CN102383865A - 用于组装旋转机器的方法和设备 - Google Patents

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CN102383865A CN2011101924253A CN201110192425A CN102383865A CN 102383865 A CN102383865 A CN 102383865A CN 2011101924253 A CN2011101924253 A CN 2011101924253A CN 201110192425 A CN201110192425 A CN 201110192425A CN 102383865 A CN102383865 A CN 102383865A
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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Abstract

本发明涉及用于组装旋转机器的方法和设备。具体而言，一种级间密封机构(200/300)定位在旋转机器(100)内，该旋转机器具有静止部分(114/154)和具有多个转子轮(130/170)的旋转元件(112/152)。级间密封机构包括可旋转地联接到至少一个转子轮上的桥接部分(202/302)。桥接部分沿轴向在转子轮之间延伸。桥接部分包括第一挂钩装置(204/304)。级间密封机构还包括至少部分地外接桥接部分的环部分(206/306)。环部分包括可旋转地联接到第一挂钩装置上的第二挂钩装置(208/308)。

Description

用于组装旋转机器的方法和设备
技术领域
文中所述的实施例主要涉及旋转机器，且更具体地涉及用于组装涡轮发动机的方法和设备。
背景技术
至少一些公知的涡轮发动机包括多个旋转涡轮叶片或轮叶，这些旋转涡轮叶片或轮叶传送高温流体，或更具体的是传送燃烧气体经过燃气涡轮发动机或传送蒸汽经过蒸汽涡轮发动机。公知的轮叶通常在涡轮发动机内联接到转子的轮部分上并与转子相协作以形成涡轮区段。此外，公知的涡轮轮叶通常布置成轴向相继的列。许多公知的涡轮发动机还包括多个静止的喷嘴节段，这些静止的喷嘴节段传送向下游朝向旋转轮叶流经该发动机的流体。各喷嘴节段均与相关的涡轮轮叶列相结合而通常称为涡轮级，且大多数公知的涡轮发动机都包括多个涡轮级。
此外，至少一些公知的燃气涡轮发动机还包括多个旋转压缩机叶片，这些叶片传送空气经过燃气涡轮发动机。公知的旋转压缩机叶片通常联接到转子的轮部分上且与该转子相协作以形成压缩机区段。这类公知的压缩机叶片通常布置成轴向相继的列。许多公知的压缩机还包括多个静止的定子节段，这些定子节段向下游朝向旋转压缩机叶片传送空气。各定子节段均与相关的叶片列相结合而通常称为压缩机级，且大多数公知的涡轮发动机压缩机都包括多个级。
许多公知的涡轮喷嘴和压缩机定子节段从涡轮和压缩机中各个的外部壳体部分朝向转子沿径向向内延伸。因此，分别在相邻的轮叶列和叶片列之间限定环形流动通路。密封装置通常定位在环形通路内以有助于降低涡轮内的流体泄漏和降低压缩机内的空气泄漏。
由于许多公知的密封装置暴露于高压和/或高温流体达很长的时间期间，故频繁地检查此类密封装置以判断是否需要修理。然而，检查通常需要大范围地拆卸涡轮发动机，包括至少部分地移除相邻的涡轮轮叶列或压缩机叶片列。此外，许多公知的喷嘴和定子节段由昂贵的合金制成，而且这些节段的成本和重量与节段的径向长度成正比地增加。
发明内容
本发明内容以简化形式对以下在具体实施方式中进一步描述的概念进行了选择性介绍。本发明内容并非意图鉴定所主张主题的关键特征或基本特征，也非意图用于帮助确定所主张主题的范围。
在一个方面，提供了一种用于组装旋转机器的方法。该方法包括提供含有多个转子轮的旋转元件。该方法还包括定位该旋转元件，使得静止部分的至少一部分至少部分地围绕旋转元件延伸。该方法还包括组装级间密封机构，这包括将第一挂钩(hook)装置的至少一部分联接到旋转元件上，以及还包括将第二挂钩装置的至少一部分联接到第一挂钩装置上。第一挂钩装置和第二挂钩装置沿径向位于该静止部分的至少一部分的内部。
在另一方面，提供了一种用于旋转机器的级间密封机构。旋转机器具有旋转元件和静止部分，而旋转元件具有多个转子轮。级间密封机构包括可旋转地联接到至少一个转子轮上的桥接部分。桥接部分沿轴向在转子轮之间延伸。桥接部分包括第一挂钩装置。级间密封机构还包括至少部分地外接桥接部分的环部分。环部分包括可旋转地联接到第一挂钩装置上的第二挂钩装置。
在另一方面，提供了一种涡轮发动机。涡轮发动机包括旋转元件，该旋转元件包括多个转子轮和至少部分地围绕旋转元件延伸的静止部分。涡轮发动机还包括至少一个级间密封机构。级间密封机构包括可旋转地联接到至少一个转子轮上的桥接部分。桥接部分沿轴向在转子轮之间延伸。桥接部分包括第一挂钩装置。级间密封机构还包括至少部分地外接桥接部分的环部分。环部分包括可旋转地联接到第一挂钩装置上的第二挂钩装置。
