CN110878760B - 用于涡轮机械的密封组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于涡轮机械的密封组件。涡轮机械包括旋转轴和固定壳体，旋转轴沿着中心线延伸，固定壳体相对于中心线在径向方向上定位在旋转轴的外部。涡轮机械包括集油槽壳体，集油槽壳体至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的轴承隔室。密封组件进一步包括支撑旋转轴的轴承。此外，密封组件还包括至少部分地限定轴承隔室的集油槽密封件。密封组件的加压壳体定位在集油槽壳体的外部，并且限定加压隔室，以至少部分地包围集油槽壳体。进一步，非接触式碳密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，以至少部分地限定加压隔室，以包围集油槽壳体。

Description

用于涡轮机械的密封组件
联邦政府资助的研究
本发明是按照空军部的合同号FA8650-07-C-2802在政府支持下做出的。政府可以拥有本发明的某些权利。
技术领域
本主题大体涉及涡轮机械，更特别地，涉及一种用于涡轮机械的密封组件。
背景技术
涡轮机械一般包括转子组件、压缩机和涡轮。转子组件可以包括风扇，风扇具有从旋转轴径向向外延伸的风扇叶片的阵列。使用多个轴承组件纵向上支撑旋转轴，旋转轴将动力和旋转运动从涡轮传递到压缩机和转子组件。已知的轴承组件包括支撑在成对座圈内的一个以上滚动元件。为了维持转子临界速度裕度，转子组件一般支撑在三个轴承组件上：一个推力轴承组件和两个滚子轴承组件。推力轴承组件支撑转子轴并使其轴向和径向移动最小化，而滚子轴承组件支撑转子轴的径向移动。
一般，这些轴承组件被包围在径向上绕着轴承组件安置的壳体内。壳体形成保持用于润滑轴承的润滑剂(如，油)的隔室或集油槽。润滑剂还可以润滑齿轮和其他密封件。壳体和转子轴之间的间隙是必需的，以准许转子轴相对于壳体旋转。轴承密封系统常常包括两个这种间隙：一个在上游端，另一个在下游端。在这方面，安置在每个间隙中的密封件防止润滑剂溜出隔室。进一步，集油槽周围的空气可以大体处于比集油槽更高的压力下，以减少从集油槽泄漏的润滑剂的量。进一步，一个以上间隙和对应密封件大体定位在集油槽的上游和/或下游，以生成围绕集油槽的较高压力区域。
已知的密封件包括非接触式密封件(诸如篦齿或刀刃式密封件)和接触式密封件(诸如碳密封件和活塞环密封件)。例如，接触式密封件可以与旋转轴直接接触，这可能减少密封件的磨损寿命并且需要其专门冷却。如此，接触式密封件通常需要冷却润滑剂，以减少磨损并且增加接触式密封件的寿命。非接触式密封件可以在密封件和旋转轴之间限定间隙。与其他密封类型(诸如接触式密封件)相比，非接触式密封件，特别是篦齿密封件，可能具有更多泄漏，但可能不需要冷却润滑剂。
集油槽密封件通常可以是任何类型的接触或非接触式密封件。例如，集油槽中的冷却润滑剂可以允许接触式密封件在轴承组件中使用。另一方面，较高压力区域通常不包括冷却润滑剂。如此，围绕集油槽的高压区域的密封件可以限制成不需要冷却润滑剂的非接触式密封件。进一步，篦齿密封件大体可以用以包围高压区域。如此，高压区域可能由于篦齿密封件中的间隙和对应的低效率而遭受泄漏。
由此，可以减少从较高压力区域中的泄漏并且增加效率的用于涡轮机械的密封系统在本领域中将是受欢迎的。
发明内容
各方面及优势将在以下描述中部分地阐述，或者，可以从描述中显而易见，或者可以经过实践本发明来得知。
在一个方面，本公开针对一种用于涡轮机械的密封组件。涡轮机械包括旋转轴和固定壳体，旋转轴沿着中心线延伸，固定壳体相对于中心线在径向方向上定位在旋转轴的外部。密封组件包括集油槽壳体、轴承、集油槽密封件、加压壳体和非接触式碳密封件。集油槽壳体包括旋转轴和固定壳体的至少一部分。进一步，集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室。轴承支撑旋转轴，并且与旋转轴的外部表面和固定壳体的内部表面接触，并且定位在集油槽壳体内。集油槽密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的轴承隔室。加压壳体定位在集油槽壳体的外部，并且包括旋转轴和固定壳体的至少一部分。此外，加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围集油槽壳体。非接触式碳密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定加压隔室，以包围集油槽壳体。
在一个实施例中，非接触式碳密封件可以是流体动力学密封件。在另一实施例中，非接触式碳密封件可以是拱形密封件。在更进一步实施例中，非接触式碳密封件可以是衬套密封件。在进一步实施例中，集油槽密封件可以是第一集油槽密封件。在这种实施例中，第二集油槽密封件可以定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的隔室。在附加实施例中，非接触式碳密封件可以是第一非接触式碳密封件。在这种实施例中，密封组件可以进一步包括第二非接触式碳密封件，第二非接触式碳密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定加压隔室，以包围集油槽壳体。
在进一步实施例中，集油槽密封件可以是碳密封件。在另一实施例中，集油槽密封件可以是篦齿密封件。在其他实施例中，集油槽密封件可以是刷式密封件。在更进一步实施例中，集油槽密封件可以是流体动力学密封件。在一个示范性实施例中，轴承可以是相对于中心线相对于轴向方向上的负载支撑旋转轴的推力轴承。在另一示范性实施例中，轴承可以是相对于中心线相对于径向方向上的负载支撑旋转轴的径向轴承。
在另一方面，本公开针对一种涡轮机械，涡轮机械限定沿着涡轮机械的长度延伸的中心线。涡轮机械包括压缩机、涡轮、旋转轴、固定壳体和密封组件，旋转轴沿着中心线延伸并且联接压缩机和涡轮，固定壳体沿着中心线延伸并且相对于中心线在径向方向上定位在旋转轴的外部。密封组件包括集油槽壳体、轴承、集油槽密封件、加压壳体和非接触式碳密封件。集油槽壳体包括旋转轴和固定壳体的至少一部分。进一步，集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室。轴承支撑旋转轴，并且与旋转轴的外部表面和固定壳体的内部表面接触，并且定位在集油槽壳体内。集油槽密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的轴承隔室。加压壳体定位在集油槽壳体的外部，并且包括旋转轴和固定壳体的至少一部分。此外，加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围集油槽壳体。非接触式碳密封件定位在旋转轴和固定壳体之间，并且至少部分地限定加压隔室，以包围集油槽壳体。
