包括密封构件的涡轮机部件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种包括密封构件的涡轮机部件，所述涡轮机部件包括第一壳体部分，所述第一壳体部分具有延伸到第二端的第一端。所述第一端和第二端中的至少一端包括具有密封件接收通道的第一密封表面。第二壳体部分包括延伸到第二端的第一端。所述第一端和第二端中的至少一端包括经配置和设置与所述第一密封表面对齐的第二密封表面。密封构件设在所述密封件接收通道中。所述密封构件包括朝向所述第二密封表面延伸的多根刷毛。
【专利说明】包括密封构件的涡轮机部件
【技术领域】
[0001]本说明书中所公开的主题涉及涡轮机领域，且更具体来说涉及用于涡轮机部件的密封构件。
【背景技术】
[0002]很多涡轮机包括通过共用的压缩机/涡轮轴或转子而联接到涡轮部分上的压缩机部分和燃烧室组件。该压缩机部分引导压缩空气流穿过多个连续级朝向燃烧室组件。在燃烧室组件中，压缩空气流与燃料混合以形成可燃混合物。该可燃混合物在燃烧室组件中燃烧以形成热气体。该等热气体通过过渡件被引导到涡轮部分上。热气体膨胀穿过涡轮部分的旋转涡轮叶片以产生功，该功被输出来给，例如发电机、泵供电或为车辆供电。除了提供用于燃烧的压缩空气外，一部分压缩空气流穿过涡轮部分用于冷却的目的。
[0003]在很多情况下，涡轮叶片被布置在壳体中，该壳体包括沿水平接缝接合的第一半壳体和第二半壳体。其他涡轮机部件(如压缩机部分)也可包括水平接缝。除了水平接缝夕卜，若干涡轮机部件(如燃烧室组件)还包括沿轴向接缝接合的第一半壳体和第二半壳体。不论取向如何，在该等半壳体之间提供密封件，以便限制涡轮机流体的泄漏。一般来说，该密封件由柔性金属形成，该柔性金属适应由于在涡轮机操作期间所产生的温度差而引起的第一半壳体和第二半壳体的热膨胀和收缩。
实用新型内容
[0004]根据示例性实施例的一方面，涡轮机部件包括具有延伸到第二端的第一端的第一壳体部分。该第一端和该第二端中的至少一端包括具有密封件接收通道的第一密封表面。第二壳体部分包括延伸到第二端的第一端。该第一端和该第二端中的至少一端包括配置和设置用于与第一密封表面对齐的第二密封表面。该密封件接收通道中设有密封构件。该密封构件包括朝向第一和第二密封件接收通道中的另一个延伸的多根刷毛。
[0005]本实用新型第二方面中，如上所述密封构件包括支撑所述多根刷毛的凸缘，所述凸缘被接收在所述密封件接收通道中。
[0006]本实用新型第三方面中，如上第二方面所述，其中该凸缘包括经配置和设置以接收在所述密封件接收通道中的安装单元。
[0007]本实用新型第四发面中，如上第三方面所述，其中所述密封件接收通道包括延伸到所述第一和第二密封表面之一中的凹入部分，所述安装单元经配置和设置嵌套在所述凹入部分内。
[0008]本实用新型第五方面中，如上第一方面所述，其中所述第一壳体部分包括沿大体纵轴方向延伸到第二端部的第一端部，所述第一和第二密封表面在所述第一和第二端部之间轴向地延伸。
[0009]本实用新型第六方面中，如上第五方面所述，其中所述第一和第二壳体部分形成压缩机外壳。[0010]本实用新型第七方面中，如上第一方面所述，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成水平接缝。
[0011]本实用新型第八方面中，如上第一方面所述，其中所述第一密封表面限定第一大体环形开口并且所述第二密封表面限定第二大体环形开口。
[0012]本实用新型第九方面中，如上第八方面所述，其中所述第一和第二壳体部分接合形成燃烧室外壳。
[0013]本实用新型第十方面中，如上第一方面所述，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成大体环形接缝。
[0014]本实用新型第十一方面中，如上第一方面所述，其中所述第二密封表面包括另一个密封件接收通道，所述密封构件从所述密封件接收通道延伸到所述另一个密封件接收通道中
[0015]根据示例性实施例的另一方面，即第十二方面，涡轮机包括:压缩机部分；涡轮部分，其流体性地连接且机械地联接到该压缩机部分上；以及燃烧室组件，其流体性地连接到该压缩机部分和该涡轮部分上。压缩机部分、涡轮部分以及燃烧室组件中的至少一个包括具有延伸到第二端的第一端的第一壳体部分。该第一端和该第二端中的至少一端包括具有密封件接收通道的第一密封表面。压缩机部分、涡轮部分以及燃烧室组件中的该至少一个还包括具有延伸到第二端的第一端的第二壳体部分。该第一端和该第二端中的至少一端包括配置和设置用于与第一密封表面对齐的第二密封表面。该密封件接收通道中设有密封构件。该密封构件包括朝向第一和第二密封件接收通道中的另一个延伸的多根刷毛。