附图说明
图1是示例性涡轮发动机的示意图；
图2是可结合图1中所示的燃气涡轮发动机使用并沿着区域2截取的压缩机的一部分的放大的截面视图；
图3是可结合图1中所示的燃气涡轮发动机使用并沿着区域3截取的涡轮的一部分的放大的截面视图；
图4是可结合图2中所示的压缩机使用并沿着区域4截取的示例性级间密封机构的一部分的放大的截面视图；
图5是可结合图3中所示的涡轮使用并沿着区域5截取的示例性级间密封机构的一部分的放大的截面视图；以及
图6是示出了组装图1中所示的燃气涡轮发动机的一部分的示例性方法的流程图。
零件清单
100燃烧涡轮发动机(旋转机器)
102压缩机
103燃烧器组件
104燃烧器
106燃料喷嘴组件
108涡轮
110转子
111转子轴向中心线
112压缩机转子组件
114压缩机定子组件
116压缩机壳体
118流动通路
124多个级
126转子叶片组件
128定子叶片组件
130压缩机转子盘/轮
132转子叶片翼型部分
134叶片附接机构
136转子叶片顶端部分
140压缩机轮毂
148压缩机上游(低压力)区域
149流动箭头
150压缩机下游(高压力)区域
152涡轮转子组件
154涡轮隔板(diaphragm)组件
156涡轮壳体
158流动通路
164多个级
166轮叶组件
168喷嘴组件
170涡轮转子轮
174轮叶附接机构
180涡轮轮毂
182涡轮间隔件(spacer)
184涡轮转子轮
188涡轮上游(高压力)区域
189流动箭头
190涡轮下游(低压力)区域
200级间密封机构
202桥接部分
203机械紧固装置
204第一挂钩装置
206环部分
208第二挂钩装置
210轴向区段
211预定的径向距离
212第一径向延伸部
214第一轴向延伸部
216第一轴向距离
θ1第一轴向延伸部和第一径向延伸部之间的角度
218第一环形开口
220密封区段
222迷宫密封装置
224第二径向延伸部
226第二轴向延伸部
228第二轴向距离
θ2第二轴向延伸部和第二径向延伸部之间的角度
230第二环形开口
232第三轴向距离
234部件
300级间密封机构
302桥接部分
303机械紧固装置
304第一挂钩装置
306环部分
308第二挂钩装置
310轴向区段
311预定的径向距离
312第一径向延伸部
314第一轴向延伸部
316第一轴向距离
θ1第一轴向延伸部和第一径向延伸部之间的角度
318第一环形开口
320密封区段
322迷宫密封装置
324第二径向延伸部
326第二轴向延伸部
328第二轴向距离
θ2第二轴向延伸部和第二径向延伸部之间的角度
330第二环形开口
332第三轴向距离
334部件
400示例性方法
402提供旋转元件…
404定位旋转元件，使得…
406组装级间密封机构
408联接第一挂钩装置的至少一部分…
410联接第二挂钩装置的至少一部分…
412联接密封区段的至少一部分…
具体实施方式
图1是旋转机器(也即涡轮发动机)且更具体地是示例性燃气涡轮发动机100的示意图。发动机100包括压缩机102和燃烧器组件103，该燃烧器组件103包括多个燃烧器104，各燃烧器104均包括燃料喷嘴组件106。在示例性实施例中，发动机100还包括涡轮108和公共的压缩机/涡轮转子110(有时称为转子110)。转子110限定了转子轴向中心线111。在一个实施例中，发动机100是MS9001E发动机，有时称为9E发动机，可从纽约州的斯卡奈塔第市的通用电气公司购得。
图2是结合燃气涡轮发动机100使用并沿着区域2(图1中所示)截取的压缩机102的一部分的放大的截面视图。压缩机102包括压缩机转子组件112，以及静止部分或更具体的是压缩机定子组件114，它们定位在至少部分地限定流动通路118的压缩机壳体116内。在示例性实施例中，压缩机转子组件112形成转子110的一部分。此外，在示例性实施例中，压缩机102定向为大致对称地围绕转子轴向中心线111。而且，在示例性实施例中，压缩机102是燃气涡轮发动机100的一部分。作为备选，压缩机102为任何旋转的、带有叶片的、多级流体传输设备，其包括但不限于独立的流体压缩单元或风扇。
压缩机102包括多个级124，其中，各个级124均包括一列周向间隔开的转子叶片组件126和一列定子叶片组件128，有时称为定子导叶。在示例性实施例中，转子叶片组件126联接到轮部分上，或更具体的是经由附接机构134联接到压缩机转子盘或轮130上，使得各叶片组件126均从压缩机转子轮130沿径向向外延伸。此外，在示例性实施例中，多个压缩机转子轮130和多个叶片附接机构134至少部分地限定大体上会聚的压缩机轮毂140。此外，各组件126均包括转子叶片翼型部分132，其从叶片附接机构134沿径向向外延伸至转子叶片顶端部分136。压缩机级124与包括但不限于空气的运动或工作流体相协作，使得该运动流体在接连(或随后)的级124中压缩。级间密封机构200联接到各转子轮130和/或叶片附接机构134上。