在一个实施例中，涡轮机械可以进一步包括压缩机放出管道，压缩机放出管道将压缩机流体地联接到加压隔室。在这种实施例中，压缩机可以包括高压压缩机和增压压缩机。此外，压缩机放出管道可以将加压隔室流体地联接到增压压缩机。在进一步实施例中，压缩机放出管道可以将加压隔室流体地联接到高压压缩机。
应当进一步了解，涡轮机械可以进一步包括文中描述的任何附加特征。
参考以下描述和所附权利要求书，将更好地了解这些及其他特征、方面和优势。并入并构成本说明书的一部分的附图图示本发明的实施例，并同描述一起用来说明本发明的某些原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员，参考附图，在说明书中阐述本发明的、并包括其最佳模式的全面且能实现的公开，其中：
图1图示根据本公开各方面的涡轮机械，特别图示构造成燃气涡轮发动机的涡轮机械；
图2图示根据本公开各方面的用于涡轮机械的压缩机和集油槽的一个实施例，特别图示密封组件；
图3图示根据本公开各方面的集油槽壳体的近视图；
图4图示根据本公开各方面的密封组件的集油槽壳体的另一实施例，特别图示具有三个集油槽密封件的集油槽壳体；
图5图示根据本公开各方面的非接触式碳密封件的一个实施例，特别图示非接触式碳密封件是衬套密封件的实施例；
图6图示根据本公开各方面的与旋转轴组装的衬套密封件；
图7图示根据本公开各方面的衬套密封件的另一实施例，特别图示与旋转轴间接组装的衬套密封件；
图8图示根据本公开各方面的非接触式碳密封件的另一实施例，特别图示非接触式碳密封件是流体动力学密封件的实施例；
图9图示根据本公开各方面的图8的流体动力学密封件的横截面视图，特别图示流体动力学密封件的多个流体动力学凹槽；
图10图示根据本公开各方面的图8和图9的流体动力学密封件的横截面近视图，特别图示流体动力学凹槽；
图11图示联接到固定壳体的流体动力学密封件的另一实施例，特别图示具有倾斜的流体动力学凹槽的流体动力学密封件；
图12图示根据本公开各方面的图11的流体动力学密封件的另一视图，特别图示倾斜的流体动力学凹槽；
图13图示根据本公开各方面的流体动力学凹槽的另一实施例；
图14图示根据本公开各方面的非接触式碳密封件的另一实施例，特别图示非接触式碳密封件是拱形密封件的实施例；
图15图示根据本公开各方面的拱形密封件的另一实施例，特别图示具有最小圆周的拱形密封件；
图16图示具有较大圆周的图15的拱形密封件；以及
图17图示根据本公开各方面的密封组件的另一实施例，特别图示加压隔室流体地联接到压缩机放出管道的密封组件。
在本说明书和附图中重复使用参考字符意在表示本发明的相同或类同的特征或元件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其一个以上示例图示在附图中。通过说明本发明而非限制本发明的方式提供每个示例。事实上，对于本领域技术人员而言，显然，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变型。比如，作为一个实施例的部分图示或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以生成又一个实施例。因而，意在本发明覆盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变型。
文中使用的术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用，以将一个部件与另一部件区分开，而不意在指明各个部件的位置或重要性。
术语“上游”和“下游”指代参照流体路线中的流体流动的相对方向。例如，“上游”指代流体从该处流动的方向，“下游”指代流体向该处流动的方向。
术语“联接”、“固定”、“附接”等等指代直接联接、固定或附接以及经过一个以上中间部件或特征的间接联接、固定或附接，除非另有指定。
术语“通信”、“通信地”等等指代直接通信以及间接通信(诸如经过存储器系统或另一中间系统)。
大体提供了用于涡轮机械的密封组件。涡轮机械可以包括旋转轴和固定壳体，旋转轴沿着中心线延伸，固定壳体相对于中心线在径向方向上定位在旋转轴的外部。涡轮机械可以包括集油槽壳体，集油槽壳体至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的轴承隔室。密封组件可以进一步包括支撑旋转轴的轴承。此外，密封组件还可以包括至少部分地限定轴承隔室的集油槽密封件。密封组件的加压壳体可以定位在集油槽壳体的外部，并且限定加压隔室，以至少部分地包围集油槽壳体。进一步，非接触式碳密封件可以定位在旋转轴和固定壳体之间，以至少部分地限定加压隔室，以包围集油槽壳体。
在某些实施例中，包括非接触式碳密封件的密封组件可以允许更有效的涡轮机械。比之于传统的篦齿密封件，非接触式碳密封件可以允许更小的空隙。如此，较少的加压空气可以从加压隔室溜出。这种实施例可以允许较少的加压空气从涡轮机械的工作流路中放出。例如，由碳形成的非接触式密封件可以能够承受与旋转轴的偶然接触和/或摩擦，这对于其他非接触式密封件会是不希望的。进一步，大体为非接触式密封件的碳密封件可以能够在没有润滑的环境中操作，诸如限定加压隔室的密封件。此外，非接触式碳密封件是流体动力学密封件和/或拱形密封件的某些实施例可以允许进一步减少密封空隙，进一步增加涡轮机械的效率。
应当理解，尽管文中将大体参考燃气涡轮发动机描述本主题，但是，公开的系统及方法大体可以用在任何适合类型的涡轮发动机内的轴承和/或密封件上，包括基于飞行器的涡轮发动机、陆基涡轮发动机和/或蒸汽涡轮发动机。进一步，纵然大体参考涡轮发动机的高压芯轴描述本主题，但是，还应当理解，公开的系统及方法可以用在涡轮发动机内的任何芯轴上，如低压芯轴或中压芯轴。
现在参考附图，图1图示涡轮机械10的一个实施例的横截面视图。更特别地，图1描绘根据本主题各方面的构造为可以运用在飞行器内的燃气涡轮发动机的涡轮机械10。出于参考目的，燃气涡轮发动机示出为具有延伸通过其的纵向或轴向中心线轴线12。大体上，发动机可以包括核心燃气涡轮发动机(大体通过参考字符14指示)和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14可以大体包括大致筒状的外壳体18，外壳体18限定环状入口20。此外，外壳体18可以进一步包围和支撑压缩机区段23。对于示出实施例，压缩机区段23包括增压压缩机22和高压压缩机24。增压压缩机22大体将进入核心发动机14的空气(通过箭头54指示)的压力增加到第一压力水平。然后，高压压缩机24，诸如多级段、轴流式压缩机，可以接收来自增压压缩机22的加压空气(通过箭头58指示)，并且进一步增加这种空气的压力。然后，离开高压压缩机24的加压空气可以流动到燃烧器26，在燃烧器26内，燃料被喷射到加压空气流中，所得混合物在燃烧器26内燃烧。
