專利名稱：減小燃氣輪機中密封件之間的間隙的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及燃氣輪機，且更具體地涉及用于減小燃氣輪機中密封件之間的間 隙的裝置。
背景技術(shù)：
燃氣輪機中主要氣流路徑通常包括壓縮機入口、壓縮機、渦輪和氣體流出部件的 操作構(gòu)件。還存在用于冷卻渦輪的各種已加熱構(gòu)件的次級流。來自氣流路徑或進入氣流路 徑的這些流的混合與漏氣一般不利于渦輪性能。燃氣輪機的操作構(gòu)件包含在殼中。渦輪通常由相鄰的弓形構(gòu)件環(huán)形地圍繞。如 本文中使用的那樣，用語“弓形”可以指具有彎曲的或部分地彎曲的形狀的部件、構(gòu)件、零件 等。相鄰的弓形構(gòu)件包括外護罩、內(nèi)護罩、噴嘴組和隔板。除單獨的殼之外，弓形構(gòu)件可以 為氣流路徑提供容器。弓形構(gòu)件可以緊固渦輪的其它構(gòu)件，并可以在渦輪內(nèi)限定空間。在 相鄰的一對弓形構(gòu)件之間，具有在燃氣輪機的操作迫使弓形構(gòu)件膨脹時允許弓形構(gòu)件膨脹 的空間。在各弓形構(gòu)件的側(cè)部限定有槽，以便與相鄰的弓形構(gòu)件的相鄰的槽協(xié)同操作而容 納密封件。密封件放置在槽中，以防止在密封件的任一側(cè)的渦輪區(qū)域之間的泄漏。這些區(qū) 域可以包括主要氣流路徑和次級冷卻流。具體弓形構(gòu)件端部內(nèi)的槽可以在方位上互相成角度，且槽可以相連。在平的密封 件容納在相連的兩個槽中的各個時，在兩個密封件之間留有間隙。該間隙允許在燃氣輪機 的內(nèi)部和外部區(qū)域之間的泄漏。減小該間隙會改進燃氣輪機性能。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的第一方面提供了一種燃氣輪機，其包括與第二弓形構(gòu)件相鄰的第一弓 形構(gòu)件；在第一弓形構(gòu)件的端部的第一槽和相連的第二槽；設(shè)置在第一槽和第二弓形構(gòu)件 上的第一相鄰的槽中的第一密封件；設(shè)置在第二槽和第二弓形構(gòu)件上的第二相鄰的槽中的 第二密封件，在第一密封件和第二密封件之間留有間隙；以及聯(lián)接在第一密封件和第二密 封件上并基本上遮蓋第一密封件和第二密封件之間的間隙的連接件。本公開的第二方面提供了一種燃氣輪機，其包括包括至少一個弓形構(gòu)件的環(huán)形 配置的渦輪；與第二弓形構(gòu)件相鄰的第一弓形構(gòu)件，其中第一弓形構(gòu)件和第二弓形構(gòu)件為 外護罩、內(nèi)護罩、噴嘴組(nozzleblock)或隔板(diaphragm)中的一種；在第一弓形構(gòu)件的 端部的第一槽和相連的第二槽；設(shè)置在第一槽和第二弓形構(gòu)件上的第一相鄰的槽中的第一 密封件；設(shè)置在第二槽和第二弓形構(gòu)件上的第二相鄰的槽中的第二密封件，在第一密封件 和第二密封件之間留有間隙；和聯(lián)接在第一密封件和第二密封件上并基本上遮蓋第一密封 件和第二密封件之間的間隙的連接件。在結(jié)合附圖的隨后詳細描述中，本發(fā)明的這些和其它方面、優(yōu)點和顯著特征將變 得清楚，其中，在所有附圖以及本發(fā)明公開的實施例中，相同零件標有相同標號。


通過結(jié)合附圖閱讀隨后本發(fā)明的更加具體的描述，將更好理解本發(fā)明的以上和其 它方面、特征和優(yōu)點。圖1顯示了已知的燃氣輪機的局部剖切透視圖。圖2顯示了環(huán)形配置中的已知的弓形構(gòu)件的透視圖。圖3顯示了燃氣輪機的已知的渦輪橫截面縱向視圖。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的弓形構(gòu)件的一個實施例的橫截面端視圖，其中密封件設(shè) 置在連接的槽中，連接件容納在槽中。圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個相鄰的弓形構(gòu)件的一個實施例的沿圖4中線A-A的 橫截面軸向視圖，其中密封件和連接件容納在槽中。圖6顯示了已知的密封件58的局部剖切透視圖。圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個密封件和連接件的一個實施例的頂視圖。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個密封件和連接件的一個實施例的側(cè)視圖。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個密封件和連接件的一個實施例的頂視圖。圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的兩個密封件和連接件的一個實施例的側(cè)視圖。附圖不一定按比例繪制。附圖僅為示意圖形，并非試圖描繪本發(fā)明的具體參數(shù)。附 圖僅試圖描述本發(fā)明的典型實施例，因此不應當視為限制本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同標 號表示相同元件。標號列表2燃氣輪機4壓縮機入口6壓縮機8多個燃燒器10壓縮機排放口
