专利名称：穿过密封件的构件冷却的制作方法
技术领域：
本申请一般地涉及燃气涡轮发动机，且更具体地，涉及通过穿过密封构件的空气 流来冷却热的发动机构件。
背景技术：
可使穿过涡轮发动机的空气流的一部分转向且用于冷却目的。然而，与用于燃烧 相对的为了冷却目的而转向的空气的量降低了涡轮发动机的整体效率。为了冷却目的而转 向的空气流或者其它类型的附加空气流越少，总体上燃气涡轮发动机的效率和运行更好。作为示例，位于一级喷嘴外底板和一级护罩周围的挡圈可通过压缩机排出空气流 冷却。挡圈可在其中包括多个周向凹槽和径向狭槽。可用来自核心空气流的冷却流冷却该 挡圈。然而，挡圈的周向冷却可在其中导致周向温度梯度。此外，在挡圈中加工凹槽需要加 工时间和劳动成本。因而需要用于构件冷却的改进的系统和方法，其在提高整体系统效率的同时涉及 较少的空气流。该系统和方法优选地还允许使用较不复杂且较不昂贵的构件。
发明内容
本申请因而提供了一种涡轮机构件冷却系统。该构件冷却系统可包括涡轮机构 件、邻近该涡轮机构件通过的空气流，以及邻近该涡轮机构件定位的密封件。该密封件可包 括多个孔，以便允许空气流流过其中。本申请还提供了一种涡轮机构件冷却系统。该构件冷却系统可包括涡轮机构件、 邻近该涡轮机构件通过的空气流，以及邻近该涡轮机构件而定位的W密封件。该W密封件 包括多个孔，以便允许空气流流过其中。本申请还提供了一种涡轮机构件冷却系统。该构件冷却系统可包括一级喷嘴外底 板、位于该一级喷嘴外底板附近的挡圈、位于该挡圈附近的一级护罩、邻近该挡圈而沿空气 密封板通过的空气流以及位于空气密封板和一级护罩之间的密封件。该密封件可包括多个 孔、以便允许空气流流过其中。当联系若干附图和所附权利要求书时，在参看了以下具体实施方式
后，本领域普 通技术人员将清楚本申请的这些和其它特征。
图1是燃气涡轮发动机的侧横截面视图。图2是显示挡圈的一级喷嘴外底板和一级护罩的内截面的侧横截面视图。图3是显示挡圈和如上所述的W密封件的一级喷嘴外底板和一级护罩的内截面的 侧横截面视图。图4是可在本文中使用的W密封件的侧平面视图。图5是W密封件的横截面视图。[0014部件列表[0015100燃气涡轮发动机[0016110压缩机[0017120燃烧器[0018130涡轮[0019140涡轮轮叶[0020145挡圈[0021150 一级喷嘴外底板[0022160 一级护罩[0023170涡轮机壳[0024180空气密封板[0025190周向凹槽[0026195空气流[0027200W密封件[0028210构件冷却系统[0029220涡轮机构件[0030225挡圈[0031230空气密封板[0032240W密封件[0033250孔[0034255空气流
说明书2/3页
具体实施例方式现在参考附图，贯穿该若干附图，在其中相似标号指相似元件，图1显示了燃气涡 轮发动机100的横截面视图。如已知的，该燃气涡轮发动机100可包括压缩引入的空气的 流的压缩机110。压缩机110将压缩的空气的流输送至燃烧器120。燃烧器120将压缩的 空气的流与压缩的燃料的流混合并且点燃该混合物。热的燃烧气体又被输送至涡轮130。 该热的燃烧气体驱动多个涡轮轮叶140，以便产生机械功。涡轮130中产生的机械功驱动压 缩机110和例如发电机等的外部负载。该燃气涡轮发动机100可使用天然气、各种类型的 合成气以及其它类型的燃料。在此处还可使用其它类型的燃气涡轮发动机。该燃气涡轮发 动机100可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。在此处可一起使用多个燃气涡轮发 动机100、其它类型的涡轮机以及其它类型的发电设备。图2是涡轮130的一部分的放大视图。具体地，为挡圈145位于一级喷嘴外底板 150周围且一级护罩160位于涡轮机壳170内的横断视图。空气密封板180可位于挡圈145 和一级护罩160之间。该空气密封板180在一侧上朝向位于挡圈145内的多个周向凹槽 190，并且在另一侧上朝向一个或多个W密封件200。在压缩机排出的空气流195流经周向 凹槽190的情况下，挡圈145和空气密封板180可由空气流195冷却。然而，此类周向空气 冷却可沿着挡圈145产生高达大约20华氏度(大约6. 