对于所图示的实施例，外壳体18可以进一步包围和支撑涡轮区段29。进一步，对于描绘的实施例，涡轮区段29包括第一高压涡轮28和第二低压涡轮32。对于图示的实施例，压缩机22，24中的一个以上可以经由沿着中心线12延伸的旋转轴31驱动地联接到涡轮28，32中的一个以上。例如，高能燃烧产物60沿着发动机的热气路径从燃烧器26引导到高压涡轮28，用于经由第一高压驱动轴30驱动高压压缩机24。随后，燃烧产物60可以引导到低压涡轮32，用于经由大体与高压驱动轴30同轴的第二低压驱动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16。在驱动涡轮28和32中的每一个之后，燃烧产物60可以经由排气喷嘴36从核心发动机14排出，以提供推进喷气推力。进一步，旋转轴31可以被固定壳体39包围，固定壳体39沿着中心线12延伸并且相对于中心线12在径向方向上定位在旋转轴31的外部。
此外，如图1所示，发动机的风扇区段16大体可以包括可旋转的、轴流式风扇转子组件38，风扇转子组件38被环状风扇壳体40围绕。本领域普通技术人员应当理解，风扇壳体40可以通过多个大致径向延伸的、周向上间隔的出口导向轮叶42而被相对于核心发动机14支撑。如此，风扇壳体40可以包围风扇转子组件38及其对应的风扇叶片44。另外，风扇壳体40的下游区段46可以在核心涡轮发动机14的外部分上延伸，以便限定提供附加推进喷气推力的二级或旁通气流管道48。
应当理解，在若干实施例中，第二低压驱动轴34可以直接联接到风扇转子组件38，以提供直接驱动构造。替代地，低压驱动轴34可以经由减速设备37(如，减速齿轮或齿轮箱或变速器)联接到风扇转子组件38，以提供间接驱动或齿轮驱动构造。这种速度减少设备37还可以视所需或需要而设置在发动机内的任何其他适合的轴和/或芯轴之间。
在发动机的操作期间，应当理解，初始气流(通过箭头50指示)可以经过风扇壳体40的相关入口52进入发动机。对于图示的实施例，然后，气流50经过风扇叶片44，并且分裂成移动通过旁通气流管道48的第一压缩气流(通过箭头54指示)和进入增压压缩机22的第二压缩气流(通过箭头56指示)。在描绘的实施例中，然后，第二压缩气流56的压力被增加并且进入高压压缩机24(通过箭头58指示)。在燃烧器26内与燃料混合并燃烧之后，燃烧产物60可以离开燃烧器26并且流动通过高压涡轮28。此后，对于示出的实施例，燃烧产物60流动通过低压涡轮32并且离开排气喷嘴36，以为发动机提供推力。
现在参考图2，根据本公开各方面图示了用于涡轮机械的压缩机和集油槽的一个实施例，特别图示密封组件100。例如，涡轮机械10可以是图1的燃气涡轮发动机，压缩机可以是图1中描绘的高压压缩机24。然而应当认识到，涡轮机械10可以是任何其他适当构造的涡轮机械。对于图示的实施例，高压压缩机24可以包括一个以上定子113和一个以上转子115，一个以上定子113联接到外壳体18，一个以上转子115联接到旋转轴31，诸如高压驱动轴30，构造成增加气流50的压力。
密封组件100可以大体将集油槽壳体102与涡轮机械10的其余部分隔离。如此，密封组件100包括集油槽壳体102。集油槽壳体102包括旋转轴31和固定壳体39的至少一部分。例如，固定壳体39可以包括从固定壳体39延伸的各种中间部件或零件，以形成集油槽壳体102的一部分。这种中间部件、零件可以联接到固定壳体39或者与固定壳体39一体地形成。相似地，旋转轴31可以进一步包括从旋转轴31延伸的各种中间部件，以形成集油槽壳体。进一步，集油槽壳体102至少部分地限定用于保持冷却润滑剂(未示出)的轴承隔室120。比如，集油槽壳体102至少部分地径向上包围冷却润滑剂和轴承118(关于图3更详细地描述)。用于润滑轴承118的各种部件的冷却润滑剂(如，油)可以经过轴承隔室120循环。密封组件100可以包括一个以上集油槽密封件105(参考图3和图4更详细地描述)，一个以上集油槽密封件105至少部分地限定用于保持冷却润滑剂的轴承隔室120。
密封组件100进一步包括定位在集油槽壳体102的外部的加压壳体103。加压壳体可以至少部分地包围集油槽壳体102。例如，如所图示的，加压壳体103可以定位在集油槽壳体102的相对于中心线12的前侧和后侧。加压壳体103可以包括旋转轴31和固定壳体39的至少一部分或者从旋转轴31和/或固定壳体39延伸的中间部件。例如，加压壳体可以至少部分地通过高压驱动轴30和固定壳体39形成在集油槽壳体102的前侧和后侧。
对于描绘的实施例，加压壳体103限定加压隔室124，以至少部分地包围集油槽壳体102。在示范性实施例中，来自压缩机区段23、涡轮区段29和/或风扇区段16的放出空气可以使加压隔室124加压到比之于轴承隔室120的压力相对较大的压力。如此，加压隔室124可以防止任何冷却润滑剂越过集油槽密封件105从集油槽壳体102泄漏，或者减少任何冷却润滑剂越过集油槽密封件105从集油槽壳体102泄漏的量。
进一步，密封组件100可以包括一个以上密封件，以进一步部分地限定加压隔室124(诸如关于图5至图17更详细地描述的非接触式碳密封件101)。比如，一个以上非接触式碳密封件101可以定位在旋转轴31和固定壳体39之间。
现在参考图3，根据本公开各方面图示了集油槽壳体102的近视图。在图示的实施例中，密封组件100包括轴承118。轴承118可以与旋转轴31的外部表面和固定壳体39的内部表面接触。应当认识到，旋转轴31可以是关于图1描述的高压驱动轴30或低压驱动轴34，或者涡轮机械10的任何其他旋转驱动轴。轴承118可以径向上定位在形成集油槽壳体102的旋转轴31的部分和固定壳体39的部分之间。如此，轴承118可以定位在集油槽壳体102内。轴承118可以相对于发动机中的各种固定部件支撑旋转轴31。
在描绘的实施例中，轴承118可以是推力轴承。也即，轴承118可以相对于中心线12相对于轴向或者轴向和径向方向上的负载支撑旋转轴31。例如，轴承118可以包括绕着旋转轴31的外表面周向延伸的内座圈128。在示出的实施例中，外座圈130从内座圈128径向向外安置并且与固定壳体39(诸如集油槽壳体102的内部表面)配合。内座圈128和外座圈130可以具有分裂座圈构造。对于描绘的实施例，内座圈128和外座圈130可以将至少一个滚珠轴承132夹持在其间。优选地，内座圈128和外座圈130将至少三个滚珠轴承132夹持在其间。
在附加的实施例中，轴承118可以是径向轴承。也即，轴承118可以相对于中心线12相对于大体径向方向上的负载支撑旋转轴31。在其他实施例中，内座圈128和外座圈130可以夹持至少一个圆柱、圆锥或其他形状，以形成轴承118。
