CN202578804U - 涡轮榫头的封严装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种涡轮榫头的封严装置，包括若干涡轮叶片、与涡轮叶片配合的涡轮盘。涡轮盘包括涡轮盘凸缘，两相邻涡轮叶片与涡轮盘凸缘之间设有由弹性材质制备的封严片。此结构避免了冷却气体向燃气流道泄露，减少了高温燃气通过缘板间隙向涡轮盘中心传热，降低了叶片榫头、涡轮盘凸缘和涡轮盘轮缘的温度，降低叶片榫头及涡轮盘的热应力。同时，封严片的弹性结构，还对叶片榫头起到了周向阻尼减振的作用。

Description

涡轮榫头的封严装置

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机涡轮部件冷却领域，特别地，涉及一种涡轮榫头的封严装置。

背景技术

在燃气轮机运行中，涡轮盘的受热主要来自高温燃气及涡轮叶片自身的导热，将燃气热量由涡轮轮缘传向轮毂。目前，常利用冷却空气冷却涡轮叶片恨部和叶片榫头的方法来降低涡轮盘的温度，尤其是涡轮轮缘的温度，以提高材料的机械性能。

目前，常用的涡轮榫头封严装置如图7和图8所示，包括涡轮叶片5、于涡轮叶片5径向延伸的叶片榫头15、叶片榫头15和涡轮叶片5的结合部沿周向向外延伸的榫头缘板515、涡轮盘25、覆盖于涡轮盘25、叶片榫头15和榫头缘板515端面的导流盘55、与叶片榫头15形状呈倒立设置的涡轮盘凸缘35以及相邻两个涡轮的榫头缘板515沿周向配合时形成的间隙45。其中为了防止两个涡轮的榫头缘板515在热态时发生干涉，损坏机件，间隙45是必要的。

在间隙45不可避免存在的情况下，高温燃气也会通过间隙45不可避免的流向叶片榫头15及涡轮盘凸缘35，将热量传向涡轮盘轮毂，增加涡轮盘的热应力；与此同时，当冷却气体由a向b的方向进入叶片榫头15后，也会不可避免的通过间隙45向燃气流道泄露，影响冷气封严的效果。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种涡轮榫头的封严装置，以解决现有的封严装置封严效果不佳的技术问题。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种涡轮榫头的封严装置，包括若干涡轮叶片、与涡轮叶片配合的涡轮盘，其特征在于，涡轮盘包括涡轮盘凸缘，两相邻涡轮叶片与涡轮盘凸缘之间设有由弹性材质制备的封严片。

进一步地，涡轮盘包括涡轮盘第一端面和与涡轮盘第一端面相对的涡轮盘第二端面，涡轮盘还包括若干凸缘挡块，每一个凸缘挡块凸设于每一个涡轮盘凸缘的外缘面与涡轮盘第二端面的结合部的边缘处，若干凸缘挡块均在同一个圆周平面内。

进一步地，每一个涡轮叶片包括叶片体、叶片榫头，连接叶片体与叶片榫头的伸恨部，叶片榫头的截面相对涡轮盘凸缘的截面呈倒立的形状。

进一步地，伸恨部包括第一端面和第二端面，伸恨部从第一端面向第二端面呈上升楔形趋势延伸至第二端面保持一定的高度。

进一步地，每一个涡轮叶片还包括叶片体与伸恨部的结合区沿周向向外延伸的榫头缘板，相邻两个榫头缘板的内环面与相邻两个伸恨部和涡轮盘凸缘的外缘面共同形成隔热腔。

进一步地，两个相邻榫头缘板沿周向配合时形成沿轴向贯穿的一缘板间隙，缘板间隙与隔热腔相通。

进一步地，封严片设置于隔热腔内，封严片紧贴于隔热腔的内壁。

进一步地，涡轮榫头的封严装置还包括导流盘，导流盘通过紧固件固定于涡轮盘上靠近涡轮盘第一端面的一侧。

进一步地，封严片沿轴向一端抵靠在凸缘挡块的内表面，另一端由导流盘抵挡。

本实用新型具有以下有益效果：在涡轮叶片上增设有呈楔形的伸恨部，在两相邻叶片榫头的伸恨部沿周向配合时与涡轮盘凸缘共同形成的隔热腔内放置一弹性的封严片，此结构避免了冷却气体向燃气流道泄露，减少了高温燃气通过缘板间隙向涡轮盘中心传热，降低了叶片榫头、涡轮盘凸缘和涡轮盘轮缘的温度，降低了涡轮盘的热应力。同时，封严片的弹性结构，还对叶片榫头起到了阻尼振动的作用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的涡轮榫头的封严装置示意图；

