CN105392968B - 用于防止向涡轮机的涡轮的转子漏油的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于防止向涡轮机(2)的涡轮的转子漏油的装置，包括：上游腔(18)，其中空气/油混合物可以流通，所述上游腔由涡轮转子的轴颈(8)与下游分隔，并由朝向上游轴向延伸的轴颈的密封凸缘(14)与外侧分隔；和下游腔(20)，其朝向涡轮的盘(12)开口，并通过制成在轴颈中的多个通风孔(22)与上游腔连通，以及环形上游偏转器(24)，所述环形上游偏转器固定在所述轴颈的密封凸缘上，并朝向通风孔向内侧径向延伸，所述上游偏转器具有油通路孔(26)，所述油通路孔制成在固定在所述轴颈的密封凸缘上的上游偏转器的端部处。

Description

用于防止向涡轮机的涡轮的转子漏油的装置

技术领域

本发明涉及涡轮机的涡轮，特别是低压涡轮的总领域。更确切地，本发明还涉及用于防止涡轮转子着油火的风险的装置。

背景技术

涡轮机的低压轴驱动通过固定在低压轴上的轴颈驱动不同平台(stage)的低压涡轮旋转。该轴颈在上游分隔内侧上游腔，空气在内侧上游腔中行进，以便为布置在该轴颈的下游的低压涡轮的不同盘通风。

为此，低压轴的轴颈具有通风孔，使在电动机上游获得的空气通过经由内侧部上游腔注入外侧下游腔。这种通风空气然后被引向轴颈的下游的低压涡轮的不同平台的盘以冷却它们。

此外，源自于润滑回路和油容器的泄漏的油也可能存在于所述低压涡轮的内侧上游腔。该油倾向于与通风空气混合并借道于与通风空气的路径相同的路径，最终到达低压涡轮的下游腔。

该下游腔的环境相对较热，这可能会导致在该腔中的油着火，以及其它可能的有害后果。

内容

因此，本发明的主要目的是通过提出用于防止涡轮机的转子因为油而着火的危险，以消除这些缺点。

为此，提供了一种用于防止向涡轮机的涡轮的转子漏油的装置，包括：上游腔，其中空气/油混合物可以流通，所述上游腔由涡轮转子的轴颈与下游分隔，并由朝向上游轴向延伸的轴颈的密封凸缘与外侧分隔；和下游腔，其朝向涡轮的盘开口，并通过制成在轴颈中的多个通风孔与上游腔连通，并且根据本发明，所述装置还包括环形上游偏转器，所述环形上游偏转器固定在所述轴颈的密封凸缘上，并朝向通风孔向内侧径向延伸，所述上游偏转器具有油通路孔，所述油通路孔制成在固定在所述轴颈的密封凸缘上的上游偏转器的端部处。

上游偏转的存在尽可能地减小从上游腔移动到下游腔的油数量。事实上，这个上行偏转特别形成一个障碍，阻止空气/油混合物轨迹直接通过在轴颈制成的通风孔。

此外，此上游偏转器的定位确保了空气轨迹和油轨迹分离。尤其是，在上游腔和下游腔之间的压力差的影响下，空气/油混合物中的空气将趋向于通过上游偏转器并通过穿过通风孔而行进向下游腔尽可能远地行进。就空气/油混合物中的油而言，一旦它通过上游偏转器，在轴颈的旋转离心力的影响下，其趋向于压靠轴颈的密封凸缘的内壁并沿内壁向上游上升。在上游偏转器的端部(固定在轴颈的密封凸缘上)处存在的油通路孔使得油被从上游腔的上游处清空，而不会遇到逆流气流。

以这种方式，根据本发明的装置使得上游腔的气/油混合物脱油，油在上游被清空和回收，注入到下游腔的空气使得涡轮的转子通风。

优选地，所述上游偏转器向内侧径向延伸以便掩蔽制成在轴颈中的通风孔。

还优选地，所述上游偏转器)包括固定凸缘，所述固定凸缘通过轴颈上的轴颈的密封凸缘的紧固系统固定在轴颈的密封凸缘上。在这种情况下，所述油通路孔制成在所述上游偏转器的固定凸缘中，并成角度地设置在轴颈上的轴颈的密封凸缘的紧固系统之间。

更优选地，所述装置还包括环形下游偏转器，其固定在所述轴颈上，朝向制成在所述轴颈中的通风孔向外侧径向延伸，以与所述上游偏转器一起形成用于在上游腔中流通的气/油混合物的挡板。这种挡板的存在有利于空气/油混合物中的空气和油的分离，并突显出油在轴颈的密封凸缘的内壁上的离心作用。