仍参考图3，密封组件可以包括两个集油槽密封件105。第一集油槽密封件和第二集油槽密封件105中的每一个可以定位在旋转轴31和固定壳体39之间，以至少部分地限定轴承隔室120，用于容纳冷却润滑剂和轴承118。例如，第一集油槽密封件105可以定位在轴承118的前侧，第二集油槽密封件105可以定位在轴承118的后侧。对于图示的实施例，第一集油槽密封件105可以是篦齿密封件104，第二集油槽密封件105可以是碳密封件106。尽管两个密封件可以是任何适合类型的密封件，但是，在其他实施例中，密封系统可以包括进一步的集油槽密封件105，诸如三个以上。例如，在其他实施例中，诸多篦齿密封件、碳密封件和/或流体动力学密封件可以以任何布置运用在集油槽壳体102中。
图3还更近地图示篦齿密封件104和碳密封件106。对于描绘的实施例，篦齿密封件104和碳密封件106(诸如流体动力学密封件)是非接触式密封件，当以高速操作时不需要静止部件和移动部件之间的接触。比之于接触式密封件，非接触式密封件具有更长的使用寿命。仍在其他实施例中，密封件中的一个或两个可以是接触式密封件。每个类型的密封件可以不同方式操作。对于描绘的实施例，篦齿密封件104包括内表面136(联接到旋转轴31)和外表面138(联接到固定壳体39)。例如，在内表面136和外表面138之间延伸的曲折路径(未示出)防止冷却润滑剂溜出集油槽壳体102。对于所示出的示范性实施例，在篦齿密封件104的外侧(即，在加压隔室124中)的空气压力大于在篦齿密封件104的内侧(即，在轴承隔室120中)的空气压力。在这方面，静止部件和旋转部件可以在两者之间的相对旋转期间通过空气膜分离。
在所示出的实施例中，碳密封件106可以是流体动力学密封件。例如，一个以上凹槽140可以分离静止部件和旋转部件。在碳密封件106的外侧142(即，在加压隔室124中)的空气压力可以大于在碳密封件106的内侧144(即，在轴承隔室120中)的空气压力。如此，对于所示出的实施例，来自高压隔室124的空气流动通过凹槽140，进入轴承隔室120中，以此在静止部件和旋转部件之间生成空气膜。此外，碳密封件106可以包括减少到达凹槽140的润滑剂的量的绕回部(windback)152。仍在其他实施例中，碳密封件106可以是接触式碳密封件。
在一个实施例中，碳密封件106靠近旋转轴31的发夹构件146并且与之密封接合。在这方面，当旋转轴31静止或以低速旋转时，发夹构件146可以接触碳密封件106。然而应当认识到，碳密封件106可以与旋转轴31的任何其他零件或部件密封接合。然而，对于图示的流体动力学碳密封件106，当旋转轴31以足够的速度旋转时，碳密封件106从旋转轴31和/或发夹构件146提升走。
现在参考图4，根据本公开各方面图示了密封组件100的集油槽壳体102的另一实施例。图4的集油槽壳体102特别图示具有三个集油槽密封件105的集油槽壳体102。集油槽壳体102可以大体构造为图3的集油槽壳体102。例如，集油槽壳体102可以包括旋转轴31的一部分、固定壳体39的一部分，并且包围轴承118。进一步，集油槽密封件105和集油槽壳体102至少部分地限定轴承隔室120。
在所图示的实施例中，集油槽密封件105中的一个是接触式唇形密封件107。如此，内表面136和外表面138可以接触，以为了密封集油槽壳体102。进一步，弹簧157可以在外表面138和固定壳体39之间受压，以维持内表面136和外表面138之间的接触。图示的实施例进一步包括构造为接触式碳密封件的碳密封件106。如此，碳密封件106包括与旋转轴31密封接合的碳元件150。对于所描绘的实施例，碳元件150可以接合旋转轴31的发夹构件146。此外，碳密封件106可以包括减少到达碳元件150的冷却润滑剂的量的风回部152。进一步，集油槽密封件105中的一个可以是开口间隙密封件110。比如，在外侧154(诸如加压隔室124)的压力可以大于轴承隔室120的压力，因而减少冷却润滑剂经过开口间隙密封件110的泄漏。在进一步实施例中，集油槽密封件105中的一个可以是刷式密封件。在这种实施例中，刷式密封件可以含有在旋转轴31和固定壳体39之间密封接合的多个刷毛(诸如碳刷毛)。
现在大体参考图5至图16，根据本主题图示了用于密封组件100的非接触式碳密封件101的各种实施例的诸多视图。非接触式碳密封件101可以定位在旋转轴31和固定壳体39之间，以至少部分地限定加压隔室124，以包围集油槽壳体102，如关于图2描述的。大体上，非接触式碳密封件101可以是周向密封件。也即，非接触式碳密封件101包括在径向方向上定向的内密封表面108。进一步，内密封表面108可以通过径向间隙112与旋转轴31分离。非接触式碳密封件101大体由碳和/或包括碳的组分形成。在某些实施例中，限定加压壳体103的密封件可以是在密封件的每侧分离空气的密封件，诸如图2中示出的。例如，在密封件的任一侧可能没有冷却润滑剂来冷却和/或润滑密封件。如此，接触式碳密封可能是不合适的，因为密封件可能在没有冷却润滑剂的情况下遭受过度磨损。
因这些原因，限定加压隔室124的密封件可以是非接触式密封件。具体地，对于某些涡轮机械，非接触式密封件是由金属或金属合金形成的篦齿密封件。许多非接触式密封件包括大的径向间隙112，以避免密封件和旋转轴31之间的偶然接触和磨损。即使在空气-空气的环境中，密封组件100的非接触式碳密封件101也可以允许减少的径向间隙112。例如，由碳形成的非接触式碳密封件101可以在没有冷却润滑剂供应的情况下短时段地承受与旋转轴31的偶然接触。因此可以减少径向间隙112，造成更有效的非接触式密封。例如，较小的径向间隙112可以造成较少的加压空气溜出加压壳体103。进一步，可以从压缩机22，24和/或涡轮28，32需要较少空气，以使加压壳体103加压，造成更有效的涡轮机械10。
现在参考图5，根据本主题图示了非接触式碳密封件101的一个实施例。图5特别图示非接触式碳密封件101是衬套密封件的实施例。衬套密封件可以形成为具有圆形形状或横截面的环。图6图示与旋转轴31组装的衬套密封件。如描绘的实施例中示出的，衬套密封件可以定位在旋转轴31和固定壳体39之间，以为了部分地限定加压隔室124，以包围集油槽壳体102(关于图2描述)。
对于所描绘的实施例，衬套密封件可以与固定壳体39联接。例如，固定壳体39可以限定用于接收衬套密封件的槽口122。一个以上适合的机械紧固件(如，螺栓、螺钉和/或类似的)可以用以将衬套密封件固接到固定壳体39。然而，在替代实施例中，衬套密封件可以使用任何其他适合的手段联接到固定壳体39，诸如通过将衬套密封件粘附到固定壳体39。应当认识到，衬套密封件可以经过任何中间结构联接到固定壳体39。特别参考图7，图示了密封组件100的一个实施例，其中衬套密封件与旋转轴31间接地组装。例如，旋转轴31可以包括与旋转轴31一体地形成或者联接到旋转轴31的旋转表面121。
