用于涡轮机的密封组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涡轮发动机领域。尽管本发明针对飞行器涡轮轴发动机设计并且在下文中结合这样的涡轮轴发动机进行描述，但本发明更一般地涉及特别是用于飞行器的涡轮发动机。
【背景技术】
[0002]在已知的方式中，涡轮轴发动机包括:空气进入管道；第一空气压缩级，包括空气进入管道通到的可动压缩机转轮；用于将由第一压缩级压缩的空气运送到第二压缩级的通道；用于燃烧燃料和由压缩级压缩的空气的混合物的腔室；以及一个或多个用于膨胀燃烧气体的级。
[0003]在这种涡轮轴发动机中，已知的是将密封件布置在涡轮轴发动机的特定可动部件(转子)与特定固定部件(定子)之间，具体地，一方面布置在空气进入管道与第一可动压缩机转轮的前部之间，另一方面布置在用于输送压缩空气的通道与第一可动压缩机转轮的后部之间。术语“前”和“后”相对于涡轮轴发动机的轴线的方向来理解，其中在运行期间空气流在涡轮轴发动机中总体上沿涡轮轴发动机的轴线的方向流动。
[0004]因而，已知的是将包括两个密封件的密封装置布置在第一可动压缩机转轮的前部与空气进入管道之间。所述密封装置经由前密封件与涡轮发动机的转子轴的导引轴承连通，该轴承安装在密封装置的前面并且包括润滑油。
[0005]为了保持导引轴承中的润滑油以便防止润滑油泄漏到空气进入管道中并且使涡轮轴发动机产生故障，来自位于第一压缩级下游的输送通道的空气被输送到密封装置，以将该装置的两个密封件保持在压力下。术语“上游”和“下游”相对于空气流的方向来理解。
[0006]更具体地，使在输送通道中流通的空气流中的一些朝向第二密封装置被转移，第二密封装置包括具有如下功能的密封件:限制沿着第一可动压缩机转轮的后表面流动的离心空气的流量。事实上，由于沿着该可动转轮的后表面流动然后与由所述转轮压缩的空气流混合的膨胀的空气流，转轮后面的空气的过高的流量会降低压缩效率。
[0007]因此，流过第二装置的密封件的空气流中的一些沿着第一可动转轮的后表面流动，而剩余的空气流沿着转子轴流动到在第一密封装置的两个密封件之间延伸的空腔，以便将所述密封件保持在压力下。然后，将两个密封件保持在压力下的空腔中的空气不仅通过第一密封装置的前密封件朝向导引轴承流动而且通过第一密封装置的后密封件朝向空气进入管道流动。因此，空气流流量具体地在空气流过第二密封装置的密封件时减小，但总体上允许第一密封装置的密封件保持在足够的压力下，从而防止了导引轴承的润滑油泄漏到涡轮轴发动机的空气进入管道中。
[0008]然而，当在第一可动压缩机转轮的上游的空气进入管道中出现压力降低时会产生问题，其中压力降低例如由用于在可动转轮的入口处引导空气流的格栅(称作预旋转格栅)的存在引起，或由当涡轮轴发动机在在结冰条件下运行期间堵塞管道的冰的存在引起。
[0009]空气进入管道中的这种压力降低导致在第一密封装置的密封件之间延伸的空腔中的压力降低，并且这会使包含在导引轴承中的润滑油泄漏到空气进入管道中，因此使涡轮轴发动机出现故障，这是显著的缺点。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是对现有涡轮发动机加以改进，并且更具体地是防止包含在导引轴承中的润滑油泄漏到涡轮轴发动机的空气进入管道中。
[0011]因此，本发明涉及一种涡轮发动机，所述涡轮发动机包括:
[0012]-空气进入管道，
[0013]-空气压缩级，包括至少一个可动压缩机转轮，所述空气进入管道通到所述空气压缩级，
[0014]-第一密封装置，布置在所述可动压缩机转轮的前部与所述空气进入管道之间并且包括至少一个密封件，
[0015]-通道，用于输送由所述可动转轮压缩的空气，