图2是本实用新型优选实施例的涡轮叶片示意图；

图3是本实用新型优选实施例的涡轮盘示意图；

图4是本实用新型优选实施例的封严片示意图；

图5是本实用新型优选实施例的涡轮叶片、涡轮盘以及封严片装配后的示意图；

图6是本实用新型优选实施例的图5的增设了导流盘的侧面示意图；

图7是本实用新型涉及的前案的涡轮叶片示意图；以及

图8是本实用新型涉及的前案的涡轮榫头的封严装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，基于工艺制造及设备维护的更换考虑，在实际生产中，涡轮叶片1和涡轮盘2通常单独加工制备，然后再组装在一起。在燃气轮机运行中，为保证运行期间涡轮叶片1和涡轮盘2结构的机械性能，需要对两者的连接部分采取冷却的封严措施，从而尽可能的阻止高温燃气和涡轮叶片1的热量向涡轮盘2传递。

参见图2，本实用新型的每一个涡轮叶片1包括叶片体10、叶片榫头11，连接叶片体10与叶片榫头11的呈楔形的伸恨部12。伸恨部12包括第一端面121和第二端面122，伸恨部12从第一端面121向第二端面122呈现上升楔形趋势延伸至第二端面122保持一定的高度。同时，每一个叶片榫头11的截面为枞树形褶皱的榫齿截面。涡轮叶片1还包括叶片体10与伸恨部12的结合区沿周向向外延伸的榫头缘板13和沿第二端面122的下端部凸设的挡块14。

参见图3，本实用新型的涡轮盘2包括若干涡轮盘凸缘20，每一个涡轮盘凸缘20沿涡轮盘2径向伸展，并沿周向均匀配置。在相邻两个涡轮盘凸缘20之间形成了截面类似于叶片榫头11形状的榫槽200。涡轮盘2包括涡轮盘第一端面201和与涡轮盘第一端面201相对的涡轮盘第二端面202。涡轮盘2还凸设有若干凸缘挡块203，每一个凸缘挡块203凸设于每一个涡轮盘凸缘20的外缘面与涡轮盘第二端面202的结合部的边缘处，若干凸缘挡块203均在同一个圆周平面内。

参见图4，本实用新型涉及的涡轮榫头的封严装置包括封严片3。此封严片3由弹性的薄片材质制备，可被折弯成截面成拱门的形状。

参见图2至图5，涡轮叶片1装入涡轮盘2时，一个叶片榫头11对应一个榫槽200，每一个叶片榫头11在第一端面121正对涡轮盘第一端面201的位置插入榫槽200中，然后，叶片榫头11在榫槽200中沿涡轮盘第一端面201向涡轮盘第二端面202的方向滑移，至挡块14的内表面抵靠在涡轮盘第一端面201上。叶片榫头11的截面与榫槽200的截面形状类似，且均为枞树形褶皱的榫齿截面，工作时涡轮叶片1在离心力的作用下，叶片榫头11和榫槽200的榫齿截面之间形成了相互贴合的榫齿工作面和留有间隙的榫齿非工作面，此非工作面的间隙之间就形成了冷却空气流道。与此同时，相邻两个叶片榫头11的伸恨部12沿周向配合时与涡轮盘凸缘20的外缘面、相邻两个榫头缘板13的内环面共同形成隔热腔100，此隔热腔100沿轴向的截面呈拱门形，且腔体截面的高度随伸恨部12的楔形变化而变化，隔热腔100靠近伸恨部12的第一端面121的腔体截面高度最小，靠近伸恨部12的第二端面122的腔体截面高度最大。同时，对应的两相邻榫头缘板13沿周向配合时形成沿轴向贯穿的一缘板间隙110，为了防止相邻两个涡轮叶片1的榫头缘板13在热态时发生干涉，损坏机件，缘板间隙110是必要的。此时，隔热腔100与缘板间隙110相通，同时，在工作状态下，叶片榫头11和榫槽200的非工作面的间隙形成的冷却流道也与间隙110相通。