衬套密封件可以经由与旋转轴31的密封接合而部分地限定加压隔室124。例如，径向间隙112的尺寸可以足够小，使得流体剪切应力近似在径向间隙112处形成密封。例如，旋转轴31可以在径向间隙112中的空气上生成流体剪切应力边界条件，使得从加压隔室124泄漏的空气减少。进一步，应当认识到，通过由碳和/或碳组分生成衬套密封件，可以减少径向间隙112。减少的径向间隙112可以允许更有效的衬套密封，其中剪切应力边界条件包括更多径向间隙112或全部径向间隙112。在某些实施例中，旋转轴31和固定壳体39可以布置成使得径向间隙112沿着旋转轴31和/或者固定壳体39在各种周向位置处近似一致。如此，与其他非接触式碳密封件101相比，较大的径向间隙112可能是必需的，如下面参考图8至图16描述的。
进一步，在某些实施例中，应当认识到，密封组件100可以包括定位在旋转轴31和固定壳体39之间的多个衬套密封件。例如，两个以上衬套密封件可以沿着旋转轴31以串联布置定位，以生成限定加压隔室124的更好的密封。
现在参考图8和图9，根据本公开各方面图示了非接触式碳密封件101的另一实施例。特别地，图8图示非接触式碳密封件101是流体动力学密封件的实施例。图9图示图8的非接触式碳密封件101的横截面视图，特别图示流体动力学凹槽126。应当认识到，流体动力学密封件可以运用在关于图2大体描述的密封组件100或者任何其他可能的系统中。进一步，流体动力学密封件可以联接到固定壳体39，如关于图6和图7大体描述的。例如，流体动力学密封件可以凹入槽口122中并且可以与旋转轴31和/或旋转表面121密封接合。
在图示的实施例中，流体动力学密封件可以在内密封表面108上包括一个以上流体动力学凹槽126。大体上，流体动力学凹槽126可以用作泵，以在旋转轴31上生成空气膜。应当认识到，空气膜可以限定径向间隙112。例如，旋转轴31可以骑乘在空气膜上而不是接触内密封表面108。大体上，随着旋转轴31旋转，流体剪切可以将径向间隙112中的空气引导到流体动力学凹槽126中。例如，空气可以通过流体动力学凹槽126从加压隔室124和/或与加压隔室124相对的任何隔室吸入。随着空气被引导到流体动力学凹槽126中，空气可以被压缩，直到它离开流体动力学凹槽126并且形成空气膜以分离旋转轴31和非接触式碳密封件101为止。
在许多实施例中，在涡轮机械10未运行或者旋转轴31处于低速的同时，旋转轴31可以接触流体动力学密封件。随着旋转轴31的速度增加，流体动力学凹槽126可以压缩更多空气并且生成更结实的空气膜，将旋转轴31从流体动力学密封件提升走。应当认识到，通过使用它们流体动力学凹槽126生成径向间隙112，与其他非接触式密封件(诸如图5至图7中描述的衬套密封件)相比，径向间隙的尺寸可以减少。
现在参考图10至图12，图示了流体动力学凹槽126的各种实施例的多个视图。图10图示图8和图9的流体动力学密封件的横截面视图，特别图示流体动力学凹槽126。如所示出的，流体动力学凹槽126大体相对于中心线12在周向方向上定向(如，参见图2)。图11和图12是流体动力学密封件的另一实施例的两个视图，特别图示倾斜的流体动力学凹槽126。特别地，图11图示联接到固定壳体39的流体动力学密封件，图12图示内密封表面108的视图。如所示出的，流体动力学凹槽126可以相对于中心线12至少部分地在轴向方向上定向。如此，具有倾斜的流体动力学凹槽126的流体动力学密封件可以将用以形成空气膜和/或者径向间隙112的空气引导回到加压隔室124中，以此进一步增加非接触式碳密封件101和涡轮机械10的效率。应当认识到，在其他实施例中，当旋转轴31以足够的速度旋转时，流体动力学凹槽126可以具有生成空气膜的任何其他构造和/或者定向。
现在参考图13，根据本公开各方面图示了流体动力学凹槽126的一个实施例。比如，图13的流体动力学凹槽126可以运用在图8至图12的任何实施例或者任何其他可能的系统中。如所示出的，一个以上舌部114可以在内密封表面108上分离流体动力学凹槽126。进一步，流体动力学凹槽126可以限定凹槽宽度116和凹槽深度117。在某些实施例中，凹槽宽度116和/或凹槽深度117的变动可以压缩引导到流体动力学凹槽126中的空气，因而在径向间隙112中形成空气膜。例如，凹槽深度117可以沿着流体动力学凹槽126的长度减少，以压缩和/或者加速空气，以形成空气膜。相似地，凹槽宽度116也可以减少，以为了压缩引导到流体动力学凹槽126的空气。在一些实施例中，凹槽宽度116和凹槽深度117中的一个或两个可以减少，以为了压缩空气并且形成空气膜。在进一步实施例中，凹槽深度117可以减少到近似零(如，与内密封表面108形成平坦表面)，并且将压缩空气分配到径向间隙112中。在更进一步实施例中，凹槽深度117可以在流体动力学凹槽126的一端处(诸如在止动部或者凸起处)突然减小。
现在参考图14，根据本公开各方面图示了非接触式碳密封件101的另一实施例。特别地，图15图示非接触式碳密封件101，其中非接触式碳密封件101是拱形密封件(archboundseal)。应当认识到，拱形密封件可以运用在关于图2大体描述的密封组件100或者任何其他可能的系统中。进一步，拱形密封件可以联接到固定壳体39，如关于图6和图7大体描述的。例如，拱形密封件可以凹入槽口122中并且可以与旋转轴31和/或旋转表面121密封接合。
拱形密封件可以包括一起形成拱形密封件的多个节段134。例如，节段134可以是拱形密封件的圆周的区段。进一步，节段134可以在定位于节段134之间的一个以上接头156处连结在一起。每个节段134可以大体包括定位在每个节段的内密封表面108上的任何流体动力学凹槽126，如关于图8至图13描述的。在其他实施例中，诸如图14中描绘的实施例，每个节段134可以包括定位在每个节段134的内密封表面108上的一个以上流体动力学垫片148。与流体动力学凹槽126相似，流体动力学垫片148可以压缩密封件周围的空气，以形成空气膜，因而形成径向间隙112。由节段134形成的非接触式碳密封件101可以具有可变的圆周。例如，由流体动力学凹槽126和/或流体动力学垫片148形成的空气膜的力可以改变拱形密封件的圆周，减少或者增加接头156的空隙。应当认识到，节段134之间的接头156可以具有连结节段134同时允许拱形密封件的圆周变动的任何构造。在一个实施例中，拱形密封件可以包括仅一个节段134和一个接头156，接头156在一个节段134的第一端和第二端之间。这种实施例可以允许拱形密封件的圆周变化，同时仍维持一个密封部件的简单性。