[0016]-第二密封装置，布置在所述可动压缩机转轮的后部与所述输送通道之间并且构造成接收来自所述输送通道的空气流，
[0017]所述涡轮发动机的特点在于，所述第二密封装置构造成允许流过所述第二密封装置的空气中的一些渗漏，渗漏空气被输送到所述第一密封装置的密封件，以便将所述密封件保持在压力下。
[0018]用语“保持在压力下”指的是维持足以防止润滑油流过第一密封装置并且防止润滑油泄漏(具体地泄漏到空气进入管道中)的压力。
[0019]优选地，涡轮发动机包括布置在第一密封装置的密封件前面并且包括润滑油的导引轴承，润滑油由从第一密封装置朝向该轴承流过密封件的加压空气保持在导引轴承中。
[0020]因此，第二密封装置构造成使得在进入到所述装置时泄漏的空气的流量足够高，使得只要所述空气已经被输送到所述第一密封装置的密封件，空气便能够将所述密封件保持在压力下。根据本发明的涡轮发动机有利地即使在空气进入管道中的压力下降的情况下也能够使第一密封装置的密封件保持在压力下。
[0021]优选地，第二密封装置构造成一方面供应第一空气流，其中第一空气流的流量足以将第一密封装置的密封件保持在压力下，另一方面供应第二空气流，其中第二空气流的流量低到足以避免对沿着可动压缩机转轮的后表面流动的空气造成干扰。因此，一方面润滑油不会通过第一密封装置的密封件泄漏到空气进入管道中，另一方面空气的压缩效率不会由于在可动转轮的后部处从第二密封装置排出的空气而降低。
[0022]因此，根据本发明的特征，第二密封装置构造成使得从用于输送压缩空气的通道进入第二密封装置的空气流量的减小以及当流入所述装置时渗漏的空气的流量的减小保持足够低，使得在第二装置中渗漏并且输送到第一密封装置的密封件的空气流将所述空气流保持在压力下。这种校准可以例如通过选择空气在第二密封装置中渗漏的位置实现。
[0023]此外，根据本发明的另一特征，第二密封装置构造成总体上尽可能地减小流过第二密封装置的空气的流量，也就是说，减少流入到第二密封装置中时没有渗漏然后沿着可动转轮的后表面流动的空气的流量。这种空气流流量的减小使得能够显著减小或甚至避免对空气沿着可动压缩机转轮的后表面的离心流动造成干扰，并因此还减少在第一可动转轮的后部被再次引入到由第一可动转轮压缩的空气流中的空气流，从而使得能够提高压缩效率。
[0024]根据本发明的方面，第二密封装置包括至少一个密封件。
[0025]第一和/或第二密封装置的密封件例如可以为迷宫式密封件、刷式密封件、具有校准横截面的密封件或碳环密封件。
[0026]优选地，所述第二装置包括至少一个可磨耗材料的块体，并且所述第二密封装置的密封件为迷宫式密封件，所述迷宫式密封件各自包括一组与所述可磨耗材料的块体配合的密封带。在这种情况下，渗漏空气的压力的校准可以例如根据空气在密封件中渗漏的位置和/或通过改变密封带的数量和/或形状来执行。
[0027]同样地，所述第一密封装置有利地包括至少一个可磨耗材料的块体，并且所述第一密封装置的密封件为迷宫式密封件，所述迷宫式密封件各自包括一组与所述可磨耗材料的块体配合的密封带。
[0028]有利地，所述密封件的密封带连续且平行地布置，优选地垂直于涡轮发动机的纵向轴线。
[0029]在本发明的实施例中，第二密封装置包括构造成允许流过第二密封装置的空气中的一些渗漏的单个密封件。例如，渗漏空气通道可以布置在第二密封装置的密封件的两个端部之间以便实现所述渗漏。
[0030]在本发明的另一实施例中，所述第二密封装置包括前密封件和后密封件，空气在这两个密封件之间渗漏。因此，来自用于输送压缩空气的通道的空气沿从后到前的方向流过所述后密封件，然后部分地在这两个密封件之间流动到第一密封装置的密封件，以便将该密封件保持在压力下。渗漏空气通道可以在这两个密封件之间容易地产生，因而这两个密封件例如可以安装在涡轮轴发