专利名称：轴向流机械的制作方法
技术领域：
根据权利要求1的前序，本发明涉及一种轴向流(axial-flow)机械，尤其是具有轴向气流的燃气涡轮或轴向压缩机。
背景技术：
可实现的连续流机械的效率随着气流的容许温度而增加。因此非常高的温度是合乎需要的。因此，通常连续流机械的外壳(casing)和/或转子轴被热屏蔽区段相对于热气流而屏蔽。这些热屏蔽区段覆盖空腔，空腔彼此连通并且与冷却空气源连通，以便在非常高的气流温度下也能够实现对温度敏感构件的有效保护。一方面，转子侧上的热屏蔽区段可形成为转子侧上的转子叶片的底座的一部分。另一方面，热屏蔽区段还可设于轴向地相邻的转子叶片列之间，与转子叶片底座分离。
在周向方向上的相邻热屏蔽区段之间不可避免地存在间隙，其在分隔平面(parting plane)的各侧相对于转子轴的周向方向而横向地延伸，该分隔平面形成间隙中心。这些间隙可造成流动通过上述空腔的冷却空气的或多或少的显著泄漏。
发明内容
本发明解决确保上述间隙的有效密封的问题。这样做时，应确保一方面没有冷却空气可进入连续流机械的气流中，并且另一方面没有热气体可通过上述间隙流入冷却空气流中。这个问题根据本发明得以解决，这是因为相应间隙被通过平带状密封带密封，密封带布置成它们的纵向边缘在热屏蔽区段的侧面中的相对沟槽中，该侧面面向分隔平面。第一密封带可因此沿着间隙的侧面的边缘而设置，该边缘平行于旋转轴线而延伸。在侧面的边缘上可提供另外的密封带，该边缘相对于转子轴径向地延伸，以便没有冷却空气可在轴向方向上在此逃逸。这样，间隙相对相对于转子轴线径向的或平行的空气流或气流而密封。轴向方向上的密封在热屏蔽的自由端面的区域中是特别需要的，该区域指向流动方向上的最末转子级中的轴向气流的方向。为了简化在轴向方向上密封间隙的密封带的组装，在与间隙相邻的热屏蔽的侧面处接收密封带的沟槽可从面向流动方向的端面接近，以便密封带可被从所述端面推入沟槽中。为了促进组装，上述密封带可在其面向流动方向一侧上具有凹槽(recess)，插入间隙中的扁平工具可插入凹槽中，以便将密封带推入侧面中的对应沟槽中。另外的密封带的末端位置优选通过提供沟槽而成形于间隙的侧面上，沟槽接收密封带的纵向边缘，具有对应有限长度，由此沟槽的末端用作密封带的末端止动部。根据特别优选实施例，另外的密封带可通过旋转滑阀类型的锁定装置固定在它的末端位置中，而且该锁定装置还用于将与间隙相邻的热屏蔽区段固定于转子轴，或者将连接于热屏蔽区段上的转子叶片固定于转子轴。
本发明的优选特征可在权利要求和以下附图的描述中找到，并且将利用本发明的特别优选实施例而被更详细地说明。不仅仅为给定或示出的特征的组合寻求保护，而且原则上还为给定或示出的单个特征的任何组合寻求保护。
附图示出: 图1是在轴向流燃气涡轮的最终转子级的轴向流动方向上的局部轴向截面 图2是图1的部分II的放大 图3是在两个转子叶片的底座处的与转子轴相关的两个周向相邻热屏蔽的立体图；且 图4是用于轴向地密封间隙的密封带及其组成部分的立体图。
具体实施例方式根据图1，转子侧转子叶片2布置在仅仅局部示出的转子轴I上，它们在穿过涡轮的热气流的流动方向H上轴向地布置在导叶3之后，导叶3布置成相对于外壳固定。根据图3，根部4设于转子叶片2的底座处，用于将转子叶片2固定于转子轴1，根部4在转子轴I的轴向视图中具有揪树型(fir tree-type)横截面,并且能够轴向地插入形成在转子轴I中的轴向通道中。轴向通道的侧翼具有底切(undercut)，其与根部4的揪树剖面互补，以便将相应根部4和相关转子叶片2确实地保持在转子轴I的径向方向上。转子叶片2的底座在相应转子叶片2与其根部4之间形成为转子轴的热屏蔽区段