拱形密封件可以包括径向间隙调节器158，径向间隙调节器158联接到节段134中的至少一个。径向间隙调节器158大体向一个以上节段134施加力，以为了生成更小或更大的径向间隙112。在图示的实施例中，拱形密封件包括槽口，径向间隙调节器158容纳在槽口中。在图示的实施例中，径向间隙调节器158可以是受压的弹簧，以迫使节段134在一起并且减少拱形密封件的圆周，因而减少径向间隙112。例如，径向间隙调节器158可以沿着拱形密封件的圆周施加周向力。
现在参考图15和图16，根据本公开各方面图示了拱形密封件的一个实施例的两个视图。特别地，图15图示具有最小圆周的拱形密封件；而图16图示具有较大圆周的拱形密封件。应当认识到，图15和图16的拱形密封件可以大体构造为图14的拱形密封件。例如，拱形密封件可以包括节段134、流体动力学凹槽126和/或流体动力学垫片148、以及径向间隙调节器158。
如图15和图16中图示的，根据本公开各方面图示了径向间隙调节器158的另一实施例。在描绘的实施例中，径向间隙调节器158可以包括联接在节段134和固定壳体39之间的一个以上弹簧。进一步，两个以上径向间隙调节器158可以联接到每个节段134。在图示的实施例中，径向间隙调节器158的弹簧在固定壳体39和拱形密封件之间受压。如此，弹簧的力可以在每个节段134上施加径向向内的力。径向向内的力可以减少径向间隙112，因而减少拱形密封件的圆周。例如，径向向内的力可以减少定位在每个接头156处、每个节段134之间的周向间隙160的尺寸。
特别参考图15，图示了拱形密封件，其中径向间隙调节器158已将拱形密封件的圆周减少到最小值。进一步，周向间隙160可以处于最小值，或者，节段134可以在接头134处完全接触。例如，涡轮机械10可以关闭，或者，处于旋转轴31静止或以相对低的RPM旋转的启动情况。如此，流体动力学凹槽126和/或流体动力学垫片148可以生成作用在每个节段134的内密封表面108和旋转轴31上的减少的提升力和/或空气膜。例如，与由空气膜施予的、作用在内密封表面108的区域上的径向外力(如，作用在旋转轴31上、垂直于提升力的力)相比，径向向内和/或者周向力可以大致相同或更大。
特别参考图16，图示了拱形密封件，其中拱形密封件的圆周大于图15中的圆周。例如，由空气膜施加在内密封表面108上的较大径向外力可以沿着径向方向向外推动节段134，因而增加拱形密封件的圆周。例如，周向间隙160可以被增加，因而也增加拱形密封件的圆周。由于旋转轴31以增加的速度(如，巡航或起飞情况)回转和/或由于热膨胀引起旋转轴31的尺寸增加的组合，空气膜可以施加更大的径向外力。应当认识到，更快速回转的旋转轴31可以将更多空气拉到流体动力学凹槽和/或者垫片126，148中。增加的空气供应可以造成更多的压缩，因此造成更坚硬的空气膜。
大体上，拱形密封件的圆周可以增加，直到由径向间隙调节器158的弹簧施加的径向向内和/或周向力与由空气膜施加的任何向外的径向力到达平衡位置为止。进一步，应当认识到，接头156可以包括附加的密封件和架构，以在周向间隙160尺寸增加时防止加压隔室124中的空气泄漏。比如，在描绘的实施例中，接头156可以包括允许径向间隙112的尺寸从最小值波动到最大值的燕尾形构造。在某些实施例中，径向间隙112可以在各种操作情况下大体保持恒定。在其他实施例中，随着旋转轴31的速度增加以及由于热膨胀旋转轴31的尺寸增加，径向间隙112可以增加或者减小。例如，在一个实施例中，当涡轮机械10处于巡航情况时，径向间隙112可以处于最小值，造成进一步的效率。
现在参考图17，根据本公开各方面图示了密封组件100的另一实施例。图17特别图示密封组件100，其中加压隔室124流体地联接到压缩机放出管道162。图17的密封组件100可以大体构造为图2的密封组件100。例如，密封组件100可以包括旋转轴31(诸如高压驱动轴30)、集油槽壳体102、轴承118、集油槽密封件105、加压壳体103和非接触式碳密封件101。如所示出的，密封组件100可以包括定位在集油槽壳体102中的一个以上附加轴承119。例如，附加轴承119可以是径向轴承和/或推力轴承。
然而，图17的实施例可以包括将压缩机区段23流体地联接到加压隔室124的压缩机放出管道162。大体上，压缩机放出管道162可以用以从压缩机区段23放出空气并且使加压隔室124加压。应当认识到，通过使加压隔室124加压到比轴承隔室120更高的压力，可以使通过集油槽密封件105泄漏的冷却润滑剂的量最小化。进一步，如所示出的，压缩机放出管道162可以在轴承隔室120的前侧和后侧均流体地联接到加压隔室124的部分。压缩机放出管道162可以是分离部件，或者在某些实施例中，压缩机放出管道162的至少一部分可以与固定壳体39一体地形成。
在一个实施例中，压缩机放出管道162可以将加压隔室124流体地联接到高压压缩机24(如，参见图1和图2)。例如，放出端口可以定位在高压压缩机24中，以将压缩机放出管道162流体地联接到经过高压压缩机24的气流58。在另一实施例中，压缩机放出管道162可以将加压隔室124流体地联接到增压压缩机22(如，参见图1)。比如，放出端口可以定位在增压压缩机22中，以将压缩机放出管道162流体地联接到经过增压压缩机22的气流56。仍在其他实施例中，应当认识到，一个以上管道可以将加压隔室124流体地联接到沿着核心发动机14和/或旁通气流管道48的各种位置。
仍参考图17，图示了具有两个非接触式碳密封件101的密封组件100。应当认识到，非接触式碳密封件101可以大体是关于图5至图16描述的任何非接触式碳密封件101。进一步，非接触式碳密封件101中的一个可以是一个类型的密封件，诸如图8至图14的流体动力学密封件，而第二非接触式碳密封件101可以是另一类型的密封件，诸如图15至图17的拱形密封件。如所图示的，第一非接触式碳密封件164可以定位在集油槽壳体102的前侧，以在集油槽壳体102的前侧至少部分地限定加压隔室124的一部分。相似地，第二非接触式碳密封件166可以定位在集油槽壳体102的后侧，以在集油槽壳体102的后侧至少部分地限定加压隔室124的一部分。如此，加压隔室124的部分可以完全或者部分地包围集油槽壳体102，使得由于与加压隔室124的压差，从轴承隔室120泄漏的冷却润滑剂减少。
该书面描述使用示范性实施例来公开本发明，包括最佳模式，还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何设备或系统，并施行任何并入的方法。本发明的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例包括与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等同结构元件的话。
本发明的各种特征，方面和优点也可以体现在以下条项中描述的各种技术方案中，这些方案可以以任何组合方式组合：