12渦輪
14多個渦輪葉片
16轉(zhuǎn)子
18氣體流出部件
20殼
22環(huán)形配置
24弓形構(gòu)件
26槽
28空間
30多個外護罩
32內(nèi)護罩
34多個噴嘴組
36多個隔板
38第一弓形構(gòu)件
4
40第二.弓形構(gòu)件
42第—-槽
44第二-槽
46第—-相鄰的槽
48第二.相鄰的槽
50第— 密封件
52第二.密封件
54間隙
56連接件
58已知的密封件
60箔層組合
62織物層組合
64第— 箔層
66第二.箔層
68槽
70第—-織物層
72第二.織物層
74第— 密封端
76第二.密封端
78空間
80多個固定件
具體實施例方式參照圖1，顯示了燃氣輪機2的一個實施例的透視圖。在該實施例中，燃氣輪機2 包括壓縮機入口 4、壓縮機6、多個燃燒器8、壓縮機排放口 10、包括多個渦輪葉片14、轉(zhuǎn)子 16和氣體流出部件18的的渦輪12。壓縮機入口 4供應空氣至壓縮機6。壓縮機6供應壓 縮空氣至燃燒器8，在燃燒器8中，壓縮空氣與燃料混合。燃燒氣體從燃燒器8推進渦輪葉 片12。被推進的渦輪葉片12使轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)。殼20形成外圍壁，包圍壓縮機入口 4、壓縮 機6、多個燃燒器8、壓縮機排放口 10、渦輪12、渦輪葉片14、轉(zhuǎn)子16和氣體流出部件18。燃 氣輪機2僅為說明性的；本發(fā)明的教導可以應用于各種燃氣輪機。參照圖2，顯示了燃氣輪機2的渦輪12的弓形構(gòu)件24的環(huán)形配置22的一個實施 例的透視圖。該視圖顯示了 7個弓形構(gòu)件24，出于說明目的，移除了一個弓形構(gòu)件。各弓形 構(gòu)件24的端部均具有槽26。在各弓形構(gòu)件24之間有空間28。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易 地意識到，環(huán)形配置22可以具有任何數(shù)量的弓形構(gòu)件24;弓形構(gòu)件24可以具有不同形狀 和尺寸；且弓形構(gòu)件24可以在燃氣輪機2中發(fā)揮不同功能。例如，渦輪中的弓形構(gòu)件可以 包括但不限于如下所述的外護罩、內(nèi)護罩、噴嘴組和隔板。參照圖3，顯示了燃氣輪機2(圖1)的渦輪12的一個實施例的橫截面視圖。在該 實施例中，殼20包圍多個外護罩30、內(nèi)護罩32、多個噴嘴組34、多個隔板36和渦輪葉片14。 外護罩30、內(nèi)護罩32、噴嘴組34和隔板36中的各個均為弓形構(gòu)件24。外護罩30、內(nèi)護罩32、噴嘴組34和隔板36中的各個在其側(cè)部具有槽26。在該實施例中，外護罩22連接在殼 20上；內(nèi)護罩24連接在外護罩22上；噴嘴組34連接在外護罩22上；且隔板28連接在噴 嘴組34上。本領(lǐng)域人員能夠容易地意識到，弓形構(gòu)件的許多不同配置和幾何結(jié)構(gòu)是可能 的。備選實施例可以包括不同的弓形構(gòu)件、更多的弓形構(gòu)件或更少的弓形構(gòu)件。圖4顯示了第一弓形構(gòu)件38的端視圖，其中第一槽42和第二槽44在第一弓形構(gòu) 件38的端部。第一槽42和第二槽44顯示為相對于彼此有一角度并相互連接。圖5顯示 了與第二弓形構(gòu)件40相鄰的第一弓形構(gòu)件38沿圖4中線A-A的橫截面軸向視圖。在第一 弓形構(gòu)件和第二弓形構(gòu)件之間留有空間28。顯示了第二弓形構(gòu)件40上的第一相鄰的槽46 和第二相鄰的槽48。第一相鄰的槽46與第二相鄰的槽48連接。圖4和圖5還顯示了設(shè)置在第一槽42中的第一密封件50和設(shè)置在第二槽44中 的第二密封件52。第一密封件50和第二密封件52的設(shè)置在第一密封件50和第二密封件 52之間留有間隙54(圖4)。圖5顯示了設(shè)置在第一槽42和第二弓形構(gòu)件40上的第一相 鄰的槽46中的第一密封件50 ；和設(shè)置在第二槽44和第二弓形構(gòu)件40上的第二相鄰的槽 48中的第二密封件52。