排放到燃烧器区段14中，从而引起燃烧，该燃烧产生热的加压排气。燃烧器区段14通过过渡件将热的加压气体引导到涡轮喷嘴(或“一级喷嘴”)以及轮叶和喷嘴的其它级中，使涡轮区段16的外壳24内的涡轮叶片旋转。
[0032]参照图2，更详细地示出涡轮区段16的一部分。涡轮区段16包括交错的级间喷嘴级26和涡轮级，诸如第一涡轮级28和第二涡轮级30。密封构件32设置在第一涡轮级28和第二涡轮级30之间。虽然参照燃气涡轮发动机10的涡轮区段16来描述本文中描述的实施例，但实施例还可与燃气涡轮发动机10的压缩机区段12结合使用。
[0033]第一涡轮级28和第二涡轮级30均包括附连于转子轴(未显示)的相应的转子盘，该转子轴使转子盘围绕中心轴线旋转。特别地，第一涡轮级28包括第一转子盘34，而第二涡轮级包括第二转子盘36。多个叶片或轮叶可移除地附连于各个转子盘的外周缘。为了说明，示出了用于各个级的单个涡轮轮叶。特别地，第一涡轮轮叶38附连于第一转子盘34，而第二涡轮轮叶40附连于第二转子盘36。轮叶通过任何适当的机构附连，诸如沿轴向延伸的燕尾连接。在一个实施例中，轮叶均包括构造成附连于对应的转子盘的轮叶平台。在示出的实施例中，第一涡轮轮叶38包括第一平台42，而第二涡轮轮叶40包括第二平台44。如本文中所用，“轴向”方向是平行于中心轴线的方向，而“径向”方向是从中心轴线延伸且垂直于中心轴线的方向。“外部”位置指的是在径向方向上的、比“内部”位置更远离中心轴线的位置。
[0034]喷嘴级26包括多个喷嘴导叶46，多个喷嘴导叶46均操作性地连接于涡轮区段16的外壳24，诸如涡轮壳或附连于其的外部支承环，并且朝中心轴线沿径向延伸。在一个实施例中，多个喷嘴导叶46中的各个附连于内部支承环，该内部支承环具有比外部支承环的直径更小的直径。
[0035]包括密封构件32，以减少加热气体或空气泄漏到涡轮区段16的内部部分中，以及远离由轮叶和喷嘴级限定的流径50。密封构件32设置在相对于旋转转子盘的固定位置，并且因此与转子盘一起旋转。如下面详细描述的，密封构件32在密封构件32和轮叶(诸如第一涡轮轮叶38和第二涡轮轮叶40)之间引起密封连接。
[0036]密封构件32典型地是单个均匀结构，其形状类似于系杆拱桥，并且构造成应对与燃气涡轮发动机10的操作相关联的离心力。特别地，密封构件32包括主要本体部分52，主要本体部分52由相对平坦部分54、弓形部分56以及连接相对平坦部分54和弓形部分56的多个拉杆节段58形成。多个拉杆节段58形成至少一个、但典型地多个中空部分60。多个中空部分60降低密封构件32的总重量和材料成本。
[0037]第一端节段62和第二端节段64设置在密封构件32的相对的轴向端处，使得主要本体部分52从第一端节段62和第二端节段64沿轴向延伸。第一端节段62设置在第一涡轮轮叶38和第一转子盘34的第一低地68之间。如显不的,第一低地68沿向后方向沿轴向延伸。特别地，第一端节段62被“夹在中间”，并且从而在径向方向上由第一涡轮轮叶38和第一低地68的部分固持。在示出的实施例中，第一端节段62包括与第一低地34的沿径向外部面接触的第一端70，以及与第一平台42的沿径向内部面接触的第二端72。类似地，第二端节段64被“夹在中间”，并且从而在径向方向上由第二涡轮轮叶40和第二转子盘36的第二低地74的部分固持。第二低地74沿向前方向沿轴向延伸。第二端节段64包括与第二低地74的沿径向外部面接触的第三端76，以及与第二平台44的沿径向内部面接触的第四端78。
[0038]密封构件32在相邻涡轮轮叶级之间延伸，诸如在第一涡轮级28和第二涡轮级30之间，如示出的，以密封在相邻级之间延伸的区域。级之间的配合关系在轴向方向上固持密封构件32。在一个实施例中，对钩子布置提供额外的轴向固持。在此类实施例中，第一端节段62和/或第二端节段64的一部分与第一低地68、第二低地74、第一平台42和/或第二平台44的接收特征接合。
[0039]密封构件32由能够经受住升高的温度(诸如1500° F或更高)的高温材料铸造而成，或者以别的方式制成。此类材料的示例包括镍基超级合金，诸如用于流径构件的那些合金。另外或备选地，密封构件32可被有效冷却。为了便于更换密封构件32，典型地，密封构件32形成为围绕燃气涡轮发动机10的旋转轴线的一部分延伸的周向节段。
[0040]如图3的流程图中示出的，并且参照图1和2，还提供密封燃气涡轮发动机100的流径的方法。已经在前面描述了燃气涡轮发动机10和密封构件32，并且不必进一步详细描述具体的结构构件。密封燃气涡轮发动机100的流径的方法包括将密封构件的第一端节段定位在第一转子盘的第一沿轴向延伸的低地上102。该方法还包括将密封构件的第二端节段定位在第二转子盘的第二沿轴向延伸的低地上104。第一涡轮轮叶的第一平台定位在第一端节段上，以将第一端节段沿径向固持在第一沿轴向延伸的低地和第一平台之间106。第二涡轮轮叶的第二平台定位在第二端节段上，以将第二端节段沿径向固持在第二沿轴向延伸的低地和第二平台之间108。