在操作中，压缩机102由涡轮108经由转子110而旋转。从低压区域或压缩机上游区域148经由级124收集的流体通过转子叶片翼型部分132朝向定子叶片组件128传送。流体受到压缩且流体的压力随着流体如由流动箭头149所示那样传送经过流动通路118而增大。更具体而言，流体继续流动经过后续的级124，而流动通路118大体上随着相继的级124而缩小，以有助于在流体传送经过流动通路118时对流体压缩和加压。压缩和加压的流体随后传送到高压区域或压缩机下游区域150以便在涡轮发动机100内使用。
图3是可结合燃气涡轮发动机100使用并沿着区域3(图1中所示)截取的涡轮108的一部分的放大的截面视图。涡轮108包括涡轮转子组件152。涡轮108还包括多个静止叶片，或涡轮隔板组件154，它们定位在至少部分地限定流动通路158的涡轮壳体156内。在示例性实施例中，涡轮转子组件152形成转子110的一部分。而且，在示例性实施例中，涡轮108定向为大致对称地围绕转子轴向中心线111。而且，在示例性实施例中，涡轮108形成燃气涡轮发动机100的一部分。作为备选，涡轮108为任何旋转的、带有叶片的、多级能量转换设备，包括但不限于蒸汽涡轮。
涡轮108包括多个级164，其中，各个级164均包括一列周向间隔开的转子叶片，或轮叶组件166，以及一列隔板组件154，或喷嘴组件168。在示例性实施例中，涡轮108包括三个相继的级164。作为备选，涡轮108包括允许涡轮发动机100如文中所述那样操作的任何数目的级164。此外，在示例性实施例中，轮叶组件166经由轮叶附接机构174联接到涡轮转子轮170上，使得各轮叶组件166均从涡轮转子轮170沿径向向外延伸。多个涡轮转子轮170和多个轮叶附接机构174至少部分地限定大体上发散的涡轮轮毂180。在示例性实施例中，涡轮108包括三个涡轮转子轮170，而在各个轮170之间均具有一间隔件182，从而总共有五个涡轮转子盘184。涡轮级164与包括但不限于燃烧气体、蒸汽以及压缩空气的运动或工作流体相协作，使得该运动流体在接连的级164中膨胀。级间密封机构300联接到各转子轮170和/或叶片附接机构174上。
在操作中，在示例性实施例中，涡轮108接收由燃料喷嘴组件106产生的高压燃烧气体。从高压区域或涡轮上游区域188经由喷嘴组件168收集的燃烧气体通过轮叶组件166朝向隔板组件154传送。当燃烧气体如由流动箭头189所示那样传送经过流动通路158时，燃烧气体至少部分地解压且燃烧气体的压力至少部分地减小。更具体而言，燃烧气体继续流动经过后续的级164，而流动通路158在各个相继的级164内均大体上扩大，以当气体传送经过流动通路158时有助于对燃烧气体解压和减压。解压和减压的燃烧气体随后排出到低压力区域190中以便在涡轮发动机100内进一步使用或从涡轮发动机100排出。
图4是可结合压缩机102使用并沿着区域4(图2中所示)截取的示例性级间密封机构200的一部分的放大的截面视图。在示例性实施例中，级间密封机构200完全且连续地外接转子110。为清楚起见，转子叶片翼型部分132(图2中所示)并未在图4中显示。在示例性实施例中，级间密封机构200包括桥接部分202，其沿轴向在一对相邻的压缩机转子轮130之间延伸。桥接部分202可旋转地联接到至少一个压缩机转子轮130上。具体而言，在示例性实施例中，部分202经由包括但不限于螺母和螺栓的机械紧固装置203而联接到一对相邻的压缩机转子轮130上。而且，桥接部分202完全且连续地外接转子110。在示例性实施例中，桥接部分202包括第一挂钩装置204。
此外，在示例性实施例中，级间密封机构200包括环部分206，其至少部分地外接桥接部分202，且更具体地是以连续的360°外接桥接部分202。环部分206包括可旋转地联接到第一挂钩装置204上的第二挂钩装置208。此外，在示例性实施例中，桥接部分202包括轴向区段210，该轴向区段210经由机械紧固装置203可旋转地联接到一对相邻的压缩机转子轮130上，使得轮130经由轴向区段210至少部分地支承桥接部分202。
在示例性实施例中，桥接部分202和环部分206均为完全一体的构件，它们使用允许级间密封机构200如文中所述那样操作的任何制造工艺而形成，该制造工艺包括但不限于锻造工艺。作为备选，桥接部分202和/或环部分206由多个部件、构件和/或区段使用允许级间密封机构200如文中所述那样操作的任何制造工艺而制成，该制造工艺包括但不限于铜焊工艺和/或使用快接硬件的联接工艺。