7摄氏度)的温度梯度。图3显示了如在本文所述的构件冷却系统210。该构件冷却系统210可包括涡轮机构件220。该涡轮机构件220可以是挡圈225。在该示例中，挡圈225包括空气密封板 230而不是周向凹槽190。构件冷却系统210还可包括抵靠空气密封板230定位的一个或 多个W密封件240。如在图4和图5中所示，W密封件240可在其中包括多个孔250，以便 允许冷却空气流255穿过其中。孔250直径上可为大约0.07英寸(大约1. 78毫米)，而数 量可为大约300个。孔250的尺寸和数量可改变成具有期望的冷却流率。W密封件240可由因科镍合金718或相似类型的材料制成。(因科镍合金718是 镍铬合金，通过添加铝和钛使得能够沉淀硬化，并且具有在达大约1290华氏度(大约700 度摄氏度)的高温下的蠕变断裂强度)。因科镍是西弗吉尼亚州亨廷顿的亨廷顿合金公司 的商标。在此处可使用其它类型的材料或组合。因科镍材料可具有大约0.01英寸(大约 0.254毫米)的厚度。穿过W密封件240的空气流255可以为大约0.215% W25。该W密封件240的使 用可给挡圈225提供更均勻的冷却。还消除了制造周向凹槽190的材料和劳动成本。同样 地，消除周向凹槽190使得挡圈225结构上更强。因而该W密封件240在用作挡圈145和 一级护罩160之间的密封件的同时，还计量供给穿过其中的冷却空气流255。本文所述的该 W密封件240还可用于可能需要冷却流的任何地方。可与本文所述的该构件冷却系统210 一起使用其它类型的密封件和其它类型的涡轮机构件220。应该清楚的是前述仅仅涉及本申请的某些实施例，在此处可由本领域技术人员做 出大量的改变和改型，而不脱离由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的大体精神和 范围。
权利要求
一种涡轮机构件冷却系统(210)，包括涡轮机构件(220)；空气流(255)，其邻近所述涡轮机构件(220)通过；密封件(240)，其位于所述涡轮机构件附近；并且所述密封件(240)包括多个孔(250)，以便允许所述空气流(255)流经其中。
2.根据权利要求1所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述涡轮机构件 (220)包括挡圈(225)。
3.根据权利要求2所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述涡轮机构件冷 却系统(210)还包括位于所述挡圈(225)附近的空气密封板(230)。
4.根据权利要求3所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述密封件(240) 位于所述空气密封板(230)和一级护罩(160)周围。
5.根据权利要求1所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述密封件(240) 包括W密封件(240)。
6.根据权利要求1所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述多个孔(250) 包括大约300个孔(250)。
7.根据权利要求1所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述密封件(240)包括镍铬合金。
8.根据权利要求1所述的涡轮机构件冷却系统(210)，其特征在于，所述空气流包括大 约 0. 215% W25。
全文摘要
本申请涉及穿过密封件的构件冷却，具体而言，本申请因而提供了一种涡轮机构件冷却系统(210)。该构件冷却系统(210)可包括涡轮机构件(220)、邻近该涡轮机构件(220)通过的空气流(255)以及位于该涡轮机构件(220)附近的密封件(240)。密封件(240)可包括多个孔(250)，以便允许空气流(255)流经其中。
文档编号F02C7/12GK101886557SQ20101018385
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年5月14日
发明者S·帕卡拉 申请人:通用电气公司