入主气流路径，这可引起与燃气涡轮10的操作有关的问题。轴承罩壳16内的一个或更多个轴承可包括用于转子14的真空型轴承，在这些轴承处轴承罩壳16内的轴承油由于抽吸被排出。也就是说，贮槽维持在低于大气压力的压力下。
在图2中示出本发明的实施例可定位在其中的燃气涡轮10的主或#1轴承部分的更加详细的横截面图。在实施例中，如由具有箭头40的线所指示的环境气流可来自燃气涡轮10的周围大气。然后环境气流40在进入主或#1轴承区之前可通过燃气涡轮10的负载隧道(loadtunnel)室。根据本发明的实施例，在那里，环境气流40通过形成在轴承罩壳16中的孔42、44。孔42、44可以是圆形的或任何其它适合的形状。根据本发明的实施例，然后环境气流40通过轴承密封件18，并且气流40的一部分邻近盖板46或其它适合的空气指引装置通过。通过轴承密封件18的环境气流40形成横跨密封件18的较高压差，其防止油从轴承罩壳16泄漏出去。
盖板46可安装到形成在IGV护罩24中的凹槽48中用于附连目的。可利用将盖板46附连在希望的位置中的其它适合的方法。盖板46的一部分可邻近或邻接轴承罩壳16定位。盖板46可包括球墨铸铁、板状金属或其它适合的材料。然后环境气流40在进入主气流路径50之前通过转子-定子间隙或空腔32。盖板46阻止环境气流直接流到转子与定子之间的间隙32。
在本发明的实施例中，环境气流40引导通过主或#1轴承密封件18并且然后通过转子-定子(R0)间隙32。这提供较有效的#1轴承油密封(即，主要由图2中的密封件18的前部分)，由此实现从轴承罩壳16的油泄漏量的减少。此外，根据本发明的实施例的环境气流40的引导减少从进入轴承罩壳16中的孔42、44并且通过转子-定子间隙32并且进入主气流路径50的环境空气中的空气泄漏流的量。通过转子-定子间隙32并且进入主气流路径50的更大量的空气泄漏流可扰乱在主气流路径50中的气流。同时，通过转子-定子间隙32并且进入主气流路径50的减少的气流40的量仍然足够大以允许转子-定子间隙或空腔32的清洗，这是希望的效果。
本发明的实施例提供在轴承罩壳16中的一个或更多个孔42、44。另外提供盖板46。孔42、44的这种构造确保在罩壳16内的轴承#1油的较有效的密封。在没有盖板46的情况下，需要前短轴(FSS)迷宫式密封件52(图1)用于限制到转子-定子间隙32的流量。增加盖板46消除使用FSS迷宫式密封件52的需要，其中轴承密封件18后部分考虑任何流量限制。本发明的实施例利用在#1轴承后端处横跨轴承密封件18的相对更高的ΔP(即，更高空气压差)提供相对更加有效的油密封。此外，本发明的实施例的总的油密封和空气清洗系统也相对更加可靠，这是因为转子表面封闭。同样，可消除使用前短轴(FSS)迷宫式密封件的必要，由此提供成本节省和改进的可靠性。另外，通过转子-定子(R0)间隙32进入主流动路径50的气流量可在任何给定流动路径压力条件下减少达相对显著的量，由此满足某些空气动力学需要。
尽管连同仅仅有限数目的实施例详细描述本发明，但是应容易地理解的是本发明不限制于这种公开的实施例。相反地，可改变本发明以包括至此没有描述的但是与本发明的精神和范围相称的任何数目的变更、改变、代替或等同布置。此外，尽管描述本发明的各种实施例，但是将理解的是本发明的方面可包括仅仅一些描述的实施例。因此，本发明不视为由前述描述限制，而是仅仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (7)

1.一种用于密封和清洗轴承区的设备，包括：
轴承罩壳(16)，其具有至少一个孔(42，44)，所述至少一个孔(42，44)允许气流流过所述至少一个孔(42，44)；
至少一个轴承密封件(18)，其允许所述气流流过所述至少一个轴承密封件(18)，由此形成横跨所述轴承密封件(18)的压差；
空气指引装置(46)，其使所述气流的至少一部分邻近所述空气指引装置(46)流动；和
成对构件，其具有在所述成对构件之间的间隙(32)，所述间隙(32)允许所述气流的至少一部分流过所述间隙(32)，由此清洗所述间隙(32)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述空气指引装置(46)包括表面，其允许所述气流的至少一部分邻近所述表面流动。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述空气指引装置(46)包括具有表面的板，所述表面允许所述气流的至少一部分邻近所述表面流动。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述轴承罩壳(16)具有成对孔，其允许所述气流流过所述成对孔并且流到所述至少一个轴承密封件(18)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述气流包括环境气流。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述空气指引装置(46)阻止所述气流直接流到所述间隙(32)。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述成对构件包括燃气涡轮(10)的转子(14)和定子。
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