此外，在示例性实施例中，级间密封机构200定位成距轴向中心线111为预定的径向距离211。级间密封机构200相对于轴向中心线111定位，以有助于减小定子叶片组件128的长度(未示出)，且从而降低制造和组装涡轮发动机100(图1、图2和图3中所示)的资本成本和降低涡轮发动机100的总体重量。因此，相比于其它公知的涡轮发动机，有助于减少运送成本。而且，减小定子叶片组件128的长度有助于减小组件128的暴露于流经压缩机102的空气的表面区域轮廓(未示出)，从而降低组件128中随着时间的推移而会导致组件128蠕变变形的相关机械应力。此类机械应力包括但不限于由冲击空气流在组件上引起的作为组件128的表面面积的函数的作用力和与此类引起的作用力和组件128的长度成正比的弯曲力矩。
此外，在示例性实施例中，第一挂钩装置204包括从轴向区段210延伸的第一径向延伸部212。更具体而言，在示例性实施例中，第一径向延伸部212从轴向区段210沿径向向外延伸。第一挂钩装置204还包括联接到第一径向延伸部212上的第一轴向延伸部214。因此，在示例性实施例中，桥接部分202为完全整体的构件，其包括轴向区段210、第一径向延伸部212，以及第一轴向延伸部214。第一轴向延伸部214从第一径向延伸部212沿轴向大致延伸第一距离216。
此外，在示例性实施例中，第一角度θ1限定在第一延伸部214和第一延伸部212之间。而且，第一延伸部214、第一延伸部212和轴向区段210限定第一环形开口218。在示例性实施例中，角度θ1为近似90°。作为备选，角度θ1为允许级间密封机构200如文中所述那样操作的任何角度。
此外，在示例性实施例中，环部分206包括大致外接桥接部分轴向区段210的密封区段220。在示例性实施例中，密封区段220包括多个迷宫密封装置222。作为备选，密封区段220可包括允许级间密封机构200如文中所述那样操作的任何密封装置。
此外，在示例性实施例中，第二挂钩装置208包括联接到密封区段220上的第二径向延伸部224。第二延伸部224从密封区段220沿径向向内延伸。第二挂钩装置208还包括联接到第二径向延伸部224上的第二轴向延伸部226。因此，在示例性实施例中，环部分206为完全整体的构件，其包括部件234、密封区段220、密封装置222、第二径向延伸部224，以及第二轴向延伸部226。
第二轴向延伸部226从第二径向延伸部224大致沿轴向延伸第二距离228。在示例性实施例中，第二距离228近似等于第一距离216。作为备选，第一距离216和第二距离228分别具有有助于级间密封机构200如文中所述那样操作的任何尺寸关系。第二延伸部226和第二延伸部224在其间限定第二角度θ2。而且，第二延伸部226、第二延伸部224和密封区段220限定第二环形开口230。在示例性实施例中，角度θ2为近似90°。作为备选，角度θ2为允许级间密封机构200如文中所述那样操作的任何角度。
此外，在示例性实施例中，第一环形开口218在其中接收第二延伸部226的至少一部分，以及第二环形开口230在其中接收第一延伸部214的至少一部分，使得在挂钩装置204和208之间形成干涉配合或摩擦配合。
此外，在示例性实施例中，第二挂钩装置208距相邻压缩机转子轮130中的至少一个为第三距离232，其中，第三距离232分别比第一距离216和第二距离218二者更长。分别比第一距离216和第二距离218二者更长的第三距离232与分别形成在第一挂钩装置204和第二挂钩装置208之间的干涉配合的结合，有助于组装和拆卸转子110。更具体而言，此种组装定向有助于第二挂钩装置208的轴向滑动运动。该轴向滑动运动有助于降低压缩机102的拆卸量，以便例行检查级间密封机构200及其紧接的附近。
在示例性实施例中，密封区段220经由部件234联接到上游压缩机叶片附接机构134上。作为备选，级间密封机构200的定向可反转，且以此种定向，密封区段220联接到下游压缩机叶片附接机构134上，只要级间密封机构200的定向有助于第二挂钩装置208如文中所述那样从第一环形开口218插入和移除。
使用相邻的压缩机转子轮130来支承级间密封机构200的构造有助于降低密封机构200的总体重量和减少制造此类构件的相关成本。而且，此类构造有助于消除用以支承密封装置222的附加转子轮，且从而有助于降低转子110的制造成本和运送重量。而且，在示例性实施例中，级间密封机构200对于嵌在转子110内的附加旋转构件提供足够的径向支承。
图5是可结合涡轮108使用的沿着区域5(图3中所示)截取的示例性级间密封机构300的一部分的放大的截面视图。在示例性实施例中，级间密封机构300完全且连续地外接转子110。为清楚起见，轮叶组件166(图3中所示)并未在图5中显示。在示例性实施例中，级间密封机构300包括桥接部分302，其大致沿轴向在一对相邻涡轮转子轮170之间延伸。桥接部分302可旋转地联接到至少一个涡轮转子轮170上。具体而言，在示例性实施例中，部分302经由包括但不限于螺母和螺栓的机械紧固装置303旋转性地联接到一对相邻涡轮转子轮170上。而且，桥接部分302完全且连续地外接转子110。在示例性实施例中，桥接部分302包括第一挂钩装置304。