1.一种用于涡轮机械的密封组件，其特征在于，所述涡轮机械包括旋转轴和固定壳体，所述旋转轴沿着中心线延伸，所述固定壳体相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部，所述密封组件包含：
集油槽壳体，所述集油槽壳体包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室；
轴承，所述轴承与所述旋转轴的外部表面和所述固定壳体的内部表面接触，并且定位在所述集油槽壳体内，其中，所述轴承支撑所述旋转轴；
集油槽密封件，所述集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；
加压壳体，所述加压壳体定位在所述集油槽壳体的外部，并且包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围所述集油槽壳体；以及
非接触式碳密封件，所述非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体。
2.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是流体动力学密封件。
3.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是拱形密封件。
4.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是衬套密封件。
5.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是第一集油槽密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二集油槽密封件，所述第二集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室。
6.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是第一非接触式碳密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二非接触式碳密封件，所述第二非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体。
7.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是碳密封件。
8.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是篦齿密封件。
9.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是刷式密封件。
10.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是流体动力学密封件。
11.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述轴承是推力轴承，并且其中，所述推力轴承相对于所述中心线相对于轴向方向上的负载支撑所述旋转轴。
12.如条项1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述轴承是径向轴承，并且其中，所述径向轴承相对于所述中心线相对于所述径向方向的负载支撑所述旋转轴。
13.一种涡轮机械，所述涡轮机械限定沿着所述涡轮机械的长度延伸的中心线，其特征在于，其中，所述涡轮机械包含：
压缩机；
涡轮；
旋转轴，所述旋转轴沿着所述中心线延伸，并且联接所述压缩机和所述涡轮；
固定壳体，所述固定壳体沿着所述中心线延伸，并且相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部；以及
密封组件，所述密封组件包含：
集油槽壳体，所述集油槽壳体包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室；
轴承，所述轴承与所述旋转轴的外部表面和所述固定壳体的内部表面接触，并且定位在所述集油槽壳体内，其中，所述轴承支撑所述旋转轴；
集油槽密封件，所述集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；
加压壳体，所述加压壳体定位在所述集油槽壳体的外部，并且包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围所述集油槽壳体；以及
非接触式碳密封件，所述非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体。
14.如条项13所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是流体动力学密封件。
15.如条项13所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是拱形密封件。
16.如条项13所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是衬套密封件。
17.如条项13所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述涡轮机械进一步包含：
压缩机放出管道，所述压缩机放出管道将所述压缩机流体地联接到所述加压隔室。
18.如条项17所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述压缩机包括高压压缩机和增压压缩机，并且其中，所述压缩机放出管道将所述加压隔室流体地联接到所述增压压缩机。
19.如条项17所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述压缩机包括高压压缩机和增压压缩机，并且其中，所述压缩机放出管道将所述加压隔室流体地联接到所述高压压缩机。
20.如条项13所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是第一集油槽密封件，所述非接触式碳密封件是第一非接触式碳密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二集油槽密封件，所述第二集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；以及
第二非接触式碳密封件，所述第二非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体。

Claims (16)