在这种情况下，所述下游偏转器有利地向外侧径向延伸，以便掩蔽所述通风孔。这种掩蔽有利于在上游偏转器上捕捉油的突起块。

类似地，所述下游偏转器有利地在轴向上插置在所述上游偏转器和制成在所述轴颈中的所述通风孔之间。

所述装置还可以包括加强件，所述加强件确保所述上游偏转器和所述下游偏转器的自由端之间的连接。

所述下游偏转器可以包括固定凸缘，所述固定凸缘通过涡轮轴上的所述轴颈的紧固系统固定在所述轴颈上。

本发明的另一目的是一种涡轮机的涡轮，其包括例如上述用于防止漏油的装置。本发明的又一目的是一种涡轮机，其包括上述涡轮。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过下面参考附图的描述展现，附图示出实施例(没有任何限制性质)其中：

-图1是根据本发明的防止漏油的装置的示意图；

-图2是图1的防止漏油的装置的上游偏转器的透视图；和

-图3和图4是根据本发明的变型实施例的防止漏油的装置的示意图。

具体实施方式

图1示意性地局部示出了装备有根据本发明的用于防止漏油的装置的涡轮机的低压涡轮2。当然，本发明适用于任何涡轮机的涡轮。

正如本身已知的，所述低压涡轮2包括低压轴4，其中心为涡轮机的纵向轴线6。

在以下描述中，术语“上游”和“下游”是相对于穿过涡轮机的气流的流动方向定义。同样地，相对于涡轮机的纵向轴线6定义术语“内”和“外”。

通过多个紧固系统(例如螺杆/螺母类型)将轴颈(journal)8的内侧径向端固定到低压轴4。在其相对的径向端，轴颈8附接到低压涡轮的平台的转子盘12，轴颈8驱动转子盘绕纵向轴线6旋转。如图1所示，该转子盘12连接到低压涡轮的其他平台的转子盘12。

低压涡轮的轴颈8还包括密封凸缘14，所述密封凸缘沿轴向向上游延伸。该密封凸缘14带有密封装置(例如迷宫式密封，在图中未示出)。该密封凸缘可以通过多个紧固系统16(例如螺钉/螺母类型)固定到轴颈。

低压涡轮的轴颈8(及其密封凸缘14)分隔两个腔，具体而言，上游腔18和下游腔20。

更确切地，上游腔18形成在内侧上，一方面通过轴颈的密封凸缘14在径向方向上与外侧分隔，另一方面通过轴颈自身在轴向方向上与下游分隔。就下游腔20而言，其形成在外侧，一方面通过轴颈在轴向方向上与上游分隔，另一方面通过转子盘12在径向方向上与外侧分隔。

上游腔18和下游腔20通过在轴颈8中制成并围绕涡轮机的纵向轴线6均匀分布的多个通风孔22彼此连通。如已知的，下游腔20朝向低压涡轮的不同平台的转子盘的通风回路(在图中未示出)开口。

在涡轮机上游获取的空气注入上游腔18，然后移动到下游腔20(通过设置两个腔之间的压力差)，在下游腔处空气被注入转子盘的通风回路。

此外，来自于涡轮机的润滑回路和油容器(图中未示出)的油能够最终进入上游腔18中。现在，这种油不必最终进入下游腔20中，以避免引发火灾的危险。

为此，在本发明中，提供了环形上游偏转器24，所述环形上游偏转器24固定在轴颈的密封凸缘14上。该环形上游偏转器24例如由金属板材形成，并且朝向制成在轴颈中的通风孔22向内侧径向延伸，以掩蔽通风孔。

另外，如图2所示，上游偏转器24具有油通路孔26，所述油通路孔制成在固定在轴颈的密封凸缘14上的上游偏转器的端部处。

更确切地说，上游偏转器24包括固定凸缘24a，所述固定凸缘可以通过轴颈上的密封凸缘的紧固系统16固定在轴颈的密封凸缘14上。为此，轴颈的密封凸缘14和轴颈8具有扇形件(scallop)，分别是14a和8a，其通过紧固系统16被固定在一起。

油通路孔26制成在上游偏转器24的固定凸缘部24a中，成角度地设置在轴颈的密封凸缘14和轴颈8的相应的扇形件14a、8a之间。

这些油通路孔26可围绕涡轮机的纵向轴线6均匀分布，其数量和尺寸具体是待被清空的油的量的函数。

上游偏转器24的固定凸缘部24a还确保成角度地分布在轴颈的各扇形件8a、14a之间的区域及其密封凸缘被掩蔽，以便迫使空气通道通过上游偏转器的内侧。

优选地，油通路孔26的尺寸比较小，以便它们能够迅速地“装满”油，避免空气通过。偏转器的固定凸缘24a形成障碍，阻止空气在固定在轴颈的密封凸缘的上游偏转器的端部处通过。

以这种方式，上游偏转器24掩蔽制成在在轴颈8中的通风孔22，以防止在上游腔18中流动的空气/油混合物穿过这些通风孔进入下游腔20。

相反，空气/油混合物(其轨迹由在图1中的实线描绘)绕过上游偏转器。当离开上游偏转器并受到轴颈8的离心旋转力影响时，该气/油混合物分离成油状物轨迹(由混合线跟踪)和空气轨迹(用虚线描绘)，所述油状物轨迹压靠轴颈8的密封凸缘14的内壁，并沿着内壁向上游上升，特别是通过借道于油通路孔26(制成在上游偏转器的固定凸缘部24a中)，所述空气轨迹在上游腔和下游腔中的压力差的影响下借道于制成在轴颈中的通风孔22。