此外，在示例性实施例中，级间密封机构300包括至少部分地外接桥接部分302的环部分306。更具体而言，在示例性实施例中，环部分306完全且连续地外接桥接部分302。环部分306包括可旋转地联接到第一挂钩装置304上的第二挂钩装置308。此外，在示例性实施例中，桥接部分302包括轴向区段310，该轴向区段310经由机械紧固装置303可旋转地联接到相邻的涡轮转子轮170上，使得轮170经由轴向区段310至少部分地支承桥接部分302。
在示例性实施例中，桥接部分302和环部分306分别为完全一体的构件，它们使用允许级间密封机构300如文中所述那样操作的任何制造工艺而形成，该制造工艺包括但不限于锻造工艺。作为备选，桥接部分302和/或环部分306由多个部件、构件和/或区段使用允许级间密封机构300如文中所述那样操作的任何制造工艺而制成，该制造工艺包括但不限于铜焊工艺和/或使用紧固硬件的联接工艺。
此外，在示例性实施例中，级间密封机构300定位成距轴向中心线111为预定的径向距离311。更具体而言，级间密封机构300相对于轴向中心线111定位，以有助于减小涡轮隔板组件154的径向长度(未示出)，使得相比于其它涡轮发动机有助于降低制造和组装涡轮发动机100(图1、图2和图3中所示)的资本成本，以及还使得总体重量降低。因此，还有助于减少相关的运送成本。减小涡轮隔板组件154的长度有助于降低组件154的暴露于经过涡轮108的蒸汽或燃烧气流的表面区域轮廓(未示出)。因此，还有助于降低组件154中随着时间的推移而会导致组件154蠕变变形的相关机械应力。此种机械应力包括但不限于在组件上由冲击空气流引起的作为组件154的表面面积的函数的作用力和与此类引起的作用力和组件154的长度成正比的弯曲力矩。
此外，在示例性实施例中，第一挂钩装置304包括联接到轴向区段310上的第一径向延伸部312。第一延伸部312从轴向区段310大致沿径向向外延伸。第一挂钩装置304还包括联接到第一延伸部312上的第一轴向延伸部314。因此，在示例性实施例中，桥接部分302为完全整体的构件，其包括轴向区段310、第一径向延伸部312和第一轴向延伸部314。第一延伸部314从径向延伸部312大致沿轴向延伸第一轴向距离316。
第一延伸部314和第一延伸部312在其间限定第一角度θ1。而且，第一延伸部314、第一延伸部312和轴向区段310限定第一环形开口318。在示例性实施例中，角度θ1为近似90°。作为备选，角度θ1可为允许级间密封机构300如文中所述那样操作的任何角度。
而且，在示例性实施例中，环部分306包括大致外接桥接部分302的轴向区段310的密封区段320。在示例性实施例中，密封区段320可包括多个迷宫密封装置322。作为备选，密封区段320包括允许级间密封机构300如文中所述那样操作的任何密封装置。
此外，在示例性实施例中，第二挂钩装置308包括联接到密封区段320上的第二径向延伸部324。第二延伸部324从密封区段320沿径向向内延伸。第二挂钩装置308还包括联接到第二延伸部324上的第二轴向延伸部326。因此，在示例性实施例中，环部分306为完全整体的构件，其包括部件334、密封区段320、密封装置322、第二径向延伸部324，以及第二轴向延伸部326。
第二延伸部326从第二径向延伸部324大致沿轴向延伸第二距离328。在示例性实施例中，第二距离328近似等于第一距离316。作为备选，第一距离316和第二距离328分别具有有助于级间密封机构300如文中所述那样操作的任何尺寸关系。第二延伸部326和第二延伸部324在其间限定第二角度θ2。而且，第二延伸部326、第二延伸部324和密封区段320限定第二环形开口330。在示例性实施例中，角度θ2为近似90°。作为备选，角度θ2可为允许级间密封机构300如文中所述那样操作的任何角度。
而且，在示例性实施例中，第一环形开口318在其中接收第二延伸部326的至少一部分，以及第二环形开口330在其中接收第一延伸部314的至少一部分，使得在第一挂钩装置304和第二挂钩装置308之间形成干涉配合或摩擦配合。
此外，在示例性实施例中，第二挂钩装置308距涡轮转子轮170中的至少一个为第三距离332。第三距离332分别比第一距离316和第二距离318二者更长。比第一距离316和第二距离318二者更长的第三距离332与分别在第一挂钩装置304和第二挂钩装置308之间形成干涉配合的结合，通过促进第二挂钩装置308的轴向滑动运动而有助于组装和拆卸转子110，无需移除任何紧固硬件，和/或不需要任何新的快接硬件。而且，轴向运动有助于降低涡轮108的拆卸量，以便例行检查级间密封机构300及其紧接的附近。
在示例性实施例中，密封区段320经由部件334联接到轮叶附接机构174上。作为备选，级间密封机构300的定向反转且密封区段320联接到下游涡轮轮叶附接机构174上，因为级间密封机构300的定向有助于第二挂钩装置308如文中所述那样从第一环形开口318插入和移除。