[0016]本实用新型第十三方面中，如上第十二方面所述，其中所述密封构件包括支撑所述多根刷毛的凸缘，所述凸缘被接收在所述密封件接收通道中。
[0017]本实用新型第十四方面中，如上第十三方面所述，其中所述凸缘包括经配置和设置以接收在所述密封件接收通道中的安装单元。
[0018]本实用新型第十五方面中，如上第十四方面所述，其中所述密封件接收通道包括延伸到所述第一和第二密封表面之一中的凹入部分，所述安装单元经配置和设置以嵌套在所述凹入部分内。
[0019]本实用新型第十六方面中，如上第十二方面所述，其中所述第一壳体部分包括沿大体纵轴方向延伸到第二端部的第一端部，所述第一和第二密封表面在所述第一和第二端部之间轴向地延伸。
[0020]本实用新型第十七方面中，如上第十二方面所述，其中所述第一和第二壳体部分形成用于所述压缩机部分的外壳。
[0021]本实用新型第十八方面中，如上第十二方面所述，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成水平接缝。
[0022]本实用新型第十九方面中，如上第十二方面所述，其中所述第一密封表面限定第一大体环形开口并且所述第二密封表面限定第二大体环形开口。
[0023]本实用新型第二十方面中，如上第十二方面所述，其中所述第二密封表面包括另一个密封件接收通道，所述密封构件从所述密封件接收通道延伸到所述另一个密封件接收通道中。
[0024]这些和其他优点及特征将从结合附图的以下描述中变得更加清楚。【专利附图】
【附图说明】
[0025]被认为是本实用新型的主题在权利要求中特别地指出且明确地要求保护。结合附图阅读以下【具体实施方式】可以清楚地了解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中:
[0026]图1是根据示例性实施例的包括具有密封构件的涡轮机部件的气体涡轮机；
[0027]图2是根据示例性实施例的包括通过密封构件接合的第一和第二壳体部分的压缩机外壳的局部透视图；
[0028]图3是图2的密封构件的局部透视图；
[0029]图4是根据示例性实施例的另一方面的包括通过密封构件接合的第一和第二壳体部分的图1的气体涡轮机的燃烧室的局部透视图；以及
[0030]图5是图4的密封构件的局部透视图。
[0031]详细描述通过参照附图来通过举例而解释了本实用新型的各实施例以及优点和特征。
【具体实施方式】
[0032]根据示例性实施例的气体涡轮机在图1中大体上以2表示。气体涡轮机2包括可操作地连接到涡轮部分6上的压缩机部分4。燃烧室组件8流体性地连接到压缩机部分4和涡轮部分6上。燃烧室组件8包括多个燃烧室，其中之一以10表示，多个燃烧室布置成环管式(can-annular)阵列。当然应了解，燃烧室10的数量和布置可能发生变化。燃烧室组件8通过过渡件(未示出)流体性地连接到涡轮部分6上。压缩机部分4包括容纳在压缩机外壳14内的多个压缩级(未示出)并且涡轮部分6包括容纳在涡轮外壳16内的多个涡轮级(也未示出)。
[0033]压缩机外壳14包括沿大致纵轴方向延伸到后压缩机端部19的前压缩机端部18。压缩机外壳14还包括第一压缩机壳体部分20和第二压缩机壳体部分21。第一压缩机壳体部分20通过大致水平接缝24接合到第二压缩机壳体部分21上。类似地，涡轮外壳16包括沿纵轴方向延伸到后涡轮端部29的前涡轮端部28。涡轮外壳16还包括第一涡轮壳体部分31和第二涡轮壳体部分32。第一涡轮壳体部分31通过大致水平接缝34接合到第二涡轮壳体部分32上。另外如图1中所示，燃烧室10包括通过大体环形接缝42接合到第二燃烧室壳体部分40上的第一燃烧室壳体部分39。
[0034]现在将在描述压缩机外壳14的详情时参照图2，其中了解到涡轮外壳16可包括类似的结构。第一压缩机壳体部分20包括延伸到第二端59的第一端57。第一端57包括在前压缩机端部18与后压缩机端部19之间沿纵轴方向延伸的密封表面63。密封表面63包括第一密封件接收通道66。第二端59包括类似的密封表面(未示出)。第二压缩机壳体部分21包括延伸到第二端72的第一端70。第一端70包括在前压缩机端部18与后压缩机端部19之间沿纵轴方向延伸的密封表面76。密封表面76包括第二密封件接收通道80。