脱油的空气进入下游腔，能注入低压涡轮的不同平台的转子盘的通风回路。就从轴颈的密封凸缘的内壁回收的油而言，其在离心力作用下沿该壁向上游行进，能例如通过导料勺(在图中未示出)在更上游处回收。

图3示出根据本发明用于防止漏油的装置的变型实施例。

用于防止漏油的该装置与结合图1和2所描述的装置相同，并且还包括被固定在轴颈8上的环形下游偏转器28。下游偏转器28是例如由金属板形成，并且朝向制成在轴颈中的通风孔22向外侧径向延伸，以掩蔽通风孔。

更确切地，该下游偏转器28在轴向方向上插置在上游偏转器24和通风孔22之间，与上游偏转器一起形成挡板，用于在上游腔18中流通的空气/油混合物(其轨迹由实线描绘)。

下游偏转器28包括固定凸缘部28a，所述固定凸缘可以通过低压轴4上的轴颈8的紧固系统10固定在轴颈8上。

因而，通过掩蔽的通风孔22，上游偏转器24和下游偏转器28防止在上游腔18中流动的空气/油混合物穿过这些通风孔进入下游腔20。

当离开由偏转器24、28形成的挡板时，在轴颈的离心旋转力的作用下，该气/油混合物分离成油状物轨迹(由混合线跟踪)和空气轨迹(用虚线描绘)，所述油状物轨迹压靠轴颈8的密封凸缘14的内壁，并沿着内壁向上游上升，特别是通过借道于油通路孔26，所述空气在上游和下游腔中的压力差的影响下借道于制成在轴颈中的通风孔22。

脱油的空气进入下游腔，并能注入低压涡轮的不同平台的转子盘的通风回路。就从轴颈的密封凸缘的内壁回收的油而言，其在离心力的作用下沿着该壁向上游行进，可也例如通过导料勺(在图中未示出)在更上游处回收。

图4示出了设备的用于防止漏油根据本发明的另一变型实施例。

用于防止漏油的该装置与结合图3所描述的装置相同，还包括加强件30，确保上游偏转器24和下游偏转器28的自由端部(即，他们的固定凸缘相对端)之间的连接。

这些加强件30可以是固定在偏转器24、28的自由端并且彼此成角度间隔开以允许空气/油混合物通过的简单金属板材。他们使装置具有一定的机械保持强度，以进行保护。

Claims (11)

1.一种用于防止向涡轮机的涡轮的转子漏油的装置，包括：

上游腔，其中空气和油的混合物流通，所述上游腔由涡轮转子的轴颈与下游分隔，并由朝向上游轴向延伸的轴颈的密封凸缘与外侧分隔；和

下游腔，其朝向涡轮的盘开口，并通过制成在轴颈中的多个通风孔与所述上游腔连通，

其特征在于，所述装置还包括环形上游偏转器，所述环形上游偏转器固定在所述轴颈的密封凸缘上，并朝向所述通风孔向内侧径向延伸，所述上游偏转器具有油通路孔，所述油通路孔制成在固定在所述轴颈的密封凸缘上的上游偏转器的端部处。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上游偏转器向内侧径向延伸以便掩蔽制成在轴颈中的通风孔。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上游偏转器包括固定凸缘，所述固定凸缘通过轴颈上的轴颈的密封凸缘的紧固系统固定在所述轴颈的密封凸缘上。

4.根据权利要求3所述装置，其中，所述油通路孔制成在所述上游偏转器的固定凸缘中，并成角度地设置在所述轴颈上的轴颈的密封凸缘的紧固系统之间。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括环形下游偏转器，其固定在所述轴颈上，朝向所述通风孔向外侧径向延伸，以与所述上游偏转器一起形成用于在上游腔中流通的空气和油的混合物的挡板。

6.根据权利要求5的装置，其中，所述下游偏转器向外侧径向延伸，以便掩蔽所述通风孔。

7.根据权利要求5所述的装置，所述下游偏转器在轴向上插置在所述上游偏转器和制成在所述轴颈中的所述通风孔之间。

8.根据权利要求5所述的装置，还包括加强件，所述加强件确保所述上游偏转器和所述下游偏转器的自由端之间的连接。

9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述下游偏转器包括固定凸缘，所述固定凸缘通过涡轮轴上的所述轴颈的紧固系统固定在所述轴颈上。

10.一种涡轮机的涡轮，其包括根据权利要求1至9中的任何一个所述的用于防止向涡轮机的涡轮的转子漏油的装置。

11.一种涡轮机，其包括根据权利要求10所述的涡轮。