使用相邻的涡轮转子轮170来支承级间密封机构300相比于其它公知的涡轮发动机有助于降低机构300的构件的重量和制造此类构件的相关成本。而且，此种构造有助于消除用以支承密封装置322的附加转子轮和降低和/或消除间隔件182，从而有助于降低转子110的制造成本和运送重量。而且，在示例性实施例中，级间密封机构300对于嵌在转子110内的附加的旋转构件提供足够的径向支承，该旋转构件包括但不限于冷却空气管道(未示出)。
图6是示出了组装旋转机器，或更具体的是燃气涡轮发动机100(图1、图2和图3中所示)中的一部分的示例性方法400的流程图。在示例性实施例中，提供402旋转元件，也即转子110(图1、图2、图3、图4和图5中所示)，其包括多个相邻的压缩机转子轮130(图2和图4中所示)和/或相邻的涡轮转子轮170(图3和图5中所示)。转子110定位404成使得静止部分的至少一部分，例如压缩机定子叶片组件128(图2和图4中所示)和/或涡轮隔板组件154(图3和图5中所示)，至少部分地围绕转子110延伸。组装406用于压缩机102的级间密封机构200(在图2和图4中均有示出)和/或用于涡轮108的级间密封机构300(在图3和图5中均有示出)。因此，通过将桥接部分202和/或302(分别在图4和图5中所示)的至少一部分联接408到至少一个转子轮130和/或170上，第一挂钩装置204和/或304(分别在图4和图5中所示)的至少一部分联接408到转子110上。
此外，在示例性实施例中，通过将第二挂钩装置208和/或308的至少一部分插入到各自的大致环形的第一开口218和/或318中，第二挂钩装置208和/或308的至少一部分联接410到第一挂钩装置204和/或304上，该大致环形的第一开口218和/或318分别由第一挂钩装置204和/或304至少部分地限定，使得分别在第一挂钩装置204和/或304的至少一部分和第二挂钩装置208和/或308的至少一部分之间形成干涉配合。
此外，在示例性实施例中，通过分别距轴向中心线111(图1、图2、图3、图4和图5中所示)为预定的径向距离211和/或311(分别在图4和图5中所示)地定位级间密封机构200和/或300，密封区段220和/或320(分别在图4和图5中所示)的至少一部分联接412到压缩机转子轮130和/或涡轮转子轮170中的至少一个上。此种组装方法以及相关的拆卸方法有助于降低组装和拆卸的时间以及用于例行检查的相关成本。更具体而言，调节安装和移除此类级间密封机构所需的减小的轴向长度有助于组装和拆卸压缩机和涡轮级间密封机构二者。
文中所述的是有助于组装旋转机器的方法和设备的示例性实施例，且更具体而言，该旋转机器为压缩机和涡轮，包括蒸汽涡轮和燃气涡轮。此外，具体的是，通过减小安装和移除此类级间密封机构所需的轴向长度，压缩机和涡轮级间密封机构二者分别有助于组装和拆卸压缩机和涡轮。减小此类组装/拆卸长度有助于减少拆卸和组装时间以及用于例行检查的相关成本。而且，距转子轴向中心线足够充分远地定位级间密封机构有助于减小压缩机定子叶片和涡轮隔板组件的长度，这减小了暴露于空气、蒸汽或燃烧气流的此类叶片和组件的表面面积，且从而减小了随着时间的推移可导致蠕变变形的机械应力。而且，此种组件构造有助于降低和/或消除用以支承压缩机和涡轮密封装置的附加转子盘，包括轮和间隔件。减小静止叶片和组件的长度以及消除盘有助于降低制造和构建的资本成本以及压缩机和涡轮转子的运送重量。而且，压缩机和涡轮的减小的重量有助于减小在操作速度范围作用在用于压缩机和涡轮二者的公共转子上的离心力，从而降低对于增加检查和维护成本的可能性。此外，减小的重量有助于降低用以加速和维持转子速度的燃料消耗，从而降低了操作成本。此类级间密封机构还对于嵌在转子内的附加旋转构件提供了足够的径向支承。
文中所述的方法和系统不限于文中所述的具体实施例。例如，各个系统的构件和/或各个方法的步骤可与文中所述的其它构件和/或步骤独立和分开地使用和/或实施。此外，各个构件和/或步骤还可结合其它的组装套件和方法予以使用和实施。
尽管本发明已根据各种具体实施例进行了描述，但本领域普通技术人员将认识到的是，本发明可利用属于权利要求的精神和范围内的修改而予以实施。

Claims (10)

1.一种用于旋转机器(100)的级间密封机构(200/300)，所述旋转机器(100)具有旋转元件(112/152)和静止部分(114/154)，所述旋转元件具有多个转子轮(130/170)，所述级间密封机构包括：
可旋转地联接到至少一个所述转子轮上的桥接部分(202/302)，所述桥接部分沿轴向在所述转子轮之间延伸，所述桥接部分包括第一挂钩装置(204/304)；以及
至少部分地外接所述桥接部分的环部分(206/306)，所述环部分包括可旋转地联接到所述第一挂钩装置上的第二挂钩装置(208/308)。
2.根据权利要求1所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述桥接部分(202/302)还包括轴向区段(210/310)，所述轴向区段联接到至少一个所述转子轮(130/170)的至少一部分上，所述至少一个转子轮至少部分地支承所述桥接部分。