参见图5和图6，涡轮叶片1与涡轮盘2装配完成后，为避免冷却气体从缘板间隙110向燃气流道泄露、减少高温燃气从缘板间隙110流向叶片榫头11及涡轮盘2的中心，在每一个隔热腔100内放置可被折弯成截面呈拱门形状的封严片3，由于封严片3具有弹性，封严片3被放入隔热腔100时可自行回弹，进而紧贴于隔热腔100的内壁。涡轮榫头的封严装置还包括导流盘4，导流盘4通过紧固件(图未示出)固定于涡轮盘2上靠近涡轮盘第一端面201一侧，同时，导流盘4的内表面的缘边抵靠于榫头缘板13的侧端面。此时，封严片3沿轴向一端抵靠在凸缘挡块203的内表面，另一端由导流盘4抵挡，从而允许封严片3在隔热腔100内有一定范围的轴向活动量。

本实用新型的涡轮榫头的封严装置，在涡轮叶片1上增设有呈楔形的伸恨部12，在两相邻叶片榫头11的伸恨部12沿周向配合时与涡轮盘凸缘20、相邻两个榫头缘板13的内环面共同形成的隔热腔100内放置一弹性的封严片3，此结构减少了冷却气体通过缘板间隙110向燃气流道泄露，减少了高温燃气通过缘板间隙110流向叶片榫头11和涡轮盘2的中心，降低了叶片榫头11、涡轮盘凸缘20和涡轮盘轮缘的温度，降低叶片榫头11及涡轮盘2的热应力。同时，封严片3的弹性回弹特性，还对叶片榫头11起到了周向阻尼减振的作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种涡轮榫头的封严装置，包括若干涡轮叶片(1)、与所述涡轮叶片(1)配合的涡轮盘(2)，其特征在于，所述涡轮盘(2)包括涡轮盘凸缘(20)，两相邻所述涡轮叶片(1)与所述涡轮盘凸缘(20)之间设有由弹性材质制备的封严片(3)。

2.根据权利要求1所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，所述涡轮盘(2)包括涡轮盘第一端面(201)和与所述涡轮盘第一端面(201)相对的涡轮盘第二端面(202)，所述涡轮盘(2)还包括若干凸缘挡块(203)，每一个所述凸缘挡块(203)凸设于每一个所述涡轮盘凸缘(20)的外缘面与所述涡轮盘第二端面(202)的结合部的边缘处，若干所述凸缘挡块(201)均在同一个圆周平面内。

3.根据权利要求2所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，每一个所述涡轮叶片(1)包括叶片体(10)、叶片榫头(11)，连接所述叶片体(10)与所述叶片榫头(11)的伸恨部(12)，所述叶片榫头(11)的截面相对所述涡轮盘凸缘(20)的截面呈倒立的形状。

4.根据权利要求3所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，所述伸恨部(12)包括第一端面(121)和第二端面(122)，所述伸恨部(12)从所述第一端面(121)向所述第二端面(122)呈上升楔形趋势延伸至所述第二端面(122)保持一定的高度。

5.根据权利要求4所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，每一个所述涡轮叶片(1)还包括所述叶片体(10)与所述伸恨部(12)的结合区沿周向向外延伸的榫头缘板(13)，所述相邻两个榫头缘板(13)的内环面与相邻两个所述伸恨部(12)和所述涡轮盘凸缘(20)的外缘面共同形成隔热腔(100)。

6.根据权利要求5所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，两个相邻所述榫头缘板(13)沿周向配合时形成沿轴向贯穿的一缘板间隙(110)，所述缘板间隙(110)与所述隔热腔(100)相通。

7.根据权利要求6所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，所述封严片(3)设置于所述隔热腔(100)内，所述封严片(3)紧贴所述隔热腔(100)的内壁。

8.根据权利要求7所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，所述涡轮榫头的封严装置还包括导流盘(4)，所述导流盘(4)通过紧固件固定于所述涡轮盘(2)上靠近所述涡轮盘第一端面(201)的一侧。

9.根据权利要求8所述的涡轮榫头的封严装置，其特征在于，所述封严片(3)沿轴向一端抵靠在所述凸缘挡块(203)的内表面，另一端由所述导流盘(4)抵挡。

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