圖4和圖5還顯示了連接件56的根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，連接件56聯(lián)接在第 一密封件50和第二密封件52上，并基本上遮蓋第一密封件50和第二密封件52之間的間 隙54。在本發(fā)明的一個實施例中，連接件56與第一密封件50和第二密封件52寬度基 本上相等。在一個實施例中，連接件56、第一密封件50和第二密封件52包括金屬、織物 層(cloth-layer)、織物層組合(cloth-layer assmblage)和 / 或箔層組合(foil-layer assemblage)中的至少一個。例如，金屬可以包括不銹鋼和/或來自亨廷頓合金公司的 Inconel .此外，可使用Dine等在(US5657998)中描述的織物層、織物層組合、箔和/或箔 層組合。圖6顯示了已知的密封件58的局部剖切透視圖。已知的密封件58可表示第一密 封件50、第二密封件52和/或連接件56。已知的密封件58包括箔層組合60和織物層組合 62。箔層組合60為箔的重疊層的組合。箔包括金屬、陶瓷和/或聚合物箔(且優(yōu)選地基本 由金屬、陶瓷和/或聚合物箔構(gòu)成)。箔的材料的選擇和層的厚度的選擇應滿足具體密封件 或連接件應用的密封和柔韌性要求。在一個實施例中，如圖6所示，箔層組合60可以具有第 一箔層64和第二箔層66。在另一實施例中，為了增加柔韌性，第一和第二箔層64和66各 具有槽68?？椢飳咏M合62為織物的重疊層的組合?？椢飳影ń饘佟⑻沾珊?或被機織、 編織進入或壓入織物層的聚合物纖維(且優(yōu)選地基本上由金屬、陶瓷和/或被機織、編織進 入或壓入織物層的聚合物纖維構(gòu)成)。層結(jié)構(gòu)(即機織、編織或壓入)的選擇、織物的材料 的選擇和層的厚度的選擇應滿足具體密封件或連接件應用的耐磨、柔韌性和密封要求。在 一個實施例中，如圖6所示，織物層組合62可以具有第一織物層70和第二織物層72。本 領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地意識到，連接件56、第一密封件50和第二密封件52可以由許多 材料構(gòu)成。在一個實施例中，連接件56可以包括柔性材料，例如，包括更多的槽66(圖6)。 在另一實施例中，第一密封件50和第二密封件52可以包括半剛性的材料，例如，包括較少 的槽66(圖6)。連接件56可以比第一密封件50和第二密封件52更柔性。連接件56、第 一密封件50和第二密封件52可以為基本上平的。在本發(fā)明的一個實施例中，連接件56、第 一密封件50和第二密封件52基本上呈矩形；然而，并非在所有情況中均如此。在一個實施例中，連接件56、第一密封件50和第二密封件52基本上為長的；例如，連接件56、第一密封 件50和/或第二密封件52的厚度相對于長度來說是薄的。圖7顯示了頂視圖，圖8顯示了第一密封件50、第二密封件52和連接件56的側(cè)視 圖，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，連接件56以多個固定件80而聯(lián)接在第一密封件50和第二 密封件52上。第一密封件50具有第一密封端74 (圖8)，第二密封件52具有第二密封端 76(圖8)。第一密封件50和第二密封件52可以將第一密封端74與第二密封端76對齊， 在第一密封件50和第二密封件52之間具有空間78 (圖8)。連接件56遮蓋第一密封件50 和第二密封件52之間以及第一密封端74和第二密封端76之間的空間78。在本發(fā)明的一 個實施例中，連接件56與第一密封件50和第二密封件52寬度基本上相同。然而，連接件 56可以與第一密封件50和/或第二密封件52寬度不同。各固定件80可以包括例如點焊 或點固焊中的至少一個。固定件80在圖8中圖示為部分地突出至連接件56的上方。然而， 固定件80可以與連接件56平齊或嵌入連接件56。還可以使用其它固定件將連接件56固 定在第一密封件50和第二密封件52上。例如，圖9以第一密封件50、第二密封件52和連 接件56的頂視圖顯示了本發(fā)明的一個實施例，其中連接件56通過粘合劑聯(lián)接在第一密封 件50和第二密封件52上。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地意識到，存在不使用可見的固定件 而將連接件56聯(lián)接在第一密封件50和第二密封件52上的許多方式。圖10以作為整體連續(xù)材料的第一密封件50、第二密封件52和連接件56的側(cè)視圖 顯示了本發(fā)明的一個實施例。在該實施例中，連接件56可以比第一密封件50和第二密封 件52更薄，由此使連接件56相對于第一密封件50和第二密封件52更為柔性。