3.根据权利要求2所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述第一挂钩装置(204/304)包括：
联接到所述轴向区段(210/310)上的第一径向延伸部(212/312)，所述第一径向延伸部从所述轴向区段沿径向向外延伸预定的径向距离(211/311)；以及
联接到所述第一径向延伸部上的第一轴向延伸部(214/314)，所述第一轴向延伸部沿轴向从所述第一径向延伸部延伸第一轴向距离(216/316)，所述第一轴向延伸部和所述第一径向延伸部在其间限定第一角度(θ1)，所述第一轴向延伸部、所述第一径向延伸部和所述轴向区段限定第一环形开口(218/318)。
4.根据权利要求3所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述环部分(206/306)还包括密封区段(220/320)，所述密封区段大致外接所述桥接部分(202/302)的所述轴向区段(210/310)。
5.根据权利要求4所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述第二挂钩装置(208/308)包括：
联接到所述密封区段(220/320)上的第二径向延伸部(224/324)，所述第二径向延伸部从所述密封区段沿径向向内延伸；以及
联接到所述第二径向延伸部上的第二轴向延伸部(226/326)，所述第二轴向延伸部从所述第二径向延伸部沿轴向延伸第二轴向距离(228/328)，所述第二轴向距离(228/328)大致类似于所述第一轴向距离(216/316)，所述第二轴向延伸部和所述第二径向延伸部在其间限定第二角度(θ2)，所述第二轴向延伸部、所述第二径向延伸部和所述密封区段限定第二环形开口(230/330)。
6.根据权利要求5所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述第一环形开口(218/318)接收所述第二轴向延伸部(226/326)的至少一部分，以及所述第二环形开口接收所述第一轴向延伸部(214/314)的至少一部分。
7.根据权利要求5所述的级间密封机构(200/300)，其特征在于，所述第一角度(θ1)为大致90°，以及所述第二角度(θ2)为大致90°。
8.一种涡轮发动机(100)，包括：
旋转元件(112/152)，其包括多个转子轮(130/170)；
静止部分(114/154)，其至少部分地围绕所述旋转元件延伸；以及
至少一个级间密封机构(200/300)，其包括：
可旋转地联接到至少一个所述转子轮的延伸部上的桥接部分(202/302)，所述桥接部分沿轴向在所述转子轮之间延伸，所述桥接部分包括第一挂钩装置(204/304)；以及
至少部分地外接所述桥接部分的环部分(206/306)，所述环部分包括可旋转地联接到所述第一挂钩装置上的第二挂钩装置(208/308)。
9.根据权利要求8所述的涡轮发动机(100)，其特征在于：
所述桥接部分(202/302)还包括轴向区段，所述轴向区段(210/310)联接到至少一个所述转子轮(130/170)的至少一部分上，所述至少一个转子轮至少部分地支承所述桥接部分；以及
所述环部分(206/306)还包括密封区段(220/320)，所述密封区段大致外接所述桥接部分的所述轴向区段。
10.根据权利要求9所述的涡轮发动机(100)，其特征在于，所述第一挂钩装置(204/304)包括：
联接到所述轴向区段(210/310)上的第一径向延伸部(212/312)，所述第一径向延伸部从所述轴向区段沿径向向外延伸预定的径向距离(211/311)；以及
联接到所述第一径向延伸部上的第一轴向延伸部(214/314)，所述第一轴向延伸部从所述第一径向延伸部沿轴向延伸第一轴向距离(216/316)，所述第一轴向延伸部和所述第一径向延伸部在其间限定第一角度(θ1)，所述第一轴向延伸部、所述第一径向延伸部和所述轴向区段限定第一环形开口(218/318)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108691690A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 通用电气公司 用于转子过速保护的方法和系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3101106B1 (fr) * 2019-09-25 2022-07-15 Safran Aircraft Engines Rotor de turbine d'une turbomachine et turbine de turbomachine équipée d'un tel rotor.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5813827A (en) * 1997-04-15 1998-09-29 Westinghouse Electric Corporation Apparatus for cooling a gas turbine airfoil