[0035]根据示例性实施例，密封构件90在第一密封件接收通道66与第二密封件接收通道80之间沿水平接缝24延伸。更确切地说，密封构件90包括安装在第二密封件接收通道80中的凸缘93。如图3中最佳地示出，凸缘93支撑延伸到第一密封件接收通道66中的多根刷毛96。刷毛96被密集地填充，以便减少流体通过水平接缝24从压缩机部分4中的任何逸出。根据该示例性实施例的一方面，刷毛96由黑色金属(例如，钢和/或钢合金)形成。当然，在刷毛96的制造中也可采用其他材料，如陶瓷、陶瓷复合材料和有色金属。刷毛96是相对柔性的，以便适应由于气体涡轮机2的操作而引起的在第一压缩机壳体部分20与第二压缩机壳体部分21之间的任何热膨胀差异。在这点上，应了解，虽然描述为在两个压缩机半壳体之间密封，但密封构件90还可被用来在任何数量的壳体部分之间密封，该等壳体部分组合来形成压缩机外壳14、涡轮外壳16和/或排气组件(未单独标记)。
[0036]现在将在描述大体环形接缝42中参照图4。如所示，第一燃烧室壳体部分39包括第一端部110 (图1所示)，该第一端部具有延伸到第二端部112的大体环形开口(未单独标记)。第二端部112包括被构造来接收第一端部110的大体环形开口(也未单独标记)。第二端部112包括具有密封件接收通道119的密封表面115。密封件接收通道119包括形成键槽125的凹入部分124。第二燃烧室壳体部分40包括延伸到第二端部133的第一端部130。第一端部130包括至少部分限定密封表面136的凹槽(未单独标记)。通过这种布置，第一燃烧室壳体部分39的第二端部112被接收在第二燃烧室壳体部分40的第一端部130内。密封构件150被布置在大体环形接缝42处，以便限制气体从燃烧室10的逸出。
[0037]如图5中所示，密封构件150在密封件接收通道119与密封表面136之间延伸并且围绕大体环形接缝42延伸。更确切地说，密封构件150包括安装在密封件接收通道119中的凸缘152。凸缘152包括大体上对应于第二端部112的几何形状的弧形轮廓。另外，凸缘152包括安装单元154，该安装单元采用被构造成延伸到凹入部分124中且与该凹入部分匹配地配合的键155的形式。凸缘152支撑朝向且抵接密封表面136延伸的多根刷毛156。刷毛156被密集地填充，以便减少流体通过大体环形接缝42从燃烧室10中的任何逸出。以与上文所述类似的方式，刷毛156由黑色金属(例如，钢和/或钢合金)形成。当然，在刷毛156的制造中也可采用其他材料，如陶瓷、陶瓷复合材料和有色金属。刷毛156是相对柔性的，以便适应由于气体涡轮机2的操作而引起的在第一燃烧室壳体部分39与第二燃烧室壳体部分40之间的任何热膨胀差异。虽然示出为作为轴向密封件使用，但密封构件150还可被构造为径向密封件。当被构造为径向密封件时，该密封构件可包括取决于密封构件取向而向内径方向延伸的刷毛或向外径方向延伸的刷毛。另外，应了解，壳体可使内凸缘和/或外凸缘代表排气组件，并且密封构件也可被用来在该内凸缘和/或该外凸缘之间密封。
[0038]此时，应了解，示例性实施例描述了包括用于限制流体穿过涡轮机接缝流动的刷毛的密封构件。该密封构件可在具有大体线性几何形状的接缝处或在具有大体曲线几何形状的接缝处使用。另外，虽然描述为在压缩机外壳和燃烧室的壳体部分之间使用，但密封构件可被用在多种表面之间，包括在涡轮外壳的壳体部分之间或在其他涡轮机部件的接缝处，以便限制流体泄漏。最后，虽然刷毛可由多种材料形成，但所选择的特定材料类型可能与密封构件的特定应用相关。
[0039]虽然本实用新型已经仅结合有限数量的实施例进行了详细描述，但应容易理解，本实用新型不限于此类公开的实施例。而是，本实用新型可被改进来并入有迄今为止尚未描述的任何数量的变化、改变、替换或等效安排，但它们与本实用新型的精神和保护范围是相当的。另外，虽然已对本实用新型的各种实施例进行了描述，但应了解，本实用新型的各方面可仅包括所述实施例中的一些。因此，本实用新型不应被看作受前面描述限制，而是受所附权利要求书的范围限制。
【权利要求】
1.一种涡轮机部件，其包括: 第一壳体部分，其包括延伸到第二端的第一端，所述第一端和第二端中的至少一端包括具有密封件接收通道的第一密封表面； 第二壳体部分，其包括延伸到第二端的第一端，所述第一端和第二端中的至少一端包括经配置和设置与所述第一密封表面对应的第二密封表面；以及 密封构件，其设在所述密封件接收通道中，所述密封构件包括朝向所述第二密封表面延伸的多根刷毛。