5。即，它们一起形成为转子轴I相对于热气流H的屏蔽。为了此目的，热屏蔽区段5具有空腔，空腔彼此连通并且与冷却空气源(未显示)连通，以便冷却空气层径向地形成于热屏蔽区段5表面的热气体侧与转子轴I之间。与转子叶片2组合的热屏蔽区段5可在转子轴I的轴向方向上延伸到导叶3的区域中。备选地，还可能将单独的热屏蔽区段6布置在导叶3的区域中，该区域可具有类似于转子叶片2的根部4，并因而可以以类似于转子叶片2的方式附连于转子轴I。冷却空气流动通过的热屏蔽区段5或6中的空腔在转子轴的周向方向上分别与相邻热屏蔽区段5或6中的空腔连通。如特别可从图3中看到的，在转子轴I的周向方向上的相邻热屏蔽区段5或6通过间隙7而彼此分离，间隙7在形成间隙中心的虚拟的分隔平面的各侧延伸，由此转子轴的轴线位于分隔平面中。一方面，间隙7包括外向开口 7’和开口 7〃，外向开口 7’基本平行于转子轴的轴线而延伸，开口 7"相对于转子轴I的轴线基本径向地延伸。因为间隙7与被提供用于冷却空气的热屏蔽区段5或6中的空腔连通，所以存在如下风险，即冷却空气可进入热气流H，或者热气体可从热气流H通过间隙7或通过开口 7’或7〃而逃逸到热屏蔽区段5或6的空腔中，并因此危险地接近转子轴I。通过密封间隙7的开口 7’或7〃来防止该不需要的气流或空气流。密封带8’用于密封开口 7’。密封带8’在纵向方向上分别插入沟槽9’中，沟槽9’在分隔平面的相对侧处布置在热屏蔽区段5或6的侧面中，分隔平面形成相应间隙7的中心。
另外的密封带8〃以原则上相同的方式布置在开口 7〃中。另外的密封带8〃围绕轴线弯曲，该轴线垂直于密封带的纵向轴线。接收另外的密封带的沟槽9"对应地弯曲。根据图4，另外的密封带8"优选包括两层结构，由此金属带10与另外的金属带11焊接以形成双层。另外的金属带11具有槽道12，使得凹槽形成于双层密封带8"中，对应工具可与该凹槽相接合。因此利用恰当地扁平的工具，可能通过间隙7而到达由槽道12形成的凹槽，并且将密封带8"移动到相应沟槽9"中。如果需要移除密封带8"，则这是特别有用的或甚至是基本的。接收密封带8"的沟槽9"的长度布置成使得密封带8’具有所需的末端位置。这意味着图3中的沟槽9"的上端用作用于密封带8"的对应末端的止动部。在连续流机械的操作中，当转子轴I快速旋转并对应地存在大的离心力时，密封带8"将通过上述止动部而与密封带8’保持间隔开，以便防止由密封带8〃和其上的离心力而造成的对密封带8’的损伤。两个密封带8’与8"之间的距离太小，使得几乎没有冷却空气可流动通过它。如可在图3中看到的，在热气体H的流动方向上的第一转子级和最末转子级的转子叶片2的根部4可借助于接收根部的轴向通道内部的键型旋转滑动部件13而轴向地固定。在图3中，(前)旋转滑动部件13处于未锁定旋转位置中。在该位置中，锁定臂被接收在转子轴I的凹槽14中，使得根部4可在转子轴I中轴向地移动。如果旋转滑动部件13旋转大约180°，那么旋转滑动部件13接合转子轴I的凹槽14以及根部4中或属于根部的热屏蔽区段5中的凹槽15，使得根部4及其热屏蔽区段5被锁定在转子轴I的轴向方向上。同时旋转滑动部件13的操作手柄16旋转到覆盖沟槽9"的敞开端的位置中，由此在该位置中操作手柄16弹性地锁定(通过锤子弯折)到相邻热屏蔽区段5之间的端面中的凹槽中。在旋转滑动部件13的锁定位置中，密封带8"因此也固定在所需的位置中。在将热屏蔽区段或它们的根部4装配于转子轴前，旋转滑动部件13可在其未锁定位置中被放入转子轴中的凹槽中。标号列表:
1转子轴
2转子叶片
3导叶
4根部
5热屏蔽区段
6热屏蔽区段
7间隙7’、7〃 开口
8’、8〃 密封带 9’、9〃 沟槽
10金属带
11金属带 12槽道
13旋转滑动部件
14凹槽15凹槽
16操作手柄H 热 气流。
权利要求
1.一种轴向流机械，尤其是具有轴向热气流(H)的燃气涡轮或轴向压缩机，包括转子侧转子叶片⑵和定子侧导叶⑶，由此所述转子叶片⑵通过例如所述转子叶片⑵的底座处的揪树形根部(4)而固定于转子轴(I)，所述根部(4)确实地接合在转子轴(I)中的对应地底切的轴向通道中，由此所述底座形成为所述转子轴(I)的热屏蔽(5)并且具有空腔，所述空腔彼此连通并与冷却空气源连通，并由此在所述转子轴的周向方向上的相邻转子叶片⑵的相邻底座之间存在间隙(7)，所述间隙(7)与所述空腔连通，由此所述间隙(7)在所述底座之间相对所述周向方向横向地在分隔平面的各侧延伸，所述分隔平面形成所述间隙(7)的中心，其特征在于，所述相应间隙(7)在所述气流侧上被平带型密封带(8’、8〃)密封，所述密封带(8’、8")布置成它们的纵向边缘在所述底座或所述热屏蔽(5)的侧面中的相对沟槽(9’、9")中，所述侧面面向所述分隔平面。
2.根据权利要求1所述的轴向流机械，其特征在于，第一密封带(8’)布置在所述气流侧上的所述侧面的边缘处，所述边缘在所述转子轴(I)的轴向方向上延伸。
3.根据权利要求1或2所述的轴向流机械，其特征在于，另外的密封带(8")在所述相邻底座的至少一个端面处布置在所述间隙(7)的侧面的边缘处，所述边缘在所述转子轴(I)的径向方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的轴向流机械，其特征在于，所述另外的密封带(8")布置在所述热屏蔽(5)的端面中，所述端面面向流动方向(H)。
5.根据权利要求3或4所述的轴向流机械，其特征在于，所述另外的密封带(8")围绕与所述密封带的纵向平面垂直的轴线而弯曲，并且布置在所述间隙(7’)的侧面的对应弯曲沟槽(9")中。
6.根据权利要求5所述的轴向流机械，其特征在于，所述弯曲沟槽(9")在其相对于所述转子轴线的径向内端处向所述底座或所述热屏蔽(5)的相邻端面敞开。
7.根据权利要求3至6中的一项所述的轴向流机械，其特征在于，在所述间隙(7)的分隔平面的区域中，在所述另外的密封带(8")中提供凹槽用于可插入所述间隙(7)中的扁平工具，所述密封带(8")能够通过所述工具而在所述相应沟槽(9")中纵向地移位。
8.根据权利要求7所述的轴向流机械，其特征在于，所述另外的密封带(8")由两层(IOUl)组成，由此在所述层中的一个(11)中提供槽道(12)用于形成所述凹槽。
9.根据权利要求3至8中的一项所述的轴向流机械，其特征在于，将所述转子叶片(2)的根部(4)轴向地锁定于所述转子轴(I)的旋转滑动部件(13)在锁定位置中覆盖所述沟槽(9")的敞开径向内端，所述沟槽(9")接收所述另外的密封带(8")。
全文摘要
本发明涉及一种轴向流机械，尤其是具有轴向热气流的燃气涡轮。转子侧热屏蔽(5)之间的间隙(7)被可安装密封带(8'、8'')阻塞，密封带(8'、8'')布置成它们的纵向边缘在相应热屏蔽的侧壁中的相对沟槽中。
文档编号F01D11/00GK103228870SQ201180058919
公开日2013年7月31日 申请日期2011年12月7日 优先权日2010年12月9日
发明者A.A.克汉恩, A.V.皮波普洛 申请人:阿尔斯通技术有限公司