US6217279B1 (en) * 1997-06-19 2001-04-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Device for sealing gas turbine stator blades
US6558114B1 (en) * 2000-09-29 2003-05-06 Siemens Westinghouse Power Corporation Gas turbine with baffle reducing hot gas ingress into interstage disc cavity
US20030180147A1 (en) * 2000-08-16 2003-09-25 Bolms Hans Thomas Turbrine vane system
US20060133927A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Siemens Westinghouse Power Corporation Gap control system for turbine engines
US20100074730A1 (en) * 2008-09-25 2010-03-25 George Liang Gas turbine sealing apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4526508A (en) * 1982-09-29 1985-07-02 United Technologies Corporation Rotor assembly for a gas turbine engine
DE19615549B8 (de) * 1996-04-19 2005-07-07 Alstom Vorrichtung zum thermischen Schutz eines Rotors eines Hochdruckverdichters
US8177495B2 (en) * 2009-03-24 2012-05-15 General Electric Company Method and apparatus for turbine interstage seal ring

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5813827A (en) * 1997-04-15 1998-09-29 Westinghouse Electric Corporation Apparatus for cooling a gas turbine airfoil
US6217279B1 (en) * 1997-06-19 2001-04-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Device for sealing gas turbine stator blades
US20030180147A1 (en) * 2000-08-16 2003-09-25 Bolms Hans Thomas Turbrine vane system
US6558114B1 (en) * 2000-09-29 2003-05-06 Siemens Westinghouse Power Corporation Gas turbine with baffle reducing hot gas ingress into interstage disc cavity
US20060133927A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Siemens Westinghouse Power Corporation Gap control system for turbine engines
US20100074730A1 (en) * 2008-09-25 2010-03-25 George Liang Gas turbine sealing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108691690A (zh) * 2017-04-04 2018-10-23 通用电气公司 用于转子过速保护的方法和系统

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