2.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述密封构件包括支撑所述多根刷毛的凸缘，所述凸缘被接收在所述密封件接收通道中。
3.根据权利要 求2所述的涡轮机部件，其中该凸缘包括经配置和设置以接收在所述密封件接收通道中的安装单元。
4.根据权利要求3所述的涡轮机部件，其中所述密封件接收通道包括延伸到所述第一和第二密封表面之一中的凹入部分，所述安装单元经配置和设置嵌套在所述凹入部分内。
5.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述第一壳体部分包括沿大体纵轴方向延伸到第二端部的第一端部，所述第一和第二密封表面在所述第一和第二端部之间轴向地延伸。
6.根据权利要求5所述的涡轮机部件，其中所述第一和第二壳体部分形成压缩机外壳。
7.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成水平接缝。
8.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述第一密封表面限定第一大体环形开口并且所述第二密封表面限定第二大体环形开口。
9.根据权利要求8所述的涡轮机部件，其中所述第一和第二壳体部分接合形成燃烧室外壳。
10.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成大体环形接缝。
11.根据权利要求1所述的涡轮机部件，其中所述第二密封表面包括另一个密封件接收通道，所述密封构件从所述密封件接收通道延伸到所述另一个密封件接收通道中。
12.一种涡轮机，其包括: 压缩机部分； 涡轮部分，其与所述压缩机部分流体相通，并且与所述压缩机部分机械相连； 燃烧室组件，其与所述压缩机部分和所述涡轮部分流体相通，所述压缩机部分、涡轮部分和燃烧室组件中的至少一个包括: 第一壳体部分，其包括延伸到第二端的第一端，所述第一端和第二端中的至少一端包括具有密封件接收通道的第一密封表面； 第二壳体部分，其包括延伸到第二端的第一端，所述第一端和第二端中的至少一端包括经配置和设置与所述第一密封表面对齐的第二密封表面；以及 密封构件，其设在所述第一密封件接收通道中，所述密封构件包括朝向所述第二密封表面延伸的多根刷毛。
13.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述密封构件包括支撑所述多根刷毛的凸缘，所述凸缘被接收在所述密封件接收通道中。
14.根据权利要求13所述的涡轮机，其中所述凸缘包括经配置和设置以接收在所述密封件接收通道中的安装单元。
15.根据权利要求14所述的涡轮机，其中所述密封件接收通道包括延伸到所述第一和第二密封表面之一中的凹入部分，所述安装单元经配置和设置以嵌套在所述凹入部分内。
16.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述第一壳体部分包括沿大体纵轴方向延伸到第二端部的第一端部，所述第一和第二密封表面在所述第一和第二端部之间轴向地延伸。
17.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述第一和第二壳体部分形成用于所述压缩机部分的外壳。
18.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述第一和第二密封表面经配置和设置形成水平接缝。
19.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述第一密封表面限定第一大体环形开口并且所述第二密封表面限定第二大体环形开口。
20.根据权利要求12所述的涡轮机，其中所述第二密封表面包括另一个密封件接收通道，所述密封构件从所述 密封件接收通道延伸到所述另一个密封件接收通道中。
【文档编号】F02C3/00GK203685317SQ201320777910
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】K.S.沙, S.M.艾哈迈德, S.A.沙里夫 申请人:通用电气公司