燃氣輪機2僅為說明性的；本發(fā)明的教導可以應用于設(shè)置兩個或更多密封構(gòu)件并 留有間隙的任何機器。盡管本文已經(jīng)描述了各種實施例，但根據(jù)說明書可以理解，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員 可構(gòu)思出元件的各種組合、變型或改進，它們均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，可以根據(jù)本發(fā)明 的教導做出許多更改以適應具體情況或材料，而不脫離其本質(zhì)的范圍。因此，本發(fā)明不限于 作為構(gòu)想成實施本發(fā)明的最佳方式所公開的具體實施例，本發(fā)明將包括落入權(quán)利要求的范 圍的所有實施例。
權(quán)利要求
燃氣輪機(2)，包括與第二弓形構(gòu)件(40)相鄰的第一弓形構(gòu)件(38)；在所述第一弓形構(gòu)件(38)的端部的第一槽(42)和相連的第二槽(44)；設(shè)置在所述第一槽(42)和所述第二弓形構(gòu)件(40)上的第一相鄰的槽(46)中的第一密封件(50)；設(shè)置在所述第二槽(44)和所述第二弓形構(gòu)件(40)上的第二相鄰的槽(48)中的第二密封件(52)，在所述第一密封件(50)和所述第二密封件(52)之間留有間隙(54)；以及聯(lián)接在所述第一密封件(50)和所述第二密封件(52)上并基本上遮蓋所述第一密封件(50)和所述第二密封件(52)之間的所述間隙(54)的連接件(56)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述連接件(56)包括柔性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述第一密封件(50)和所述第 二密封件(52)包括半剛性的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述連接件(56)以多個固定件 (80)聯(lián)接在所述第一密封件(50)和所述第二密封件(52)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，各固定件(80)包括點焊或點固 焊中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述連接件(56)通過粘合劑聯(lián) 接在所述第一密封件(50)和所述第二密封件(52)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述第一密封件(50)和所述第 二密封件(52)各包括金屬、織物層、織物層組合(62)和箔層組合(60)中的至少一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述連接件(56)包括金屬、織物 層、織物層組合(62)和箔層組合(60)中的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述第一密封件(50)、所述第二 密封件(52)和所述連接件(56)為整體連續(xù)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機(2)，其特征在于，所述第一弓形構(gòu)件(38)和第二 弓形構(gòu)件(40)為外護罩(30)、內(nèi)護罩(32)、噴嘴組(34)或隔板(36)中的一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于減小燃氣輪機中密封件之間的間隙的裝置。燃氣輪機(2)的實施例具有與第二弓形構(gòu)件(40)相鄰的第一弓形構(gòu)件(38)；在第一弓形構(gòu)件(38)的端部的第一槽(42)和相連的第二槽(44)；設(shè)置在第一槽(42)和第二弓形構(gòu)件(40)上的第一相鄰的槽(46)中的第一密封件(50)；設(shè)置在第二槽(44)和第二弓形構(gòu)件(40)上的第二相鄰的槽(48)中的第二密封件(52)，在第一密封件(50)和第二密封件(52)之間留有間隙(54)；以及聯(lián)接在第一密封件(50)和第二密封件(52)上并基本上遮蓋第一密封件(50)和第二密封件(52)之間的間隙(54)的連接件(56)。
文檔編號F01D11/00GK101852136SQ201010156960
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者V·J·摩根 申請人:通用電氣公司