1.一种用于涡轮机械的密封组件，其特征在于，所述涡轮机械包括旋转轴和固定壳体，所述旋转轴沿着中心线延伸，所述固定壳体相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部，所述密封组件包含：
集油槽壳体，所述集油槽壳体包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室；
轴承，所述轴承与所述旋转轴的外部表面和所述固定壳体的内部表面接触，并且定位在所述集油槽壳体内，其中，所述轴承支撑所述旋转轴；
集油槽密封件，所述集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；
加压壳体，所述加压壳体定位在所述集油槽壳体的外部，并且包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围所述集油槽壳体；
非接触式碳密封件，所述非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体，其中所述非接触式碳密封件是拱形密封件，包括多个节段，其中每个节段包括一个或多个流体动力学凹槽或流体动力学垫片，所述节段由定位于所述节段之间的多个接头连接，所述多个接头包括允许所述拱形密封件和所述旋转轴之间的径向间隙的尺寸波动的燕尾形构造；和
一个或多个弹簧，所述一个或多个弹簧从所述非接触式碳拱形密封件的每个节段径向延伸到所述固定壳体。
2.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是流体动力学密封件。
3.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是第一集油槽密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二集油槽密封件，所述第二集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室。
4.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是第一非接触式碳密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二非接触式碳密封件，所述第二非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体。
5.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是碳密封件。
6.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是篦齿密封件。
7.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是刷式密封件。
8.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是流体动力学密封件。
9.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述轴承是推力轴承，并且其中，所述推力轴承相对于所述中心线相对于轴向方向上的负载支撑所述旋转轴。
10.如权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中，所述轴承是径向轴承，并且其中，所述径向轴承相对于所述中心线相对于所述径向方向的负载支撑所述旋转轴。
11.一种涡轮机械，所述涡轮机械限定沿着所述涡轮机械的长度延伸的中心线，其特征在于，其中，所述涡轮机械包含：
压缩机；
涡轮；
旋转轴，所述旋转轴沿着所述中心线延伸，并且联接所述压缩机和所述涡轮；
固定壳体，所述固定壳体沿着所述中心线延伸，并且相对于所述中心线在径向方向上定位在所述旋转轴的外部；以及
密封组件，所述密封组件包含：
集油槽壳体，所述集油槽壳体包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述集油槽壳体至少部分地限定用于在其中保持冷却润滑剂的轴承隔室；
轴承，所述轴承与所述旋转轴的外部表面和所述固定壳体的内部表面接触，并且定位在所述集油槽壳体内，其中，所述轴承支撑所述旋转轴；
集油槽密封件，所述集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；
加压壳体，所述加压壳体定位在所述集油槽壳体的外部，并且包括所述旋转轴和所述固定壳体的至少一部分，其中，所述加压壳体限定加压隔室，以至少部分地包围所述集油槽壳体；
非接触式碳密封件，所述非接触式碳密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定所述加压隔室，以包围所述集油槽壳体，其中所述非接触式碳密封件是拱形密封件，包括多个节段，其中每个节段包括一个或多个流体动力学凹槽或流体动力学垫片，所述节段由定位于所述节段之间的多个接头连接，所述多个接头包括允许所述拱形密封件和所述旋转轴之间的径向间隙的尺寸波动的燕尾形构造；和
一个或多个弹簧，所述一个或多个弹簧从所述非接触式碳拱形密封件的每个节段径向延伸到所述固定壳体。
12.如权利要求11所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述非接触式碳密封件是流体动力学密封件。
13.如权利要求11所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述涡轮机械进一步包含：
压缩机放出管道，所述压缩机放出管道将所述压缩机流体地联接到所述加压隔室。
14.如权利要求13所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述压缩机包括高压压缩机和增压压缩机，并且其中，所述压缩机放出管道将所述加压隔室流体地联接到所述增压压缩机。
15.如权利要求13所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述压缩机包括高压压缩机和增压压缩机，并且其中，所述压缩机放出管道将所述加压隔室流体地联接到所述高压压缩机。
16.如权利要求11所述的涡轮机械，其特征在于，其中，所述集油槽密封件是第一集油槽密封件，所述非接触式碳密封件是第一非接触式碳密封件，并且其中，所述密封组件进一步包含：
第二集油槽密封件，所述第二集油槽密封件定位在所述旋转轴和所述固定壳体之间，并且至少部分地限定用于保持所述冷却润滑剂的所述轴承隔室；以及
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