[0041]本文中描述的装置、系统和方法提供许多优于备选系统的优点。例如，装置、系统和方法提供以下技术效果:通过减少构件的数量，以及通过减少或消除或减少对冷却气体流的需要来提高涡轮的效率和性能。例如，密封构件32减少对通常用来支承其它密封构件和组件的垫片轮的需要。此外，防止空气流泄漏到涡轮的内部腔体中降低所需冷却流的水平，从而提高涡轮效率，以及降低成本。
[0042]虽然已经结合仅有限数量的实施例来详细描述本发明，但应当容易理解的是，本发明不限于此类公开的实施例。相反地，可修改本发明，以并入迄今为止未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变型、更改、替换或等同布置。另外，虽然已经描述了本发明的多种实施例，但将理解的是，本发明的方面可仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明将不视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
【主权项】
1.一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件，包括: 第一端节段，其构造成设置在第一转子盘上的第一低地和操作性地联接于所述第一转子盘的第一涡轮轮叶平台之间，以及在径向方向上由所述第一低地和所述第一涡轮轮叶平台固持； 第二端节段，其构造成设置在第二转子盘上的第二低地和操作性地联接于所述第二转子盘的第二涡轮轮叶平台之间，以及在径向方向上由所述第二低地和所述第二涡轮轮叶平台固持；以及 从所述第一端节段沿轴向延伸到所述第二端节段的主要本体部分。
2.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述主要本体部分包括相对平坦部分、弓形部分，以及连接所述相对平坦部分和所述弓形部分的多个拉杆节段。
3.根据权利要求2所述的密封构件，其特征在于，所述多个拉杆节段限定至少一个中空部分。
4.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述密封构件包括构造成经受住流径气体温度的高温材料。
5.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述密封构件是围绕涡轮轴线的一部分延伸的周向节段。
6.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述第一端节段包括构造成邻接所述第一低地的第一端和构造成邻接所述第一涡轮轮叶平台的第二端，其中，所述第二端节段包括构造成邻接所述第二低地的第三端和构造成邻接所述第二涡轮轮叶平台的第四端。
7.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述密封构件构造成密封在涡轮轮叶的相邻级之间延伸的区域。
8.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述第一低地和所述第二低地中的至少一个包括构造成接收从所述密封构件延伸的钩子的接收特征。
9.根据权利要求1所述的密封构件，其特征在于，所述密封构件是有效冷却式结构。
10.一种燃气涡轮发动机,包括: 压缩机区段； 燃烧器区段； 涡轮区段，其具有附连于第一转子盘的第一涡轮轮叶、附连于第二转子盘的第二涡轮轮叶，以及沿轴向位于所述第一转子盘和所述第二转子盘之间的固定的涡轮喷嘴；以及 在所述第一转子盘和所述第二转子盘之间沿轴向延伸的密封构件，所述密封构件包括: 第一端节段，其设置在所述第一转子盘的第一沿轴向延伸的低地和所述第一涡轮轮叶的第一平台之间，并且与所述第一沿轴向延伸的低地和所述第一平台接触； 第二端节段，其设置在所述第二转子盘的第二沿轴向延伸的低地和所述第二涡轮轮叶的第二平台之间，并且与所述第二沿轴向延伸的低地和所述第二平台接触；以及 在所述第一端节段和所述第二端节段之间延伸的主要本体部分。
【专利摘要】一种用于减少涡轮系统中的二次空气流的密封构件，包括第一端节段，该第一端节段构造成设置在第一转子盘的第一低地和操作性地联接于第一转子盘的第一涡轮轮叶平台之间，以及在径向方向上由第一低地和第一涡轮轮叶平台固持。还包括第二端节段，其构造成设置在第二转子盘的第二低地和操作性地联接于第二转子盘的第二涡轮轮叶平台之间，以及在径向方向上由第二低地和第二涡轮轮叶平台固持。进一步包括从第一端节段沿轴向延伸到第二端节段的主要本体部分。
【IPC分类】F01D11-00
【公开号】CN104564173
【申请号】CN201410584551
【发明人】D. 波特 B., C. 利奧塔 G.
【申请人】通用电气公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月28日
【公告号】DE102014115197A1, US20150114001